豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)宜機(jī)收熱帶玉米新品種桂單668的選育研究

鄒成林，譚華，鄭德波，黃愛花，黃開健，翟瑞寧，莫潤秀，韋新興

（廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，南寧 530007）

玉米作為我國三大作物之一，在解決人們溫飽、保障糧食安全、發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)以及緩解能源危機(jī)等方面發(fā)揮了重要作用［1］。在廣西，玉米是僅次于水稻的第二大糧食作物。2010—2017年，廣西玉米種植面積53.86萬～62.26萬hm2，占所有作物總播種面積的9.0%～10.1%，總產(chǎn)量為208.7萬～274.4萬t［2］。廣西地處西南，屬熱帶亞熱帶生態(tài)氣候，光熱充足，雨量充沛，土壤類型多樣，形成多種農(nóng)業(yè)生態(tài)特征，因此需要不同類型玉米品種滿足各地生產(chǎn)的需要［3，4］。在廣西自然環(huán)境、耕作制度條件下，多抗是品種高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)及適應(yīng)性廣的保證，玉米必須抗多種病蟲害、耐旱、耐瘠才受歡迎［5］。目前廣西玉米品種在產(chǎn)量上進(jìn)一步提高已相當(dāng)困難，因此需重點(diǎn)考慮品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，使品種盡可能適應(yīng)廣西不同的氣候區(qū)域。因受地理?xiàng)l件限制，廣西機(jī)械化收獲存在諸多困難，但為適應(yīng)我國玉米生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變［6］，選育宜機(jī)收品種將是廣西今后的發(fā)展重點(diǎn)。

為適應(yīng)熱帶亞熱帶地區(qū)尤其是廣西玉米品種更新?lián)Q代，滿足市場對(duì)豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗、宜機(jī)收新品種的需求，選育適宜廣西及西南不同生態(tài)環(huán)境需要的品種，筆者根據(jù)本區(qū)域生態(tài)壞境特點(diǎn)，采用以熱帶種質(zhì)為主、溫帶種質(zhì)為輔的育種策略［7］，通過加強(qiáng)地方玉米種質(zhì)創(chuàng)制，充分引進(jìn)利用熱帶、亞熱帶，特別是國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）的玉米種質(zhì)［8］，重點(diǎn)選育多抗、廣適、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、耐旱、耐瘠、抗病、籽粒容重高的品種［9，10］。桂單668具有豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、綜合抗性強(qiáng)和易機(jī)收等優(yōu)點(diǎn)，其成功選育將為廣西玉米增產(chǎn)、農(nóng)民增收提供優(yōu)良新品種，從而促進(jìn)玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［11］。

1 選育過程

1.1 母本的選育及特征特性

母本Q98系引進(jìn)國內(nèi)種質(zhì)自交系CA211，導(dǎo)入來自CIMMYT的雜交組合（Q30×Q12）選育的自選系MQ3012構(gòu)建選系基礎(chǔ)群體，混合授粉2次后選擇優(yōu)良單株，采用系譜法連續(xù)自交多代獲得（圖1）。該自交系在廣西南寧春播生育期115 d，秋播生育期105 d；成株葉片數(shù)18～19葉；植株莖“之”字型程度極弱，株型平展；穗上部葉片、葉尖下披；雄穗最低位側(cè)枝以上主軸長度26.5 cm，最高位側(cè)枝以上主軸長度13.5 cm，一級(jí)分枝6～10條，主軸與分枝角度大，側(cè)枝輕度下垂，花粉量適中，花藥飽滿淺黃色，穎片基部綠色，護(hù)穎紫色，稃尖紫色，花絲淡紅色；抽雄期主莖上節(jié)間葉鞘綠色，基部葉鞘綠色，支持根紫紅色，穗苞葉無小葉著生；株高166 cm，穗位高70 cm；果穗著生于倒數(shù)第6片葉，果穗筒型，部分穗行欠整齊，穗長11.0～12.5 cm，穗粗4.0 cm，穗行數(shù)14～16行，出籽率80.1%，百粒質(zhì)量22.5 g；籽粒黃色，硬粒型，穗軸白色。具有配合力高、高抗南方銹病、中抗大斑病的特點(diǎn)。

圖1 Q98系譜圖Fig.1 Q98 Pedigree diagram

1.2 父本的選育及特征特性

父本D901系引進(jìn)國內(nèi)種質(zhì)自交系CAI60與來自CIMMYT的CML162抗銹供體雜交構(gòu)建選系基礎(chǔ)群體，選擇綜合性狀優(yōu)良單株混粉自交，選擇綜合性狀優(yōu)良單株連續(xù)自交選育而成（圖2）。該自交系在廣西南寧春播生育期113 d，秋播103 d；第一葉鞘淺紫色，第一葉尖端圓到匙形，葉片淡綠色，第4展開葉邊緣紫色，葉片綠色，葉緣波狀弱，成株葉片數(shù)17～19葉；莖“之”字型極弱，株型平展，穗上部葉片葉尖下披，雄穗最低位側(cè)枝以上主軸長度33.2 cm，最高位側(cè)枝以上主軸長度19.6 cm；雄穗分散上沖花藥淺紫紅色，穎片基部綠色，護(hù)穎紫色，稃尖紫色，花絲淡紅色。抽雄期主莖上節(jié)間葉鞘為綠色，莖基部葉鞘綠色，成株期葉色濃綠，葉寬中，葉片偏長，葉緣波狀少，穗柄向上，果穗著生于倒數(shù)第7片葉，支持根紫紅色，穗苞葉綠色，苞葉上有小葉著生；株高199 cm，穗位高81 cm，穗長11.5～12.9 cm，穗粗3.8～4.2 cm，禿頂長0.5～1.2 cm，穗行數(shù)12～14行，百粒質(zhì)量25.2 g，出籽率79.6%；籽粒黃色，硬粒型，穗軸白色。具有耐旱性強(qiáng)、配合力高、花粉量大的特點(diǎn)。

圖2 D901系譜圖Fig.2 D901 Pedigree diagram

1.3 品種的選育

2014年秋季在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院明陽基地以自交系D901等6個(gè)材料，對(duì)232份自交系進(jìn)行配合力測定。2015年春季對(duì)所配1086個(gè)雜交組合在明陽基地進(jìn)行產(chǎn)量比較，通過田間觀察和產(chǎn)量測定，發(fā)現(xiàn)Q98×D901組合綜合性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)優(yōu)異。2015年秋季對(duì)該組合進(jìn)行復(fù)配，于2016年春秋兩季在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院明陽和河池市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所兩試驗(yàn)基地同時(shí)擴(kuò)大種植。經(jīng)鑒定，其綜合性狀好，產(chǎn)量較高。2017年參加廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米所組織的玉米多點(diǎn)異地鑒定，在南寧的馬山縣、貴港市、河池的宜州市和巴馬縣、百色的田陽縣和靖西縣，2季6點(diǎn)鑒定結(jié)果顯示，各點(diǎn)平均產(chǎn)量較對(duì)照桂單162增產(chǎn)6.2%。2018年和2019年該組合分別參加廣西普通玉米區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，結(jié)果表明該品種豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、抗性、品質(zhì)等符合廣西高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和適宜機(jī)械化收獲果穗玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)，定名為桂單668，于2020年通過審定，審定編號(hào)為：桂審玉2020004，可在廣西全區(qū)種植。

2 豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)

2.1 區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量

在2018年廣西玉米區(qū)域試驗(yàn)中，桂單668春季產(chǎn)量在7 141.5～9 300.0 kg/hm2間，平均為7 976.1 kg/hm2，比CK桂單162平均增產(chǎn)6.7%，參試7點(diǎn)次中，有6點(diǎn)次比CK增產(chǎn)，占參試點(diǎn)次的85.7%；秋季產(chǎn)量在6 309.0～8 976.0 kg/hm2間，平均產(chǎn)量為7 393.3 kg/hm2，比CK平均增產(chǎn)3.9%，參試7點(diǎn)次中，所有點(diǎn)次比CK增產(chǎn)。一年春秋兩季平均產(chǎn)量為7 686.0 kg/hm2，比CK增產(chǎn)5.3%，參試14點(diǎn)次中，有13點(diǎn)次比CK增產(chǎn)，占參試點(diǎn)次92.9%（表1）。

表1 桂單668在2018年廣西玉米區(qū)域試驗(yàn)中的產(chǎn)量Table 1 Yield of Guidan 668 in regional trial of maize in Guangxi in 2018

2.2 生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量

在2019年廣西玉米生產(chǎn)試驗(yàn)中，桂單668春季產(chǎn)量在6 310.5～8 389.5 kg/hm2之間，平均產(chǎn)量為7 222.8 kg/hm2，比CK桂單162平均增產(chǎn)3.2%，參試5點(diǎn)次中，所有點(diǎn)次比CK增產(chǎn)；秋季產(chǎn)量在6 640.5～7 725.0 kg/hm2之間，平均產(chǎn)量7 265.4 kg/hm2，比CK平均增產(chǎn)6.0%，參試7點(diǎn)次中，所有點(diǎn)次比CK增產(chǎn)。一年兩季平均產(chǎn)量為7 245.0 kg/hm2，比CK增產(chǎn)4.6%，參試14點(diǎn)次中，均比CK增產(chǎn)。

表2 桂單668在2019年廣西玉米生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量Table 2 Yield of Guidan 668 in production trial of maize in Guangxi in 2019

3 特征特性

3.1 植株生物學(xué)特性

桂單668生育期春季平均114 d，秋季平均106 d。第1葉鞘紫色，第1葉尖端圓形，葉片淡綠色，第4展開葉片邊緣綠色，葉緣波狀弱；成株葉片數(shù)19～21葉，莖“之”字型程度極弱，株型平展，穗上部葉片、葉尖中度下披；雄穗最低位側(cè)枝以上主軸長度38.3 cm，最高位側(cè)枝以上主軸長度26.1 cm，一級(jí)分枝6～10條，雄穗分散中度下披，主軸不明顯，花藥淺紫色，花絲紅色，穎殼綠色，護(hù)穎紫色，稃尖紫色。抽雄期主莖上節(jié)間葉鞘綠色，莖基部葉鞘綠色，支持根綠色；成株期葉色濃綠，葉寬中，葉片偏長，葉緣波狀少。果穗著生倒數(shù)第7片葉，穗苞葉綠色，其上無小葉著生。株高279 cm，穗位高113 cm，穗筒型，籽粒黃色微馬齒型，果穗外觀中，軸色白色，穗長17.1 cm，穗粗4.8 cm，禿頂長0.4 cm，穗行數(shù)16.2行，行粒數(shù)31粒，單穗粒質(zhì)量153.5 g，百粒質(zhì)量35.1 g，出籽率85.4%（圖3）。

圖3 桂單668植株及果穗Fig.3 The plant and ear of Guidan 688

3.2 抗病性

廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所2018年和2019年兩年對(duì)桂單668進(jìn)行人工接種鑒定，抗性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為：感紋枯病，病情指數(shù)為66.7；中抗南方銹病，抗大、小斑??；中抗穗腐病，平均病級(jí)3.8；感莖腐病，發(fā)病率36.4%。

3.3 品質(zhì)

經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（北京）對(duì)2019年春廣西玉米生產(chǎn)試驗(yàn)?zāi)蠈廃c(diǎn)參試品種的品質(zhì)測定結(jié)果顯示，桂單668容重782 g/L，粗蛋白8.73%，粗脂肪4.42%，粗淀粉74.29%。

3.4 抗倒性

較低的倒伏倒折率適合機(jī)械化收獲。2018年廣西玉米區(qū)域試驗(yàn)中，桂單668倒伏率1.8%，倒折率0.1%，其中春季5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)倒伏率和倒折率均為0，秋季7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)除都安點(diǎn)倒伏率為3.3%外，其它各點(diǎn)倒伏倒折率均為0。2019年廣西玉米生產(chǎn)試驗(yàn)中，桂單668倒伏率0.3%，倒折率0，春季7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)除金城江點(diǎn)倒伏率3.3%和倒折率1.6%外，其它各點(diǎn)倒伏倒折率均為0，秋季7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)倒伏率和倒折率均為0。

4 主要栽培技術(shù)

4.1 適應(yīng)區(qū)域

桂單668豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗性好、品質(zhì)優(yōu)、抗倒伏，適宜在廣西及我國西南熱帶亞熱帶地區(qū)種植。

4.2 播種時(shí)間及種植密度

在廣西可進(jìn)行春、秋兩季播種：春播在2月上旬至3月中旬，5 cm地溫穩(wěn)定通過10℃即可；秋播在7月上旬至8月中旬為宜［12］。種植密度：土壤肥力好，密度54 000～60 000株/hm2；土壤肥力中等，密度49 500～52 500株/hm2；土壤肥力差，密度45 000～48 000株/hm2。

4.3 田間管理

3～4葉間苗，5～6葉定苗，應(yīng)做到苗齊、苗全、苗壯［13］。間苗、定苗應(yīng)根據(jù)種植密度，去弱留強(qiáng)，若缺苗可就近留雙株苗，缺苗嚴(yán)重及時(shí)補(bǔ)栽。肥料施用：每公頃可施過磷酸鈣600～750 kg，尿素300～750 kg、氯化鉀75-150 kg。施肥應(yīng)與中耕培土同時(shí)進(jìn)行，既能達(dá)到疏松土壤，使肥料充分融入土壤，又能消滅雜草減少養(yǎng)分消耗。另外還應(yīng)做好水分管理，防止出現(xiàn)干旱或水澇。

4.4 病蟲害防治

桂單668感紋枯病和莖腐病，應(yīng)對(duì)這兩種病進(jìn)行重點(diǎn)防治。紋枯病可通過田間排漬降濕進(jìn)行預(yù)防，早期若出現(xiàn)可剝除下部葉片以防止其蔓延，并用5%井岡霉素水劑，或10%菌核凈可濕性粉劑，或50%乙烯菌核利可濕性粉劑1 000～1 500倍液對(duì)莖基部葉鞘噴霧2～3次進(jìn)行防治。莖腐病發(fā)生時(shí)應(yīng)及時(shí)拔除病株，攜帶出田外集中處理，發(fā)病初期可噴灑5%菌毒清水劑600倍液，或農(nóng)用硫酸鏈霉素4 000倍液，有一定效果。

4.5 適時(shí)收獲

玉米果穗出現(xiàn)苞葉干枯變黃，籽粒基部出現(xiàn)黑層，乳線消失時(shí)即可收獲。桂單668抗倒伏，籽粒脫水速率較快，在適宜的情況下，可進(jìn)行機(jī)械化收獲。

5 討論

育種目標(biāo)必須與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)條件、耕作栽培制度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)［14，15］。一個(gè)優(yōu)良品種應(yīng)具備兩種能力：產(chǎn)量能力和適應(yīng)能力［16］。近幾年廣西選育的玉米品種在產(chǎn)量上整體提高不多，潛力挖掘有限。相比于東北及黃淮海地區(qū)，廣西玉米品種的產(chǎn)量不占優(yōu)勢(shì)，選育的熱帶玉米品種最大優(yōu)點(diǎn)是抗性好，品質(zhì)優(yōu)，若能最大程度地挖掘其抗性特征，則能選育出豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的熱帶玉米品種。熱帶玉米品種的高適應(yīng)性依賴于種質(zhì)資源的多樣化。在種質(zhì)資源利用方面，既要繼續(xù)重視對(duì)墨黃9號(hào)及其衍生系的改良創(chuàng)新，也要加強(qiáng)對(duì)蘇灣1號(hào)及其衍生系和CIMMYT來源種質(zhì)材料的改良和利用；對(duì)溫帶種質(zhì)的利用應(yīng)強(qiáng)調(diào)適當(dāng)加入本地種質(zhì)或熱帶、亞熱帶種質(zhì)，以提高其對(duì)本地區(qū)環(huán)境條件的適應(yīng)性［7］。本團(tuán)隊(duì)選育的桂單668的兩個(gè)親本利用同屬于熱帶亞熱帶地區(qū)CIMMYT的種質(zhì)，加入國內(nèi)自交系構(gòu)建群體后選育的，既擴(kuò)大了種質(zhì)遺傳背景，又能很好地適應(yīng)本地環(huán)境，為桂單688豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)以及多抗優(yōu)質(zhì)奠定基礎(chǔ)。桂單668在產(chǎn)量上沒有明顯優(yōu)勢(shì)，但具有良好的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性。

桂單668同時(shí)具有適應(yīng)機(jī)械化收獲的特性。玉米機(jī)械收獲籽粒，減少果穗儲(chǔ)運(yùn)、晾曬、脫粒等環(huán)節(jié)，不僅降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約人力成本，還可降低晾曬、脫粒過程中的籽粒霉?fàn)€與損失［6］。王元東等［17］指出，宜粒收玉米品種的關(guān)鍵指標(biāo)：一是收獲時(shí)籽粒含水量低，二是品種抗倒伏和抗病性強(qiáng)。西南地區(qū)玉米多種植在丘陵和山地高原，種植模式多樣，生態(tài)類型復(fù)雜，在選育宜粒收品種時(shí)需在借鑒其它生態(tài)區(qū)域育種思路時(shí)應(yīng)考慮當(dāng)?shù)鬲?dú)有因素［17］。熱帶玉米籽粒脫水較慢，因此宜粒收玉米需更多注重抗倒伏（折）性狀。玉米倒伏（折）不僅影響籽粒產(chǎn)量，還會(huì)大大增加機(jī)械收獲難度，影響機(jī)械收獲速度。玉米前期倒伏（折）影響籽粒灌漿，產(chǎn)量降低；后期倒伏（折）對(duì)產(chǎn)量的影響主要是落穗損失，倒伏每增加1%，落穗率增加0.59%［18］。桂單668兩年區(qū)域試驗(yàn)表明，其倒伏率分別為1.8%和0.1%，倒折率分別為0.3%和0，因此適合在廣西進(jìn)行機(jī)械化收獲。