玉米品種鄖單21 親本選育及高產(chǎn)制種技術(shù)

周 剛，陳光勇，楊 虎，張世洪，唐余成，葉青松，徐星華，李文品

（十堰市農(nóng)業(yè)科學院，湖北 十堰 442000）

玉米是重要的糧食和飼料作物，其產(chǎn)量高低直接影響國家糧食安全［1］。近年來，湖北省玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，播種面積已經(jīng)突破67 萬hm2，但是平均單產(chǎn)與國內(nèi)、國際相比仍然有差距，湖北省內(nèi)子粒玉米需求缺口較大，常年需從國內(nèi)、國外調(diào)運。要想提高湖北省玉米產(chǎn)能，玉米品種是關(guān)鍵。玉米品種更新是保證其產(chǎn)量不斷提高的基礎(chǔ)，也是推動玉米產(chǎn)業(yè)長足發(fā)展的重要保障。在玉米單產(chǎn)增長的諸因素中，遺傳改良的作用大約占35%～40%［2］。因此，選育并開發(fā)推廣符合市場需求的優(yōu)良玉米品種，對確保糧食安全、實現(xiàn)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義［3］。經(jīng)過持續(xù)多年的遺傳改良，十堰市農(nóng)業(yè)科學院選育出了高產(chǎn)、多抗、廣適的玉米新品種鄖單21。該品種2020 年通過湖北省品種審定委員會審定，目前在湖北省示范推廣種植，反響良好。為了加快品種開發(fā)，鄖單21 選育團隊做了大量親本繁殖及制種試驗，在此予以歸納總結(jié)，為該品種的大面積推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 鄖單21 親本選育及特性

1.1 父本N75的選育及特性

鄖單21的父本為N75，由宜昌市農(nóng)業(yè)科學研究院玉米育種專家田甫煥選育。該自交系選育自一個美國雜交種N97922，含有一定熱帶比例種質(zhì)。從1997 年開始在宜昌市套袋自交，在宜昌市、海南省多地通過田間自然生態(tài)選擇、人工授粉強制選擇，多世代自交育成。

株型半緊湊，生育期適中，株高220 cm，穗位高110 cm。雄花分支7～9 個，主枝、側(cè)枝勻長，雄花分枝多，花粉量大，花期長，吐絲量大、集中，雌雄同步，雄花外穎殼紫色，花殼紅色，紅花。果穗長椎型，果穗長18.1 cm，穗行數(shù)16 行，行粒數(shù)36 粒，穗子率高，子粒黃色、偏硬，白軸。

1.2 母本W(wǎng)D03的選育及特性

鄖單21的母本為WD03，由十堰市農(nóng)業(yè)科學院玉米育種專家周剛選育。2013 年冬將外引群體H13導入自育系WD01，然后開始大群體選育。從2014年開始進行選擇自交，通過連續(xù)南繁北育穿梭式地選育，多代自交育成。2019 年將配合力高、農(nóng)藝性狀優(yōu)、果穗性狀優(yōu)的穩(wěn)定穗行B0037 命名為WD03。

株型半緊湊，生育期120 d 左右，葉片較寬，成株株高240 cm，穗位高120 cm。全株葉片約20 片，雄穗分枝4～7 個，雄花外穎殼綠色，花殼米黃色，黃花，葉掖內(nèi)吐絲，雌雄同步。果穗錐形，粒型馬齒型，子粒黃色，穗軸白色。果穗長14.2 cm，穗粗4.6 cm，穗行數(shù)16 行，行粒數(shù)31 粒。

2 鄖單21 親本繁殖技術(shù)

2.1 原種繁殖

原種是雜交種子生產(chǎn)的源頭，對種子生產(chǎn)至關(guān)重要。在N75、WD03的原種繁殖中堅持穗行圃、穗系圃、原種圃的流程，通過連續(xù)3 代的鑒定評選，保持了親本典型性狀穩(wěn)定遺傳。

2.2 提純

玉米自交系N75 是一個配合力非常高的自交系，先后已組配出10 余個玉米新品種，在生產(chǎn)上應(yīng)用面積大、時間久，因而在鄖單21 雜交種子生產(chǎn)前必須提純。元玉蓮等［4］介紹，玉米自交系提純方法主要有2 種，一是穗行測交提純法，二是穗行鑒定提純法。2019 年開始采用穗行測交提純法對N75 做了提純初步研究。2019 年冬在海南育種基地自交系N75 繁殖區(qū)，選擇典型性狀的優(yōu)良單株150 株，各株一邊人工自交一邊和宜單629的母本478 測交，自交穗與測交穗成對編號。2020 年在十堰市對150 個測交組合以宜單629 做對照進行配合力測定，從中鑒定出產(chǎn)量超過對照的組合30 個。2020 年在十堰市進行150 個果穗的擴繁，每個穗行嚴格自交，結(jié)合測交鑒定結(jié)果，對應(yīng)穗行每穗行收獲5～6 個優(yōu)良果穗單收單脫，當作原種長期保存和繁殖，每個穗行選擇其他抗病植株果穗混收混脫，用作原種繁殖。

2.3 選地及隔離

玉米自交系WD03 屬于馬齒型自交系，蠟熟后期對光照、濕度要求較高。通過在十堰市不同地點繁殖，發(fā)現(xiàn)其穗粒腐病率差異很大，幅度在0～40%。因此WD03 在湖北省繁殖必須要求中低海拔、光照充足、空氣濕度適宜。同時也要具備土壤肥沃、地勢平坦、排灌方便等條件。

親繁隔離要求較高，一般采取空間隔離，要求在繁殖區(qū)500 m 以內(nèi)不得種植其他玉米品種及各類玉米材料［5］，也可利用自然地形、樹林、山川等進行隔離。

2.4 定期繁殖，分期應(yīng)用

擴大繁殖面積，一次多生產(chǎn)親本種子，收獲后在冷藏庫中低溫保存，多年分期應(yīng)用，可降低自交系WD03、N75的繁殖次數(shù)，從而減少機械混雜或自交系發(fā)生遺傳變異的機會［6］。通過減少繁殖世代，減少了自交系種性退化，保持了自交系純度。

2.5 防止混雜

自交系在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中如果把關(guān)不嚴，混進異品種和異自交系，都會造成機械混雜?；祀s后會在繁、制種區(qū)內(nèi)發(fā)生天然雜交，進一步加大生物學混雜程度，其不良后果比自花授粉作物嚴重的多［7］。因而在播種、收獲、脫粒、晾曬、運輸、貯藏等一系列環(huán)節(jié)中，需要有責任心的科研人員全程監(jiān)督負責，盡量減少人為失誤。

3 雜交種高產(chǎn)制種技術(shù)

3.1 選擇基地

鄖單21 在當?shù)刂品N產(chǎn)量較低且質(zhì)量不高，成本也較高，一般選擇在甘肅省制種。制種基地的選擇是制種成敗的關(guān)鍵。一是要選擇適宜的生態(tài)區(qū)，玉米品種鄖單21的父本N75 含有熱帶血緣，在北方部分地區(qū)有一定光周期反應(yīng)。二是要選擇光照充足、土壤肥沃、地力均勻、排灌方便、無鳥畜危害的地塊，且集中連片、無插花地塊作制種基地。三是制種基地要有良好的技術(shù)保障。委托代制公司要有專業(yè)的技術(shù)人員，關(guān)鍵時期要駐在基地，經(jīng)常到田間地頭，嚴把制種質(zhì)量技術(shù)關(guān)。基地農(nóng)民要有一定的科技意識和制種、授粉經(jīng)驗，按照制種方案嚴格執(zhí)行，積極配合，履行合同。

3.2 安全隔離

良好的隔離條件是確保制種質(zhì)量的前提，生產(chǎn)上一般采取空間隔離、時間隔離、高桿隔離等方式。鄖單21 制種空間隔離要求在制種區(qū)300 m 以內(nèi)不得種植其他玉米自交系及雜交種。時間隔離受氣候影響較大，一般情況下春播玉米錯期40 d 以上，夏播玉米錯期約30 d［8］。

3.3 種子處理

對種子進行處理可以防治病蟲害，主要防治穗腐病、地老虎、線蟲等。一是用0.5%的硫酸銅或20%的萎銹靈拌種，二是用種衣劑19 號進行包衣。

3.4 適期播種

播種時溫度要適宜，一般要求土壤表層5～10 cm，地溫穩(wěn)定在10～12 ℃［5］。播種溫度過低容易造成種子霉爛，導致出苗率低甚至斷壟，嚴重影響制種產(chǎn)量。出苗后遇低溫，也易造成大小苗現(xiàn)象。播種不宜太遲，太遲易遇卡脖子旱、高溫等災害導致減產(chǎn)，后期溫度過低也易導致灌漿不足、不能正常成熟等，影響種子質(zhì)量和產(chǎn)量。

3.5 科學的群體結(jié)構(gòu)

合理的群體結(jié)構(gòu)是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。密度過小不能發(fā)揮群體優(yōu)勢，密度過大導致個體弱小、倒伏率增加、授粉質(zhì)量差，從而導致制種產(chǎn)量低。經(jīng)試驗研究，鄖單21 制種合理的種植密度為75 000～90 000株/hm2，父母本行比為1∶4。

2019 年在十堰市開展制種密度試驗，試驗設(shè)計為密度（含父本）5 個處理，分別為45 000、60 000、75 000、90 000、105 000 株/hm2，父母本同期播種，行比為1∶4。試驗期間氣候正常、花期相遇，沒有進行人工輔助授粉。收獲后各處理折合產(chǎn)量分別為4 057.56、4 809.15、6 342.37、5 862.72、4 947.81 kg/hm2。表明鄖單21 制種在父母本行比1∶4 下，合理的種植密度為75 000～90 000 株/hm2。

3.6 播差期

父母本適宜的播差期是制種的關(guān)鍵技術(shù)，只有花期相遇良好，才會保證母本正常受精結(jié)實。2019年在十堰市進行了花期觀察試驗，父母本同時分3期播種。結(jié)果表明，父母本同期播種，母本吐絲期和父本散粉期相遇良好（表1）。

表1 玉米品種鄖單21 生育期

3.7 嚴格去雄

母本去雄是制種工作的核心，是保證雜交種子純度的控制性環(huán)節(jié)。WD03 吐絲習性好，在葉掖內(nèi)吐絲，因而去雄工作尤為重要，不容忽視。去雄要求趁早、及時、干凈、徹底，不留殘枝。去雄時要做到風雨無阻，最好帶一片苞葉去雄，去除后的雄穗要帶出制種田并在安全地帶處理。

3.8 輔助授粉

人工輔助授粉是提高結(jié)實率，增加制種產(chǎn)量的有效措施?；ㄆ谙嘤?、花粉充足、氣候條件好的情況下可人工輔助授粉1 次，如遇到花期調(diào)節(jié)的不是太好、天氣干旱高溫或陰雨天多時，最好進行2～3 次人工輔助授粉［9］。

3.9 嚴格去雜去劣

去雜去劣是保證制種純度的又一關(guān)鍵措施。一定要把握去雜務(wù)早、去雜務(wù)盡的原則，在抽雄前、收獲脫粒時嚴格把關(guān)。在抽雄前，根據(jù)田間植株長勢，割除掉優(yōu)勢株。根據(jù)WD03、N75的植株典型特征，辨別株型、莖基色、葉色、葉形等的差異，割除掉生物混雜株、變異株。田間收獲和脫粒時，根據(jù)WD03的穗形、粒色、粒型、穗軸色等特征特性，最后一次去偽去雜，把有粒腐、穗腐的劣質(zhì)果穗剔除，以提高種子質(zhì)量。

3.10 加強田間管理

加強病蟲害防治，出苗后及時用地克虎-高效氯氟氰菊酯噴霧防治地下害蟲，大喇叭口期用阿維菌素苯甲酸鹽加氟氯氰菊酯噴霧防治草地貪夜娥。施足底肥，施高含量復合肥750 kg/hm2，重施穗肥，巧施粒肥，施高質(zhì)量尿素450 kg/hm2。

加強花期管理。高艷［10］研究表明，在花期遇到高溫干旱時，最好及時灌溉，以增加田間相對濕度，提高花粉的生活力，延長花絲的壽命，有利于提高受精結(jié)實率。

授粉結(jié)束后割除父本和母本的病、弱、殘株和未授粉的植株，既能避免收獲時種子混雜，也有利于提高光能利用率。馬建華［11］研究表明，割除父本可充分利用邊行優(yōu)勢，增加種子千粒重和飽滿度，提高產(chǎn)量10%左右。

3.11 適時收獲

在WD03 子粒乳線完全消失、黑粉層出現(xiàn)后及時收獲。收獲過早，種子未完全成熟，不僅降低制種產(chǎn)量而且影響種子質(zhì)量；收獲過遲，因WD03 是馬齒型，易發(fā)生穗粒腐病和發(fā)霉發(fā)芽，影響制種產(chǎn)量和質(zhì)量。