廉 明,文仁來,田樹云,何雪銀,蘇月貴,何靜丹,楊 萌
(廣西農業(yè)科學院玉米研究所/國家玉米改良中心廣西分中心,南寧 530007)
玉米(Zea maysL.)是全球種植范圍最廣、產量最高的谷類作物,居三大糧食作物之首[1-3],也是中國重要的糧食、飼料及經濟能源作物,是人類需求量較大的農作物,其種植面積和產量在2012 年后超過水稻,成為中國第一大糧食作物[4]。在廣西壯族自治區(qū)(以下簡稱廣西),玉米是僅次于水稻的第二大糧食作物,也是當?shù)鼐用裰饕诩Z及飼料生產的重要原材料。2021 年《廣西統(tǒng)計年鑒》顯示,2000—2020年廣西糧食播種面積平均每年為308.39萬hm2,總產量為1 445.90萬t,單位面積產量為4 688.50 kg/hm2。而玉米播種面積平均每年為57.01 萬hm2,總產量為230.12 萬t,單位面積產量為4 036.48 kg/hm2。廣西玉米平均播種面積占糧食平均播種面積的18.49%,而玉米平均總產量占糧食平均總產量的15.92%,說明玉米平均單位面積產量遠低于糧食平均單位面積產量[5,6]。復雜的氣候、土壤和環(huán)境條件是限制廣西玉米高產的重要因素。
廣西處于低緯度地區(qū),經過北回歸線,氣候溫暖、雨水豐沛、光照充足。夏季日照時間長、氣溫高、降水多,冬季日照時間短、天氣干暖。受西南暖濕氣流和北方變性冷氣團交替的影響,氣象災害較為常見。廣西各地年平均降水量841.2~3 387.5 mm,降水不均衡。玉米種植區(qū)域集中在河池市、百色市等地,80%的玉米主產區(qū)分布在山區(qū)坡地,主要為雨養(yǎng)型,土壤瘠薄、有機質含量少、光照不足、春旱和秋旱時常發(fā)生[7,8]。氣象災害、病蟲害也是影響玉米產量的重要因素。廣西各級氣象臺發(fā)布的預警次數(shù)逐年增多,尤其是2021 年、2022 年,預警次數(shù)已超過15 000 次,威脅糧食生產的主要氣象災害也逐漸增多。2022 年,廣西主要糧食作物病蟲害發(fā)生面積約526 萬hm2。2018—2022 年廣西玉米進口量劇增,經測算玉米產需缺口已達700 萬~800 萬t[9]。綜上,廣西玉米產量低,玉米需求短缺問題日趨突出,培育適宜該自治區(qū)種植的生物產量高、品質優(yōu)、耐密抗倒、抗病抗逆的玉米品種十分重要。
廣西農業(yè)科學院玉米研究所基于雜種優(yōu)勢模式和血緣關系,以自選系基礎群體[(桂39722×PH6WC)×(7239×桂39321)]自建的自交系桂39711為母本,以從泰國引進的玉米群體Swan(late)C4 選出的自交系桂兆18421 為父本配制雜交組合,選育出玉米新品種桂單0819,2022 年通過廣西壯族自治區(qū)農作物品種審定委員會審定(桂審玉2022003號),適宜在廣西全區(qū)種植。
2011 年,以桂39722 作母本、PH6WC 作父本,以7239 作母本、桂39321 作父本通過常規(guī)有性雜交方法分別進行雜交,構建出2 個選系基礎材料(桂39722×PH6WC)、(7239×桂39321)。同年,以(桂39722×PH6WC)作母本、(7239×桂39321)作父本通過常規(guī)有性雜交構建出選系群體[(桂39722×PH6WC)×(7239×桂39321)]。2012—2013 年從該群體中選優(yōu)株、連續(xù)自交至S3代,然后進行配合力、自身產量、抗病性、雌雄穗開花間隔時間(ASI)等鑒定,從中選育出產量高、抗病、配合力高的株系39-7-1-1。2014—2015 年繼續(xù)對該株系進行選優(yōu)株自交、選留果穗。2016 年選優(yōu)株和典型株自交、姐妹交交替進行,并進行產量、品質、抗性和配合力鑒定,2017 年正式定名為桂39711。
1999 年,從泰國引進玉米群體Swan(late)C4。2000—2001 年用系譜法從該群體中選優(yōu)株自交、選擇至S3代,2001 年對S3代進行配合力測定,2002 年鑒定出SN-18-3-1、SN-4-2-1 等株系,2003 年應用循環(huán)育種策略,用來自同一群體的SN-18-3-1 和SN-4-2-1 組成基礎選系材料SN-18-3-1×SN-4-2-1。2003 年從中選優(yōu)株連續(xù)自交至S3代,2005 年進行配合力、自身產量、抗病性、ASI 等鑒定和評價,從中選育出自身產量高、抗病、配合力高的株系18-4-2-1,后定名為桂兆18421。
2016 年以自選系桂39711 為母本、桂兆18421為父本雜交組配成玉米新組合桂單0819(圖1)。該組合于2016 年參加新組合預備試驗,2017 年下半年參加新組合產量比較試驗,2017 年、2018 年參加廣西農業(yè)科學院玉米研究所在廣西馬山縣、貴港市、巴馬縣、宜州區(qū)、百色市、靖西市進行的異地鑒定試驗。該組合于2019 年春季以桂0819 的名稱參加廣西農作物品種聯(lián)合品比試驗,2020 年入選廣西普通玉米品種區(qū)域試驗,2021 年入選并通過廣西普通玉米品種生產試驗。
圖1 玉米新品種桂單0819 選育過程
2.1.1 母本桂39711的特征特性 該品種春播生育期118 d,秋播生育期108 d。幼苗長勢強;第一葉鞘淺紫紅色,第一葉尖端為匙形,葉緣紫紅色。成株期株型半緊湊,莖基部紫紅色,氣生根發(fā)達;葉緣波狀少,莖“之”字形程度弱。雄穗分散、上沖、主軸明顯;雄穗長36.2 cm,一級分枝4~8 條,二級分枝1~3條,穎片主體綠色,有淺紫紅色條斑出現(xiàn),花藥紫紅色;抽雄后12 d 散粉,花粉量大;雄穗小穗間排列較密;花絲紫紅色,株高169.2 cm,穗位高67.5 cm,總葉片數(shù)19~20 葉,葉色較淡,葉寬葉長中,持綠時間長;果穗生于倒數(shù)第5~6 葉。苞葉綠色、長,包緊度較緊。果柄脆、易折斷、易收獲。穗長13.2 cm,穗粗3.93 cm,穗行數(shù)12~16 行,行粒數(shù)25,禿尖長0 cm;千粒重275.9 g,出籽率85.8%;果穗錐形,籽粒間排列密,籽行排列直;籽粒黃色,硬粒型、白軸。一般種植密度為84 000~90 000 株/hm2,中高土壤肥力條件下,產量為4 500~5 100 kg/hm2,產量潛力為5 700 kg/hm2。
2018—2019 年廣西農業(yè)科學院植物保護研究所接種鑒定結果為桂39711 抗(R)南方銹病、大斑病、小斑病。中抗(MR)紋枯病,病情指數(shù)為56.1;中抗鐮孢穗腐病,平均病級5.0;中抗鐮孢莖腐病,發(fā)病率13.5%??购敌詮姡淇购抵笖?shù)為1.05,抗倒性、籽粒脫水性均優(yōu)于桂39722。
2018 年10 月18 日經廣西壯族自治區(qū)分析測試研究中心檢測鑒定,蛋白質含量10.2%、淀粉含量65.9%、脂肪含量3.68%、賴氨酸含量0.27%、氨基酸總量9.84%。
該品種主要優(yōu)點是生育期適宜,苗期長勢旺;葉片大小適中、采光性好,雄穗分枝少、花粉量大;自身產量高,既可作母本,又可作父本;苞葉包緊性好、制種時不易爛種;籽粒色澤好、中大粒,一般配合力好;果柄脆、易收獲、耐密植;耐旱,綜合抗性好。主要缺點是株高和穗位高,雜種優(yōu)勢過強,所組配出的雜交組合植株和穗位也略偏高,莖稈略偏細。
2.1.2 父本桂兆18421 的特征特性 該品種春播生育期122 d,秋播生育期112 d。幼苗長勢強;第一葉鞘淺紫紅色,第一葉尖端為匙形,葉緣淺紫紅色。成株期株型披散,莖基部紫紅色;葉緣波狀少,莖“之”字形程度弱。雄穗分散、上沖、主軸明顯;雄穗長40.0 cm,一級分枝13~16 條,二級分枝0~2 條,雄花護穎主體為綠色,但有紫紅色條紋出現(xiàn),花藥紫紅色;抽雄后1~2 d 散粉,花粉量大;雄穗小穗間排列較密,花絲淡紅色,株高197.8 cm,穗位高95.5 cm;總葉片數(shù)19~20 葉,葉色較淡,葉寬寬、葉長中偏長,持綠時間長;果穗生于倒數(shù)第5~6 葉。苞葉綠色、有弱的淺紅色條紋出現(xiàn),苞葉長度適中、包緊度較緊。果柄韌、難折斷、難收獲。穗長13~14 cm,穗粗3.6 cm,穗行數(shù)12~14 行,行粒數(shù)25~28 粒,禿尖長0~0.5 cm;千粒重285.0 g,出籽率88.0%;果穗錐型,籽粒硬粒型、橘紅色、粒較深;部分籽粒頂部有白色粉質點(似QPM,秋玉米更明顯),軸白色。一般種植密度為72 000~78 000 株/hm2,中高土壤肥力條件下,產量為3 900~4 500 kg/hm2,產量潛力為4 800 kg/hm2。
2009 年廣西農業(yè)科學院玉米研究所植保室抗南方銹病接種鑒定結果為病級9.0 級,高感。2011年該植保室大、小斑病鑒定結果均為1 級,高抗;青枯病自然發(fā)病鑒定結果為病株率0,高抗。經2006年、2007 年盆栽和田間抗旱性鑒定,耐旱性屬中上。
2012 年3 月23 日經廣西壯族自治區(qū)分析測試研究中心分析鑒定,蛋白質含量13.5%、淀粉含量75.1%、脂肪含量5.11%、賴氨酸含量0.34%、氨基酸總量10.84%。
主要優(yōu)點是生育期適宜;花粉量大,產量較高,既可作父本,也可作母本;苞葉包緊性好,制種時不易爛種;籽粒色澤好,粒較深;高抗大斑病、小斑病、青枯病;外觀品質好,籽粒蛋白質含量高;一般配合力好。主要缺點為高感南方銹病,中期葉片偏大,難收獲。
該品種春播生育期平均116 d,秋播生育期平均102 d。幼苗長勢中上,后期田間評定中。株型平展,成株葉片數(shù)20 葉。幼苗綠色;第一葉鞘紫色,第一葉尖端為圓到匙形,葉緣淺紫紅色;成株期葉緣波狀少,莖“之”字形程度弱。雄花發(fā)達,雄穗最低位側枝以上的主軸長39.4 cm,分枝數(shù)11.6 條,雄穗主軸與側枝夾角中等,花粉量大?;ㄋ庯枬M深紫色,穎片基部紫色?;ńz紫紅色。果穗著生于倒數(shù)第6~7 葉,果穗與莖稈夾角小于45°。ASI 為1~2 d。苞葉綠色、長度中,苞葉包緊度較緊。株高282 cm,穗高121 cm;穗型錐到筒形,籽粒黃色半硬粒型,果穗外觀中上,軸色白色;穗長18.2 cm,穗粗4.70 cm,禿頂長0.3 cm,穗行幅度12~20 行,平均穗行數(shù)15.7,行粒數(shù)38 粒。日產量70.65 kg/hm2,百粒重32.7 g,出籽率85.6%,單穗粒重143 g;空稈率0.6%,雙穗率0.7%。
主要優(yōu)點是生育期適宜;出苗整齊,苗勢好;植株整齊,穗位一致;果穗長、均勻,產量高;籽粒黃色,品質中;綜合抗性好,適應性廣。主要缺點是植株略高,感大斑病。
廣西農業(yè)科學院植物保護研究所于2020 年、2021 年進行接種鑒定,根據(jù)2 年的接種鑒定結果(表1),桂單0819 的抗病性綜合評價分別為抗(R)紋枯病(病情指數(shù)為35.1),抗(R)小斑??;中抗(MR)南方銹病,輪枝鐮孢穗腐?。ㄆ骄〖?.0級),中抗(MR)輪枝鐮孢莖腐?。òl(fā)病率10.9%);感(S)大斑病。
表1 2020—2021 年玉米品種桂單0819 抗病鑒定結果
2021 年春季統(tǒng)一試驗送農業(yè)農村部谷物品質監(jiān)督檢驗測試中心檢測,容重790 g/L,粗蛋白質11.41%,粗脂肪4.56%,粗淀粉69.21%。2021 年9 月3 日送廣西壯族自治區(qū)分析測試研究中心檢測,蛋白質12.9%,脂肪4.8%,淀粉70.5%,賴氨酸0.32%,氨基酸總量12.2%。
桂單0819 參加試驗的田間綜合表現(xiàn),春播生育期106~125 d,平均115.6 d;秋播生育期89~115 d,平均102.7 d。后期田間評定中上,株型平展,株高幅度265~327 cm,平均284.7 cm,穗高幅度78~148 cm,平均120.5 cm,穗筒型,籽粒黃色半硬粒型,果穗外觀中上,軸色白色,芽鞘為紫色,全生育期葉片數(shù)20片,花藥顏色深紫色,雄穗分枝數(shù)11.9 個,花絲顏色紫色,果穗與莖稈夾角小于45°,穗柄長5.2 cm,苞葉長短為中,日產量67.36 kg/hm2;百粒重25.2~44.1 g,平均32.3 g,平均出籽率83.1%,平均單穗粒重143.4 g,倒伏率4.33%,倒折率0.39%,倒伏倒折率之和4.72%;大斑病1~5 級,平均2.1 級,小斑病1~3級,平均1.8 級,紋枯病病情指數(shù)12.4,穗粒腐病平均1.2 級,銹病1~3 級,平均1.7 級,青枯病0.4%,細菌性莖腐病0.6%,玉米螟級0.8。
在2019 年比較試驗中,玉米桂單0819 產量在6 300.00~9 391.50 kg/hm2,平均產量為7 537.25 kg/hm2,比對照玉米桂單162 增產11.94%,排第6 位;在參試6 點次中,有5 點次比對照增產,參試點中增產點次占比為83.3%(表2)。
表2 2019 年玉米品種桂單0819 在比較試驗中的產量表現(xiàn)
2020 年區(qū)域試驗產量表現(xiàn)見表3。桂單0819春季產量為6 691.50~9 075.00 kg/hm2,平均產量7 486.71 kg/hm2,比對照桂單162 增產6.69%,排第4位;在參試7點次中,有6點次比對照增產,增產點次占比為85.7%。秋季產量為5 800.50~9 158.40kg/hm2,平均產量7 753.80 kg/hm2,比對照增產3.36%,排第6位;在參試7 點次中,有5 點次比對照增產,增產點次占比為71.4%。春秋2季平均產量為7 620.26 kg/hm2,比對照增產4.96%,排第4 位;在一年兩季參試14 點次中,有11 點次比對照增產,增產點次占比為78.6%。
表3 2020 年玉米品種桂單0819 在區(qū)域試驗中的產量表現(xiàn)
2021 年生產試驗產量表現(xiàn)見表4。桂單0819春季產量為6 286.50~8 328.00 kg/hm2,春季平均產量為7 139.36 kg/hm2,比對照增產1.46%,排第12位;在參試7 點次中,有5 點次比對照增產,增產點次占71.4%。秋季產量為6 199.50~7 891.50 kg/hm2,平均產量6 930.64 kg/hm2,比對照增產6.90%,排第7 位;在參試7 點次中,有6 點次比對照增產,增產點次占85.7%。2021 年春秋2 季平均產量為7 035.00 kg/hm2,比對照增產4.07%,排第11 位;一年兩季參試14 點次中,有11 點次比對照增產,增產點次占78.6%。
表4 2021 年玉米品種桂單0819 在生產試驗中的產量表現(xiàn)
1)適時播種。當?shù)卮杭練鉁胤€(wěn)定在10 °C 以上或立秋前,土壤濕度為60%左右時均為適播期。
2)提高播種質量。播種前要精細整地,使土塊細碎;播種后蓋土要均勻、厚薄一致,以4~6 cm 為宜。若水分不足應先淋水再播,保證一次全苗。
3)種植密度。一般為51 000~57 000株/hm2。土壤肥力高,肥水條件好,可適當密植(以57 000株/hm2為宜);土壤肥力中等,種植密度以54 000 株/hm2為宜;土壤肥力低、肥水條件差,可適當稀植(以51 000株/hm2為宜)。
4)科學施肥。種肥用農家肥15 000~22 500 kg/hm2或復合肥112.5~150.0 kg/hm2,苗肥(3~4葉期)用腐熟糞肥22 500~30 000 kg/hm2或尿素112.5~150.0 kg/hm2+復合肥75~90 kg/hm2+ 鉀肥75~90 kg/hm2,苞肥(大喇叭口期)施尿素300~375 kg/hm2+復合肥105~150 kg/hm2。追肥應結合中耕培土進行,不偏施氮肥。
5)防治病蟲害。苗期注意防治地老虎等地下害蟲,后期防蟲鼠危害。大斑病可選用50%多菌靈可濕性粉劑500 倍稀釋液,或5%百菌清可濕性粉劑300 倍稀釋液等噴施防治。
6)制種技術。制種時父母本行比在1∶6~1∶8 較適宜,母本種植密度為72 000~78 000 株/hm2,父本種植密度為69 000~72 000 株/hm2。父本分2 期播種,第1 期父本(約80%)與母本同期播種,第2 期父本(約20%)待第1 期父本起針后再播。3~4 葉期間苗,5~6 葉期定苗。及時去雜去劣,在苗期、拔節(jié)期和抽雄前后各去雜1 次,去除形態(tài)特征不同的植株。母本抽雄時應及時、徹底。在廣西制種還需做好人工輔助授粉[10,11]。苞葉變黃后3~5 d 及時采收。