從先玉335成功應(yīng)用得到的育種啟示

李愛生，侯有良，盧保紅，魏榮業(yè)，張廣峰，杜如珊

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，山西忻州034000）

先玉335 是鐵嶺先鋒種子研究有限公司育成并通過國(guó)家黃淮海夏播區(qū)和東華北春玉米區(qū)審定的玉米新品種，從2006 年生產(chǎn)上開始大面積推廣應(yīng)用以來，以其單產(chǎn)水平高、適應(yīng)性廣、綜合抗性強(qiáng)的突出表現(xiàn)和輔之相配套的省工省力精量點(diǎn)播技術(shù)及良好的全程技術(shù)服務(wù)，很快贏得了廣大農(nóng)戶的青睞，贏得了市場(chǎng)。盡管前幾年種子供貨不足，制約其面積的迅速擴(kuò)大，但目前已成為我國(guó)種植的第2 大玉米品種。

先玉335 的大面積推廣應(yīng)用，無疑對(duì)我國(guó)玉米育種工作者是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，但仔細(xì)思量更多的是給育種者帶來了有益的啟示，改變了育種者傳統(tǒng)的育種理念，推動(dòng)著我國(guó)的玉米育種進(jìn)程。分析和借鑒先玉335 選育成功的經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)和完善我們的育種目標(biāo)，將有助于我們育種技術(shù)水平的提高。

1 先玉335 的顯著特點(diǎn)

1.1 株型緊湊，耐密植

先玉335 具有適于密植的株型結(jié)構(gòu)：穗上葉片窄而上沖，葉間距大，雄穗??；穗下葉平展，穗位適中，莖稈堅(jiān)硬抗倒，氣生根發(fā)達(dá)。其還具有很好的耐密性：理想的留苗密度是60 000～67 500 株/hm2，在此密度下群體個(gè)體協(xié)調(diào)，植株發(fā)育良好，果穗均勻，空稈率低，禿尖小，群體效應(yīng)達(dá)到極致，產(chǎn)量水平最高。當(dāng)留苗密度達(dá)到75 000 株/hm2時(shí)，產(chǎn)量水平仍能與合理留苗密度持平或略減，密度彈性大。同時(shí)邊行效應(yīng)不明顯。

1.2 生育期適中，屬中熟品種

按積溫計(jì)算，生育期內(nèi)≥10 ℃有效積溫在2 500 ℃以上的地區(qū)就能夠滿足先玉335 生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)溫度的需要，正常成熟。按生育期計(jì)算，因各地區(qū)生態(tài)條件、耕作制度不同，先玉335 生育期長(zhǎng)短也不盡相同，如在東華北春玉米區(qū)生育期一般為125～130 d，在黃淮海夏播區(qū)生育期一般為95～100 d。在我國(guó)，春播中早熟至中晚熟和夏播廣大玉米產(chǎn)區(qū)的有效積溫均能夠滿足先玉335對(duì)溫度的要求，因此，中等熟期成為先玉335 大面積推廣的一個(gè)十分有利性狀。據(jù)田間調(diào)查，出苗至抽雄階段，先玉335 和農(nóng)大3138 生育期一致，但從授粉到成熟，先玉335 比農(nóng)大3138 早熟3～5 d[1]。灌漿時(shí)間短、灌漿強(qiáng)度大、籽粒脫水快是促使其提早成熟的重要因素。

1.3 容重高，商品品質(zhì)好

據(jù)《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部公告》第706 號(hào)公布的結(jié)果，先玉335 籽粒蛋白質(zhì)含量為10.91%，脂肪含量4.01%，粗淀粉含量72.55%，賴氨酸含量0.33%，容重776 g/L。從品質(zhì)成分來看，與其他玉米沒有太大區(qū)別，但籽粒長(zhǎng)且均勻，粒色漂亮，角質(zhì)層厚，容重高，商品品質(zhì)好。籽粒脫水快、水分含量低成為其重要標(biāo)志，深受玉米收購(gòu)商和加工企業(yè)的歡迎。同等情況下，每千克收購(gòu)價(jià)格要比其他玉米高0.05～0.10 元。

1.4 高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，適應(yīng)范圍廣

先玉335 從2006 年開始進(jìn)行大面積推廣，2009 年種植面積增加到了126.67 萬hm2，2010 年超過200 萬hm2[2]，已成為我國(guó)種植的第2 大玉米品種。如此快的速度是其他任何品種都從來沒有過的，目前種植面積繼續(xù)擴(kuò)大的勢(shì)頭仍十分強(qiáng)勁。先玉335 在東華北玉米產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)尤為突出，在遼寧北部、吉林、黑龍江南部已成為主栽品種，吉林2009 年栽培面積已占玉米總面積的40%[3-4]。在山西的中晚熟區(qū)近幾年表現(xiàn)突出，面積迅速擴(kuò)大，忻定原盆地先玉335 無論從面積還是種植戶的評(píng)價(jià)都是第1。先玉335 對(duì)不同的地理氣候環(huán)境和栽培條件適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)光照不敏感，抗旱耐瘠，穗行數(shù)和千粒質(zhì)量比較穩(wěn)定，適應(yīng)范圍廣，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。同時(shí)籽粒排列緊密、缺粒少，粒深，軸細(xì)，出籽率高。據(jù)農(nóng)業(yè)專家預(yù)測(cè)，近一兩年內(nèi)，先玉335 有可能成為我國(guó)種植面積最大的玉米品種。

1.5 穗位整齊，適宜于機(jī)械化收獲

先玉335 莖稈堅(jiān)硬抗倒，穗位整齊，穗粗中等，軸細(xì)，籽粒深。成熟后期葉片養(yǎng)分能迅速運(yùn)出，葉片在短時(shí)間內(nèi)變黃。同時(shí)果穗苞葉薄，在成熟時(shí)自然蓬松散開，有利于果穗水分散失。籽粒脫水快，收獲時(shí)水分一般能降到20%以下，較一般品種含水量低10%左右，便于農(nóng)民貯藏，減少霉?fàn)€。穗柄挺拔直立，果穗易于機(jī)械摘除，籽粒緊密，損失少，適合于機(jī)械化收獲。

以上這些顯著特點(diǎn)是先玉335 高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和大面積推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是我們育種工作者在新品種選育過程中需要學(xué)習(xí)和借鑒的地方。

2 先玉335 應(yīng)用帶給我們的育種啟示

2.1 選育耐密植型品種、 增加種植密度是提高玉米產(chǎn)量的重要途徑

美國(guó)現(xiàn)代玉米育種史表明，培育耐密植型品種、增加種植密度是提高玉米產(chǎn)量的一條重要途徑和首要措施。耐密植品種不僅要體現(xiàn)在株型結(jié)構(gòu)上，更要體現(xiàn)在生理反應(yīng)上[5]。耐密植型品種能夠充分利用水肥氣熱等自然資源，協(xié)調(diào)群體和個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育，使個(gè)體與群體在較高的光合效率和物質(zhì)生產(chǎn)水平上達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，通過發(fā)揮群體優(yōu)勢(shì)來獲取最高產(chǎn)量。先玉335 的育成和應(yīng)用充分說明了這一點(diǎn)。李永泉等[6]研究發(fā)現(xiàn)，先玉335在種植條件和種植密度改變的條件下，各種性狀的變異系數(shù)（CV）都很小。變異系數(shù)小，說明個(gè)體產(chǎn)量差異小，株間競(jìng)爭(zhēng)為積極競(jìng)爭(zhēng)，空稈少，果穗均勻，單株產(chǎn)量集中向高產(chǎn)端偏移，有利于單位面積產(chǎn)量的增加；也說明對(duì)各種栽培環(huán)境和密度條件具有較好的適應(yīng)性，個(gè)體與群體之間關(guān)系協(xié)調(diào)。先玉335 不僅耐密植，而且密度彈性較大，60 000～75 000 株/hm2密度下均可種植，其產(chǎn)量變幅不大，這是其穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是大面積推廣中十分有利的性狀。因此，我們?cè)谥贫ㄓN目標(biāo)時(shí)，應(yīng)該重視具有較寬的適宜密度范圍和較高的單株產(chǎn)量潛力的結(jié)合，達(dá)到群體個(gè)體發(fā)育相互協(xié)調(diào)、相互補(bǔ)充，在高的產(chǎn)量水平上達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。在培育耐密植型品種時(shí)，首先要重視外在株型結(jié)構(gòu)的選擇，即像先玉335 那樣，穗上部葉片要窄小、直立上舉，葉間距大，透光性好，以截獲和利用更多的光能；更要重視內(nèi)在生理耐密性狀的選擇，即在高密度種植下，果穗要均勻，結(jié)實(shí)要好，不禿尖，不空稈，邊行優(yōu)勢(shì)不明顯；同時(shí)莖稈要堅(jiān)硬，抗倒伏。抗倒性與耐密性有很緊密的聯(lián)系，只有抗倒性增強(qiáng)，種植密度才可以增大，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)光熱資源的充分利用，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)[7]。雄穗最好要小，分枝少，以減少不必要的養(yǎng)分消耗，也能改善田間光照狀況。

2.2 中熟品種同樣可獲得高產(chǎn)， 其比晚熟品種應(yīng)用區(qū)域會(huì)更廣

先玉335 為中熟品種，由于多種有利性狀得到了很好聚合，能充分發(fā)揮產(chǎn)量潛力，產(chǎn)量水平已超過晚熟品種，為玉米育種工作者提供了另一種育種新模式，開辟了另一條高產(chǎn)育種新途徑，即通過增加密度來彌補(bǔ)熟期偏早對(duì)產(chǎn)量的影響，徹底改變過去要想高產(chǎn)必須選育稀植大穗晚熟品種的傳統(tǒng)理念。先玉335 生育期較過去推廣的農(nóng)大108 等品種相對(duì)要短3～5 d，顯著降低了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。從滿足有效積溫的客觀條件來看，適合推廣的區(qū)域也更大、更廣。目前，在山西春播中晚熟、中熟區(qū)大量種植，早熟區(qū)地膜覆蓋栽培也能正常成熟，應(yīng)用面積在逐年擴(kuò)大。先玉335 開花前生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程和其他品種并無兩樣，但后期灌漿速度和脫水要比其他品種明顯快，促進(jìn)了提早成熟。早熟品種比晚熟品種在生產(chǎn)中具有更大的優(yōu)勢(shì)，也是我們育種工作者應(yīng)該重新確立的一個(gè)理念。

2.3 品種選育要重視綜合抗性， 并非所有抗性越強(qiáng)越好

先玉335（國(guó)審玉2004017，國(guó)審玉2006026）經(jīng)河北省農(nóng)林科學(xué)院植保所2 a 接種鑒定[7]，高抗莖腐病，中抗黑粉病、彎孢菌葉斑病，感大斑病、小斑病、矮花葉病和玉米螟。經(jīng)遼寧省丹東農(nóng)科院2 a 和吉林省農(nóng)科院植物保護(hù)研究所1 a 接種鑒定，高抗瘤黑粉病，抗灰斑病、紋枯病和玉米螟，感大斑病、彎孢菌葉斑病和絲黑穗病。盡管先玉335 對(duì)某些病害仍存在感染問題，但有的病害可通過種子包衣來解決（如絲黑穗?。?，有的也不具有毀滅性（如大小斑病、玉米螟），有的因早熟可減輕產(chǎn)量損失（如大斑?。?，總的來說，先玉335 綜合抗病能力較好，這是其大面積應(yīng)用的重要原因。先玉335 在一些地區(qū)的個(gè)別年份也曾發(fā)生過病蟲害，產(chǎn)量也受到一定影響，但連續(xù)幾年的平均產(chǎn)量仍具有明顯的優(yōu)勢(shì)。如2008 年山西忻定盆地大斑病流行，先玉335 感病最為嚴(yán)重，人們普遍認(rèn)為減產(chǎn)已成定局，可秋季收獲后先玉335 并未減產(chǎn)，其原因是其灌漿快，較早熟，大斑病發(fā)生時(shí)已進(jìn)入灌漿后期和脫水期，病害對(duì)其產(chǎn)量影響不大。抗病育種實(shí)踐也證明，抗病性和產(chǎn)量往往呈負(fù)相關(guān)，抗病性強(qiáng)的品種產(chǎn)量潛力往往會(huì)受到影響。中抗水平要比免疫或高抗水平品種多年多點(diǎn)的平均產(chǎn)量高10%～20%?？共∈且闹参锬芰康腫8]，因此，選育品種時(shí)不能強(qiáng)調(diào)完美無缺，對(duì)于無絕產(chǎn)危險(xiǎn)的病害，應(yīng)放寬尺度，重視水平抗性的選育。在選育大區(qū)域或跨區(qū)域應(yīng)用的品種時(shí)，因各地病蟲害發(fā)生種類不同，更要重視對(duì)各地病蟲害的綜合抗性選育。對(duì)抗旱、耐澇、耐陰雨寡照等性狀的選擇也應(yīng)如此。

2.4 適于機(jī)械化作業(yè)作為今后重要的育種目標(biāo)

美國(guó)玉米生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化已幾十年[9-10]，品種選育滿足機(jī)械化作業(yè)是最基本的要求。我國(guó)在十幾年前玉米生產(chǎn)機(jī)械化程度還很低時(shí)，美國(guó)先鋒公司在針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行品種選育時(shí)已將機(jī)械化作業(yè)作為重要的育種目標(biāo)，選育投放的先玉335 與我國(guó)自育品種在植株和果穗性狀方面有很大的不同，如稈硬抗倒，穗位整齊，果穗均勻，成熟時(shí)苞葉自動(dòng)開張，軸細(xì)粒深，籽粒脫水快，果穗易于摘除等。適于機(jī)械化作業(yè)是先玉335 種植面積迅速擴(kuò)大的又一個(gè)重要原因。先鋒公司的先玉335 與單粒精量點(diǎn)播技術(shù)的配套推廣，減少了用種量，免去了間苗的工序和費(fèi)用，其成為先玉335 迅速占領(lǐng)市場(chǎng)的助推器。因此，我們?cè)谥贫ㄓN目標(biāo)時(shí)必須要有前瞻性，要預(yù)測(cè)未來機(jī)械化的發(fā)展方向和進(jìn)程，務(wù)必把適于機(jī)械化作業(yè)作為品種選育的重要目標(biāo)。育成的品種不僅要適于機(jī)械化播種、機(jī)械化中耕除草，更要適于機(jī)械化收獲，尤其是適于田間直接收獲籽粒，只有這樣，育成的品種才更具廣闊的應(yīng)用前景。

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