湖北省丘陵平原春玉米育種歷史、現(xiàn)狀與對(duì)策

魏昌松 許貴明 董 翠 雷松林 向 竭 王 方 田甫煥

（1湖北省宜昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，宜昌 443000；2湖北省枝江市職教中心，枝江 443200）

湖北中東部丘陵平原地區(qū)平均海拔400m以下，特別是江漢平原平均海拔僅30m左右。屬北亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)型大陸性氣候，四季分明，地勢(shì)低平，土地肥沃，雨量豐沛，雨熱同季，有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)，是湖北省乃至全國(guó)重要的糧食產(chǎn)區(qū)和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。

玉米現(xiàn)已成為湖北省繼水稻、油菜之后的第三大農(nóng)作物，并繼續(xù)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。據(jù)2017年《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》，湖北省2016年玉米播種面積66.17 萬(wàn) hm2，總產(chǎn) 296.76 萬(wàn) t，單產(chǎn) 298.99kg/667m2。但全省年均消耗玉米600萬(wàn)t以上，年玉米缺口約300萬(wàn)t，需要從省外調(diào)運(yùn)，才能保障市場(chǎng)供給[1]。近年來(lái)江漢平原和鄂北丘陵、崗地玉米發(fā)展很快，面積達(dá)到23.33多萬(wàn)hm2，約占全省玉米面積的1/3；該地區(qū)玉米生產(chǎn)條件優(yōu)越，平均產(chǎn)量可以達(dá)到400kg/667m2以上，高于湖北省平均單產(chǎn)，與全國(guó)平均單產(chǎn)持平。隨著種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，該地區(qū)將是湖北省玉米種植面積和規(guī)模潛力最大的產(chǎn)區(qū)，預(yù)計(jì)到2020年本區(qū)域玉米面積有望發(fā)展到33.33萬(wàn)hm2左右。因此，選育、推廣適合該地區(qū)種植的玉米品種具有較大的意義。

1 歷史與現(xiàn)狀

1.1 初創(chuàng)階段 20世紀(jì)60年代初從河南省引進(jìn)新單1號(hào)等北方玉米單交種，開(kāi)啟了玉米生產(chǎn)歷史。同時(shí)，湖北省相關(guān)科研院校也啟動(dòng)了適應(yīng)本地區(qū)生態(tài)條件的玉米單交種選育工作，到70年代，湖北省農(nóng)科院、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、宜昌地區(qū)農(nóng)科所相繼成功選育出鄂單1號(hào)、華玉1號(hào)、宜單1號(hào)等玉米品種[2]，開(kāi)創(chuàng)了湖北省丘陵平原玉米育種的先河。這個(gè)時(shí)期的玉米品種含有較多山區(qū)玉米血緣，或者也可以說(shuō)是“高山玉米下山”，存在晚熟、不耐熱等缺陷。因此，推廣面積不大，且較分散，少集中連片種植。

1.2 發(fā)展階段 20世紀(jì)80年代，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)丘陵平原玉米育種也取得了突破，選育出玉米品種華玉2號(hào)。該品種是湖北省真正意義上針對(duì)丘陵平原生態(tài)條件選育的第1個(gè)玉米單交種。相對(duì)以往推廣的玉米品種，該品種增產(chǎn)效果顯著，受到農(nóng)民歡迎。1992年華中農(nóng)業(yè)大學(xué)利用雄性不育技術(shù)改良華玉2號(hào)推出了華玉3號(hào)品種，這2個(gè)品種很快取代了過(guò)往推廣的品種，成為生產(chǎn)上的優(yōu)勢(shì)品種[3-4]。該時(shí)期的特點(diǎn)是美國(guó)優(yōu)良玉米自交系Mo17的引入和利用。

1.3 成熟階段 20世紀(jì)90年代初，北方玉米品種正經(jīng)歷第4次品種更新?lián)Q代，從北方引進(jìn)的緊湊型玉米品種掖單4號(hào)、掖單13號(hào)，因其耐密、抗倒的特性，使得大面積連片種植、規(guī)?；a(chǎn)的優(yōu)勢(shì)得以凸顯。但是因?yàn)橐磫蜗盗械钠焚|(zhì)以及對(duì)紋枯病、穗腐病的抗性較差，不久就逐步退出了市場(chǎng)。同一時(shí)期，湖北省也選育出適宜丘陵平原種植的鄂玉7號(hào)、鄂玉11號(hào)等緊湊型品種[5]。該時(shí)期以掖478、自330血緣的自交系利用為特征。

1.4 突破階段 華玉4號(hào)是湖北省玉米育種的一個(gè)重大突破。其廣泛的適應(yīng)性，適合丘陵、平原、二高山地區(qū)種植，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)使其深受農(nóng)戶(hù)和糧商的好評(píng)[6]。其后，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究室對(duì)其母本HZ85進(jìn)行進(jìn)一步改良，推出4個(gè)不育類(lèi)型的HZ85，進(jìn)一步提高了華玉4號(hào)的產(chǎn)量[7]。宜昌市農(nóng)科院選育的宜單629是繼華玉4號(hào)之后的第2個(gè)突破性品種，其具有產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)的特點(diǎn)，特別是穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)突出[8]。因此，宜單629自2008年通過(guò)審定后，連續(xù)9年被選作湖北省丘陵平原玉米區(qū)試對(duì)照品種，種植面積逐年擴(kuò)大，推廣10年而不衰。

2 存在的問(wèn)題

2.1 育種目標(biāo)不明確 長(zhǎng)期以來(lái)，湖北省丘陵、平原春玉米育種目標(biāo)混亂，育成的品種豐富多樣：生育期有長(zhǎng)有短（105～118d），株高、穗位高有高有矮（230～330cm）、果穗有短粗型也有細(xì)長(zhǎng)型。

2.2 種質(zhì)基礎(chǔ)薄弱 湖北省丘陵、平原春玉米種質(zhì)資源來(lái)源主要分為三大塊：山區(qū)或地方種質(zhì)馴化湖北省山區(qū)玉米種植面積大、歷史悠久，長(zhǎng)期以來(lái)積累了較豐富的種質(zhì)資源，包括803份地方種質(zhì)，以及大量引進(jìn)的含熱帶血緣的種質(zhì)資源。這些種質(zhì)經(jīng)過(guò)馴化或與溫帶材料雜交后衍生的材料，雖能在丘陵、平原種植，但仍然存在成熟晚、脫水慢等缺陷，此類(lèi)型以HZ85為代表。北方種質(zhì)南下 自掖單4號(hào)起，北方種質(zhì)資源，尤其是以掖478為代表的Reid黃馬牙材料對(duì)湖北省丘陵、平原玉米育種影響非常大。近年來(lái)，隨著鄭單958和先玉335 2個(gè)超級(jí)品種的育成，對(duì)中國(guó)玉米育種產(chǎn)生極大的影響，各育種單位先后引進(jìn)了2個(gè)品種的親本，并對(duì)其進(jìn)行改良。但北方種質(zhì)存在耐熱性和抗病性較差的缺陷。此類(lèi)材料以掖478、鄭58、丹340為代表。國(guó)外雜交種選系

湖北省各育種單位通過(guò)各種渠道引進(jìn)了一批國(guó)外雜交種，各自開(kāi)展自交選系工作；但因血緣混雜，從中選育出綜合性狀優(yōu)良的自交系難度較大，N75是此類(lèi)型中影響較大的自交系。

2.3 育種效率較低 種質(zhì)資源血緣混雜、雜種優(yōu)勢(shì)模式不明、育種策略混亂造成育種效率較低，年度增益不到2%。

2.4 投入少 因高山玉米占據(jù)了湖北省玉米種植面積的一半左右，因此，各育種單位對(duì)高山玉米投入較多，對(duì)丘陵、平原玉米育種投入較少，人力、物力各方面都比較緊缺。

3 解決對(duì)策

3.1 明確育種目標(biāo) 湖北省丘陵、平原地區(qū)地勢(shì)平坦，適合規(guī)?；?、機(jī)械化生產(chǎn)，且有夏玉米實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化生產(chǎn)的先例。因此，今后的育種目標(biāo)應(yīng)該定為：高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、耐密、抗逆性強(qiáng)、易機(jī)械化生產(chǎn)。具體指標(biāo)可定為：?jiǎn)萎a(chǎn)＞650kg/667m2，適宜密度5000～5500株 /667m2，全生育期 100d左右，散粉 -吐絲間隔期＜3d，株高240cm左右，穗位高70cm左右，果穗14～16行，收獲期直立株數(shù)百分比＞95%，收獲期子粒含水量＜25%，抗青枯病、大斑病、小斑病等主流病害。

3.2 理清雜種優(yōu)勢(shì)模式 根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)育成品種的觀察，適宜湖北丘陵、平原地區(qū)的雜種優(yōu)勢(shì)模式為：改良Reid×溫帶材料熱導(dǎo)系。

3.3 加強(qiáng)種質(zhì)創(chuàng)新力度 湖北省丘陵、平原地區(qū)春玉米生長(zhǎng)季前期多低溫連陰雨天氣、后期多高溫高濕天氣。因此，育成的品種要同時(shí)具有低溫發(fā)芽率高、高溫結(jié)實(shí)性好的特點(diǎn)。歐洲材料具有耐低溫、早熟、脫水快的特性，可以用來(lái)改良Reid材料，改良其低溫出苗及后期脫水能力；而熱帶材料對(duì)高溫高濕環(huán)境有較好的適應(yīng)性，可用來(lái)改良父本材料，提高其耐高溫能力，Suwan種質(zhì)是應(yīng)用潛力較大的資源。需要注意的是外源種質(zhì)血緣比例以6.25%～12.5%為宜，整合的方法有漸滲法（introgression）和摻合法（incorporation），具體育種方法可采用趙久然[9]提出的“高、大、嚴(yán)”育種法。

3.4 加強(qiáng)對(duì)與產(chǎn)量相關(guān)生理性狀的重視D.N.Duvick[10]認(rèn)為產(chǎn)量就是抗逆性，即育種要針對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)條件制定相應(yīng)的育種策略，要對(duì)當(dāng)?shù)刂饕餍械纳锛胺巧锬婢秤兄械纫陨系目剐?。具體到湖北省丘陵、平原地區(qū)春玉米育種，要加強(qiáng)對(duì)耐密性，抗倒性，抗高溫，抗紋枯病、大斑病、小斑病、青枯病的重視；選擇過(guò)程中，要注意選擇根系發(fā)達(dá)，莖稈堅(jiān)硬，開(kāi)花早、吐絲-散粉間隔期短，抗紋枯病、大斑病、小斑病、青枯病的材料[11]。另外，還需要重視與穩(wěn)產(chǎn)性有關(guān)的性狀，比如：有限結(jié)實(shí)性（即俗話說(shuō)的結(jié)實(shí)滿(mǎn)尖）、子粒較寬、厚度適中、子粒較長(zhǎng)。

4 小結(jié)

玉米育種是一個(gè)系統(tǒng)工程，頂層設(shè)計(jì)非常重要，需要注意從前育種、育種材料到育種策略、育種方法的選擇。堅(jiān)持以自有材料為中心，堅(jiān)持A、B兩個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群的雜種優(yōu)勢(shì)模式，采用循環(huán)育種策略，堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向，培育適應(yīng)湖北省丘陵、平原地區(qū)生態(tài)條件、生產(chǎn)水平的品種，不盲目追求大而全的品種[12]。