河南省玉米品種利用情況及育種對策

李成煥 程相武 鄭敏軍 謝富欣

（河南省南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，南陽473008）

玉米是河南省第二大農(nóng)作物，發(fā)展玉米生產(chǎn)對于保證河南省和國家糧食安全具有十分重要的意義。在影響玉米生產(chǎn)的諸多因素中，品種是其中一個(gè)重要方面。為進(jìn)一步提高河南省玉米育種水平，對河南省2006-2016年11年來推廣的玉米品種的利用情況進(jìn)行分析，為今后河南省玉米新品種的選育提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

數(shù)據(jù)來源于河南省種子管理站2006-2016年河南省秋作物生產(chǎn)形勢及主要農(nóng)作物品種利用情況統(tǒng)計(jì)和中國種業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，將這11年間推廣種植的玉米品種進(jìn)行綜合分析。利用WPS Office 2007對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、作圖及統(tǒng)計(jì)。

2 河南省玉米品種利用現(xiàn)狀

2.1 玉米品種種植面積變化情況圖1顯示河南省11年間玉米種植面積的動(dòng)態(tài)變化情況，首先是玉米的種植面積逐年增加，從2006年的257.28萬hm2增加到2015年的427.38萬hm2，增加了66.11%；供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，由2015年的427.38萬hm2減少到2016年的401.62萬hm2，減少了6.03%。其次，從2006-2013年年種植面積超過0.67萬hm2的玉米品種面積之和是增加的，種植面積的比例也是增加的；2014-2016年面積之和及所占比例都趨于穩(wěn)定。年種植面積6.67萬hm2以上的玉米品種面積之和2006-2010年是增加的，占播種面積的比例也是增加的；2011-2013年面積之和及所占比例逐年降低但是趨于穩(wěn)定；2014-2016年雖有波動(dòng)，但也趨于穩(wěn)定。從圖1可以看出，11年來河南省種植的玉米品種中，年種植面積6.67萬hm2的優(yōu)勢品種雖仍占主導(dǎo)地位，但進(jìn)一步擴(kuò)大這一比例難度加大，單一品種種植面積超過66.67萬hm2時(shí)代終結(jié)，主導(dǎo)品種競爭更加激烈[1]。

圖1 河南省玉米種植面積動(dòng)態(tài)變化情況

2.2 玉米品種推廣數(shù)量動(dòng)態(tài)變化情況從圖2中可以看出，自2006年以來河南省每年種植面積在0.67萬hm2以上玉米品種數(shù)量逐年增加，由2006年的28個(gè)品種增加到2015年的86個(gè)品種，10年間增加了2倍以上。年種植面積在6.67萬hm2以上玉米品種數(shù)量為6～13個(gè)，變化不大，趨于穩(wěn)定，主導(dǎo)品種十分突出。

圖2 河南省玉米品種推廣數(shù)量動(dòng)態(tài)變化情況

圖3 河南省玉米品種年種植面積動(dòng)態(tài)變化情況

2.3 主栽玉米品種種植面積動(dòng)態(tài)變化情況從圖3可以看出，河南省11年來累計(jì)推廣面積在66.67萬hm2以上的玉米品種年種植面積呈拋物線變化，即先增加后減少。11年來累計(jì)推廣面積在66.67萬hm2以上的品種有7個(gè)，分別是鄭單958、浚單20、先玉335、蠡玉16、偉科702、中科4號、魯單981，其中鄭單958和浚單20累計(jì)推廣面積均超過650.00萬hm2，先玉335和中科4號累計(jì)推廣面積均超過130.00萬hm2。年推廣面積超過33.33萬hm2的品種有鄭單958、浚單20和偉科702。值得注意的是，隨著鄭單958、浚單20、蠡玉16、魯單981等年推廣面積的下降，偉科702卻保持相對穩(wěn)定，推廣5年累計(jì)推廣面積已達(dá)到114.00萬hm2。

3 河南省主栽玉米品種利用特點(diǎn)

3.1 主導(dǎo)品種突出，搭配品種合理，品種布局得到優(yōu)化從布局利用情況上看，主導(dǎo)品種突出，鄭單958、浚單20、先玉335等在全省多數(shù)地市均有種植，主導(dǎo)地位十分明顯，其他幾個(gè)主栽品種根據(jù)其品種特性，在適宜區(qū)域種植面積較大。由此說明全省在玉米品種利用上主導(dǎo)品種十分明確，搭配品種合理，做到了因地制宜，合理布局。

3.2 主導(dǎo)品種更換速度加快玉米主導(dǎo)品種中鄭單958、浚單20等老牌品種面積繼續(xù)下降，偉科702、先玉335、隆平206、登海605面積保持穩(wěn)定，坐穩(wěn)主導(dǎo)品種地位[1]。其原因一方面是由于河南省玉米育種受到各級政府和育種單位的重視，種子市場開放，育種主體、經(jīng)營主體多元化，生產(chǎn)上可利用、可選擇的品種逐年增多；另一方面，大多數(shù)主推老牌品種已過高峰期并趨于老化，品種推廣面積減少，而表現(xiàn)較好的新品種面積逐年增加。主導(dǎo)品種的變化說明主導(dǎo)品種更換速度加快，品種正向多樣化發(fā)展。

3.3 耐密品種處絕對主導(dǎo)地位全省玉米生產(chǎn)中耐密品種面積逐年擴(kuò)大，主導(dǎo)地位明顯，部分稀植大穗品種如中科4號、魯單981、濟(jì)單7號等已經(jīng)退出主導(dǎo)品種行列，成為丘陵山區(qū)間作套種用的區(qū)域性品種，且面積一直下降。

3.4 品種適應(yīng)性、抗逆性要求提高全省玉米生產(chǎn)生態(tài)類型多樣，品種生態(tài)適應(yīng)性要求高，而近年來河南省夏玉米區(qū)風(fēng)、雨、旱、澇、高溫和寡照等自然災(zāi)害頻繁，病蟲害嚴(yán)重，如2013年遭遇高溫與干旱疊加，2014年生長季節(jié)后期陰雨寡照，莖腐病普遍發(fā)生，2015年南部銹病大面積發(fā)生，2016年授粉期遇到高溫與強(qiáng)對流等極端氣候，這些生物與非生物災(zāi)害給全省玉米生產(chǎn)帶來嚴(yán)重脅迫，影響產(chǎn)量與品質(zhì)。因此，多抗性品種的選育推廣是全省玉米生產(chǎn)發(fā)展的客觀要求。

3.5 適合全程機(jī)械化的玉米品種更有推廣潛力玉米全程機(jī)械化，不但可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率、規(guī)避自然災(zāi)害、進(jìn)行規(guī)?；N植，而且能提高農(nóng)藝操作精準(zhǔn)度，確保農(nóng)業(yè)技術(shù)措施實(shí)施到位，實(shí)現(xiàn)秸稈還田，是一項(xiàng)節(jié)本增效、推動(dòng)適度規(guī)模經(jīng)營的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)。除少數(shù)丘陵山地外，全省玉米播種已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，多數(shù)地方推廣種肥異位同步播種，施肥、播種一次性完成。全省多數(shù)玉米種植區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化收獲果穗，并且加快了玉米田間機(jī)械粒收試驗(yàn)示范步伐。玉米能否實(shí)現(xiàn)田間機(jī)械粒收的關(guān)鍵是品種，因此選育具有機(jī)械粒收性狀的玉米品種才具有推廣潛力。

4 育種對策

4.1 重新確定育種目標(biāo)通過著力提升育種創(chuàng)新能力，培育適宜密植和機(jī)械化作業(yè)的新品種，是進(jìn)一步提高我國玉米產(chǎn)量的重要途徑。以節(jié)本增效、提質(zhì)增效、提高綜合效益和市場競爭力為主線，創(chuàng)新選育優(yōu)良品種，一是要選育推廣多抗、豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的品種，為玉米的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，提供穩(wěn)定供應(yīng)；二是要選育推廣早熟、豐產(chǎn)、灌漿脫水快、堅(jiān)稈硬軸、抗病抗倒、適于機(jī)械粒收的玉米新品種，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

4.2 改進(jìn)育種策略

4.2.1 以現(xiàn)有種質(zhì)為核心，擴(kuò)增、改良和創(chuàng)新種質(zhì)資源種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)狹窄已成為制約我國玉米育種持續(xù)發(fā)展的重要因素，施行種質(zhì)擴(kuò)增、改良與創(chuàng)新是解決此問題的重要途徑。首先，引進(jìn)國外新種質(zhì)資源，尤其是熱帶、亞熱帶玉米種質(zhì)資源，擴(kuò)增中國玉米的種質(zhì)基礎(chǔ)；其次，篩選優(yōu)良的地方種質(zhì)資源進(jìn)行群體改良，對引進(jìn)的熱帶、亞熱帶玉米種質(zhì)資源進(jìn)行改良，利用野生資源創(chuàng)造新的變異；再次，利用物理、化學(xué)等技術(shù)進(jìn)行誘變，通過現(xiàn)代生物技術(shù)創(chuàng)造新變異，從而豐富基因庫。優(yōu)良的種質(zhì)資源是育種的基礎(chǔ)，要想取得育種突破，就必須開闊思路，以國內(nèi)現(xiàn)有種質(zhì)資源為基礎(chǔ)，有針對性地引進(jìn)、改良和利用歐美那些具有早熟、耐密植、抗倒、籽粒脫水快、適宜機(jī)收的優(yōu)良種質(zhì)資源[2]。

4.2.2 采用多逆境篩選，選育抗逆性強(qiáng)的資源逆境篩選是在適度逆境下，盡可能把隱藏的“殺手”基因和不良基因暴露出來，進(jìn)行負(fù)向淘汰，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)少數(shù)優(yōu)良選系[3]。Duvick等[4]的研究表明產(chǎn)量就是抗逆性。高密度是提高選系材料抗逆性的第一突破口，現(xiàn)已被廣泛接受。高密度育種策略是在選系的早代分離群體施行高密度逆境下的選擇，具體密度是區(qū)試密度2倍以上[5]，其原理是擴(kuò)大群體的遺傳/表型方差，擴(kuò)大對許多性狀的選擇響應(yīng)和選擇增益，容易選擇正態(tài)分布兩端的植株，有利于提高選擇強(qiáng)度和效率。高密度條件是篩選優(yōu)良基因型特別是抗逆基因型的經(jīng)濟(jì)有效的方法。高密度條件是貫穿在自交系、雜交種選育與試驗(yàn)篩選整個(gè)程序中，并將育種的程序與對優(yōu)良雜交種特性特征的認(rèn)識(shí)、生產(chǎn)利用碰撞與融合在一起[6]。另外還可人為創(chuàng)造或利用其他選擇壓，如控制肥料和灌溉，利用高溫、陰雨寡照、病蟲害、土壤逆境（干旱、低氮、鹽堿、水漬、酸性）、倒伏等各種不良條件進(jìn)行逆境篩選。

4.2.3 加強(qiáng)適宜機(jī)械化管理品種的選育全程機(jī)械化已成為糧食生產(chǎn)的必然趨勢，而玉米籽粒直收是玉米全程機(jī)械化生產(chǎn)的“瓶頸”。適宜機(jī)械化粒收的玉米品種在河南省要具備早熟、抗倒和粒硬等特性，而早熟的特性體現(xiàn)在籽粒灌漿和脫水速度。籽粒脫水速率快的玉米品種，其籽粒具有果皮薄、粒窄且長，苞葉長度適中、層數(shù)少，苞葉和穗軸脫水速率快的特點(diǎn)，應(yīng)重點(diǎn)對這些性狀進(jìn)行改良和選擇。提高籽粒灌漿和脫水速度，只能通過緩慢的累加加以改良，引進(jìn)利用外來種質(zhì)可加快這一進(jìn)程。脫水速率高的自交系有Mo17、PH4CV、PH6WC、丹340、自330、黃早四和綜31[7]，在育種中可加以利用。此外，中國黃改系、旅系配的組合難脫粒，而先鋒等公司在國內(nèi)推廣的組合好脫粒，機(jī)收時(shí)籽粒破碎率低[8]，可以利用來自歐美的易脫粒種質(zhì)改良黃改系和旅系。同時(shí)還要加強(qiáng)抗倒伏的研究。

4.2.4 創(chuàng)新育種方法單倍體育種技術(shù)只需2個(gè)世代便可得到純合的DH系，極大地縮短了育種周期；能簡化基因互作，去掉超顯性效應(yīng)；還可以淘汰有害、致死和半致死的隱性基因，是一種有效的育種方法[9-10]。分子標(biāo)記技術(shù)作為現(xiàn)代玉米育種中的一種最重要的輔助方法，能夠構(gòu)建遺傳圖譜，鑒定玉米品種純度及真?zhèn)蝃11]，快速定向改良目標(biāo)基因，劃分玉米雜種優(yōu)勢群，創(chuàng)制玉米種質(zhì)資源，提高育種效率，加速育種進(jìn)程[12]。創(chuàng)新育種方法，要在常規(guī)育種的基礎(chǔ)上，與高密度育種技術(shù)、人造逆境技術(shù)、單倍體技術(shù)、分子標(biāo)記技術(shù)等現(xiàn)代育種手段有機(jī)結(jié)合起來。

5 結(jié)論

河南省是玉米種植大省，生產(chǎn)上主導(dǎo)品種更換速度比較快，一方面說明河南省玉米育種活躍，育種力量充足；另一方面說明育出適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的玉米品種少，還不很過硬。因此在玉米育種中，一要認(rèn)清農(nóng)業(yè)形勢，重新確定育種目標(biāo)，把選育多抗、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適于機(jī)械粒收品種作為河南省玉米育種的主要目標(biāo)；二是育種人員要發(fā)揮聰明才智，積極創(chuàng)新，把現(xiàn)代育種技術(shù)與常規(guī)育種手段進(jìn)行結(jié)合，充分運(yùn)用高密度育種技術(shù)、單倍體技術(shù)、分子標(biāo)記技術(shù)、人為創(chuàng)造多逆境技術(shù)擴(kuò)大種質(zhì)范圍和選擇方法，加快玉米品種的選育進(jìn)程，選育出一批地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、完全適合機(jī)械化的品種，促進(jìn)玉米生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)新的跨越。