黃淮海夏播玉米存在的問題及育種路線探析

楊保昌

摘要? ? 本文針對黃淮海夏玉米區(qū)存在的高溫干旱、陰雨寡照、倒伏、青枯病、銹病等相關(guān)問題進(jìn)行了分析，探討了黃淮海夏玉米育種路線，以期為夏播玉米育種提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 夏玉米;問題;育種路線;黃淮海地區(qū)

中圖分類號? ? S513.035? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）17-0042-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

黃淮海夏玉米區(qū)是我國最大的玉米集中產(chǎn)區(qū)，也是世界上獨有的玉米產(chǎn)區(qū)，與夏直播、麥田套種的耕作模式和本區(qū)域的自然條件、管理水平相適應(yīng)，該區(qū)域玉米生育期短，生育期間高溫干旱、陰雨低溫寡照等氣候交替發(fā)生，對品種提出了特殊的要求。育種上要針對上述問題選育適合這種環(huán)境條件的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)品種[1-2]。

1? ? 夏播玉米存在的問題

1.1? ? 高溫脅迫

2013年夏播玉米在黃淮海大部分地區(qū)遇到了高溫干旱，從8月初至8月20日連續(xù)逾20 d 35 ℃以上的高溫，局部40 ℃左右的高溫，造成了大部分玉米品種結(jié)實不良，嚴(yán)重的地塊結(jié)實性不到20%，尤其是6月15日以后播種的玉米品種授粉期在8月8日以后，花粉敗育、花絲敗育，大部分結(jié)實率不到20%;而6月10日前播種的授粉期在8月3日前，花粒較少，授粉較好，影響較小。

2016年7月24日至8月20日出現(xiàn)近1個月的35 ℃左右的高溫，主要對6月10日前后播種的夏玉米影響較大，個別品種結(jié)實率為30%～40%，大部分品種出現(xiàn)花粒缺粒5%～10%;而對6月15日以后播種的夏玉米，大部分品種影響較小，部分品種影響稍大。2年高溫對夏玉米品種的影響可分為以下4種類型。

先玉335系列品種類型，包括目前各單位選育的類先玉335系列品種，這類品種為SS和NSS類型組配，大部分材料來源于北方及北美玉米帶，先玉335父本、母本對高溫較為敏感，在夏播環(huán)境下，33 ℃以上高溫基本敗育，在2004—2016年共有7～8年夏播親本敗育。其親本雄穗分枝少，雜交種雄穗分枝少，在2013年高溫環(huán)境下，這類品種減產(chǎn)嚴(yán)重，嚴(yán)重的地塊結(jié)實率不足20%，產(chǎn)量3 000 kg/hm2以下。其本質(zhì)原因是先玉335雙親為溫帶種質(zhì)，對亞熱帶氣候不適應(yīng)，未經(jīng)過高溫環(huán)境脅迫馴化。目前，生產(chǎn)上出現(xiàn)一批改良335類型如橋玉8號（母本為335♀，父本為L9801）、金賽34、中科808等，這類品種屬近緣改良型，仿335型育種，在正常天氣環(huán)境下表現(xiàn)較好，在惡劣的不良環(huán)境下減產(chǎn)嚴(yán)重。減產(chǎn)主要是由高溫、雨澇、青枯病、銹病、倒伏等因素導(dǎo)致。2016年6月3—14日播種的先玉335及類335型表現(xiàn)花粒及敗育、花粒輕的地塊結(jié)實率60%～80%，嚴(yán)重的地塊結(jié)實率為30%～40%;而2016年6月15日以后播種的玉米授粉仍遇到35 ℃左右高溫，但因夜溫從8月8日下降，只出現(xiàn)10%～20%花粒，對產(chǎn)量影響較小。另外，美先玉335類型玉米在抽雄前期，因溫度、水肥條件較好，發(fā)育較快，而出現(xiàn)果穗苞葉不嚴(yán)、穗軸外露，又稱禿尖，嚴(yán)重地塊80%以上禿尖。

鄭單958為全國及黃淮海第一大品種，在2013年35～40 ℃高溫環(huán)境下，結(jié)實率仍達(dá)到80%以上，減產(chǎn)幅度較小;2016年35 ℃左右高溫對鄭單958幾乎沒有影響。2016年高溫加干旱，8月3日至9月初高溫、干旱，逼其早熟，但產(chǎn)量水平是近4年最高的。改良的鄭單958系列品種，2013年夏播如吉祥1號、俊單20、中科11、蠡玉35等大部分品種的綜合適應(yīng)性、耐密性、抗倒伏性、耐高溫性等主要適應(yīng)性沒有大的突破，在2013年高溫環(huán)境下結(jié)實率為50%～70%，減產(chǎn)幅度較大。值得一提的是，國審新品種偉科702、中單909、美豫5號，2013年在高溫脅迫下，表現(xiàn)空稈和不結(jié)實率達(dá)70%以上，減產(chǎn)嚴(yán)重。從偉科702、偉科966和中單909雙親性狀分析，其共同的親本母本為鄭58或近緣改良系，與鄭58差異很小，父本幾乎全部敗育，因而雜交種在生產(chǎn)中結(jié)實性差在所難免。從改良品種適應(yīng)性方面來看，這3個品種是高風(fēng)險品種。

P78599系列組配黃改系9801等，如魯單981、中科4號、父本為旅大紅骨系改良黃改系，果穗較粗，穗行數(shù)較多，但因旅大紅骨系統(tǒng)在黃淮海對高溫十分敏感，偉科702、偉科966父本在黃淮海高溫環(huán)境下幾乎不散粉無果穗;中單909父本也在高溫環(huán)境下散粉較差，雄穗散粉性不及昌7-2的1/10。在2013年、2016年偉科702、單661等類型品種，在高溫環(huán)境下也表現(xiàn)出結(jié)實率差（結(jié)實率60%～70%），減產(chǎn)20%以上。但這類品種在2006—2013年推廣期間，大多數(shù)年份表現(xiàn)為較穩(wěn)產(chǎn)，適應(yīng)密度在4.8萬株/hm2左右，密度超過5.25萬株/hm2授粉期后遇到陰雨大風(fēng)倒伏嚴(yán)重。2008—2009年2年田間倒伏率達(dá)90%以上，當(dāng)時黃淮海南部地區(qū)推廣面積占60%以上，這些品種的共同特點是在低密度下大穗，灌漿速度快，抗病性強(qiáng)（抗莖腐病、銹病、葉斑?。?013年后，推廣面積逐年銳減，逐漸淡出市場。

78599改良Reid系組配黃改系，如泰龍14、蠡玉16、蠡玉88、宏大8號、高玉2069、高玉2068、蘇玉20等。其中，泰龍14在2013年結(jié)實率只有10%左右，大穗空稈，成為高風(fēng)險品種，因其父本黃改系中加入旅大紅骨血緣對高溫敏感所致。蠡玉16、蠡玉88為大穗型品種，較耐高溫，抗青枯病、小斑病、銹病，但在2013年也出現(xiàn)結(jié)實率70%左右的現(xiàn)象，出現(xiàn)花粒、半面臉;另外，這2個玉米品種適宜密度在5.25萬株/hm2以下，如種植密度在6.0萬株/hm2以上倒伏率達(dá)80%以上，適應(yīng)密度彈性小是這些大穗型品種的致命缺陷。安徽省審定的宏大8號、高玉2067、高玉2068等品種，雖然抗病性較好，較耐高溫，但因其果穗小、單株生產(chǎn)率低、偏晚熟而推廣面積有限。

2013年在生產(chǎn)上表現(xiàn)較耐高溫，結(jié)實性較好的品種有登海605等美雜選配改良Reid品種。這類品種對高溫反映較遲鈍，結(jié)實性、抗倒性、耐密性表現(xiàn)較好。2016年這類型的品種也表現(xiàn)出了對高溫耐性和適應(yīng)性。值得一提的是，耐高溫綜合表現(xiàn)較好的品種隆平206在2013年、2016年高溫情況（35～40 ℃）栽植密度5.25萬株/hm2以下表現(xiàn)出耐高溫、結(jié)實性好、穩(wěn)產(chǎn)性好等特性，其雙親都表現(xiàn)出耐高溫、結(jié)實性好等特點。

隨著二氧化碳排放量及其他有害氣體排放量的居高不下，氣候變暖正逐年加劇，而夏季高溫變?yōu)槌B(tài)化。因此，夏玉米育種方向上，育種材料的抗高溫及雜交種抗高溫已是必須具備的主要抗逆性狀之一。不耐高溫的品種是高風(fēng)險型品種。

1.2? ? 陰雨寡照倒伏

2014年夏播黃淮海大部分地區(qū)遇到了歷史上少有的陰雨寡照天氣，從8月初至9月中旬連續(xù)逾40 d的陰雨寡照，其間有效光照時間不足300 h，較常年少50%以上;降雨量達(dá)400 mm以上，降雨集中在8月中旬至9月上旬。夏玉米品種又出現(xiàn)了新的問題，即青枯和倒伏。

鄭單958類型的品種在2014年氣候環(huán)境下，對陰雨寡照表現(xiàn)出較好的耐弱光性和耐澇性，雖然有青枯病，但只是在成熟灌漿后期有10%～20%的青枯病;同類型品種隆平206、美豫5號、偉科966、俊單20等在密度6.3萬株/hm2以上時出現(xiàn)大面積根倒，在密度5.7萬株/hm2以下時倒伏較輕。究其原因，一是這些品種根層下扎偏淺，加之土壤水分飽和，大風(fēng)一吹全部根倒;二是這些品種父本皆為昌7-2及其改良系，用其組配的組合，大部分果穗穗位高在120 cm左右，重心偏高，易倒伏。

倒伏越早，減產(chǎn)越嚴(yán)重。成熟前15 d倒伏，果穗停止灌漿，籽粒不飽滿，易受蟋蟀危害。生長后期倒伏，無法機(jī)收果穗，增加生產(chǎn)成本。玉米一般在成熟前20 d左右倒伏，減產(chǎn)30%以上。倒伏多是對品種耐密性的考驗，魯單981、中科4號、魯單661等稀植大穗型品種，2008年、2009年、2012年因播種機(jī)械化面積逐年加大密度超過5.7萬株/hm2以上，農(nóng)戶不間苗，發(fā)生嚴(yán)重倒伏。另外，黃改系組配的組合，根系多淺，且主根系不明顯，次生層（支持根）根層少，鄭單958系列組合，穗位普遍偏高，容易倒伏;除鄭單958較抗倒伏外，其余類似品種耐密性、抗倒性均較差，這也是改良鄭單958型品種無大的突破、超越不了鄭單958的主要原因。

1.3? ? 青枯病

先玉335類型及改良品種橋玉8號、金賽34、齊玉58、華皖267在2014年夏播環(huán)境下，在授粉結(jié)束20 d至成熟35 d范圍內(nèi)，因感青枯病，莖稈早枯而發(fā)生嚴(yán)重倒伏，至收獲時，倒伏達(dá)70%以上，果穗小、禿頂大、結(jié)實性差等不良性狀都表現(xiàn)出來。究其原因，據(jù)河北植保所檢驗，2014年青枯病菌主要是鐮刀菌。青枯病分為鐮刀菌和腐霉菌混合發(fā)生的青枯病和高溫、雨澇造成的生理性青枯病。

登海605品種在2013年耐高溫、抗倒、抗青枯病，產(chǎn)量水平高，綜合性狀優(yōu)良;2014年，前期長勢較好，授粉后20 d至收獲近35 d時間內(nèi)，由于陰雨造成田間積水成飽和狀態(tài)，出現(xiàn)青枯病，到收獲前青枯病達(dá)60%左右。

1.4? ? 銹病

2015年8月下旬至9月，夏玉米授粉后20 d左右，因溫度、濕度適宜，一場席卷大半個黃海地區(qū)的夏玉米銹病大發(fā)生，對夏玉米品種提出了新的要求——抗銹病。

鄭單958類型品種，如中科11、蠡玉35、俊單20、隆平206、偉科702、偉科966、美豫5號等雜交種全部感銹病7～9級，因銹病導(dǎo)致早衰、灌漿停止。6月10日前后播種的受銹病影響較小，8月15日前后種植的受銹病影響較大，嚴(yán)重的地塊減產(chǎn)30%～40%。

先玉335及其改良系橋玉8號、中科808、金賽34、齊玉58、迪卡517、迪卡516等高感銹病，因銹病造成千粒重下降，容重低，減產(chǎn)20%～30%，于收獲前10 d全部葉片因銹病干枯，倒伏30%～40%。

抗銹病的夏玉米品種有德單5號、登海605、蠡玉16、蠡玉88、元育66、漢單777等有熱帶種質(zhì)的自交系配組的雜交種。

登海605在2015年表現(xiàn)為結(jié)實性好、抗青枯能力強(qiáng)，在高溫、雨澇、銹病高發(fā)的情況下，高抗銹病，表現(xiàn)出中大穗、耐密植、抗青枯病和銹病、高抗倒伏等特性，深受農(nóng)民歡迎。

銹病高發(fā)的年份有2008年、2010年、2012年、2015年。

抗銹病育種主要選用78599、蘇灣等熱帶血緣抗銹病自交系導(dǎo)入本地材料，達(dá)到高抗銹病，組配的雜交種中抗或高抗。銹病是黃淮海玉米主要病害，其抗病標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提高。夏玉米品種因不抗銹病而造成生產(chǎn)上大面積減產(chǎn)，推廣時間和面積會很快下降。2015年隆平206因高感銹病，2016年市場銷售量下降了30%～40%。

2? ? 黃淮海夏玉米品種

黃淮海夏播玉米掖單2號、掖單4號、煙單14、丹玉13從20世紀(jì)80年代推廣，在生產(chǎn)上應(yīng)用了十幾年。掖單2號在生產(chǎn)上推廣了20年，該品種夏播在4.50萬～5.25萬株/hm2密度下種植，早熟，灌漿快，廣適性強(qiáng)，穩(wěn)產(chǎn)性好，產(chǎn)量水平5 250～6 000 kg/hm2。自掖單2號以后的品種掖單9號、掖單11、掖單12、掖單13、掖單19，耐密性有所提高，但因感莖腐病、感銹病、喜肥水、灌漿慢等缺點在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用時間較短。農(nóng)大108在2000年以后在生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛，以適應(yīng)性廣泛、高抗倒、抗病、中大穗、晚熟而受歡迎;但因生育期偏晚、灌漿慢、脫水慢等缺點逐漸退出市場。1998—2003年以豫玉22為代表的稀植大穗型夏玉米，如屯玉1號、屯玉3號、東單60、臨奧1號在市場上占比較大，但2013年夏播高溫多雨，這些品種大部分絕收，瞬間從市場上消失，4.50萬株/hm2左右低密度大穗型品種成為黃淮海夏玉米育種史上一次切膚之痛，教訓(xùn)深刻。

先玉335玉米品種，在東北和華北春播玉米區(qū)是一個不可多得的優(yōu)秀品種，在黃河以北部分夏播區(qū)表現(xiàn)也尚可，但在黃淮中南部年度之間產(chǎn)量和適應(yīng)性變化較大，對高溫、雨澇相對敏感，產(chǎn)量水平不穩(wěn)，推廣面積有限。后繼的先玉045、先玉047、先玉048、先玉1148以及其他同類型改良品種，如金賽34、中科808、裕豐303、荃玉1233等綜合表現(xiàn)抗倒性、抗病性有所提高，但生育期偏晚、營養(yǎng)體枝葉繁茂、種植密度彈性小、果穗禿頂60%以上以及因禿頂造成玉米螟危害、金龜子危害、陰雨天穗粒腐仍是不可克服的缺點，相對于先玉335品種來講，改良效果不明顯。

農(nóng)華101在東北及東華北，其豐產(chǎn)性、耐密性較理想，與其相似的品種有良玉66、良玉88、良玉99、良玉108等，其共同特點是美雜選系組配黃改系，但其父本黃改系加進(jìn)旅大紅骨系丹598、丹340等旅系血緣。丹598等旅系血緣自交系在黃淮海環(huán)境下，對高溫極為敏感，大多數(shù)年份夏播雌雄敗育（33 ℃以上時）。農(nóng)華101花粉在夏播條件下基本上敗育，2013年高溫農(nóng)華101出現(xiàn)了大面積空稈，空稈率達(dá)80%以上。

3? ? 黃淮海夏玉米品種的育種路線

3.1? ? 育種目標(biāo)

基于對上述品種在黃淮海種植的綜合表現(xiàn)的探討以及對黃淮海夏播環(huán)境下玉米育種問題的反思和育種實踐，擬定如下育種目標(biāo)。

在鄭單958類型育種方面，基于其雙親鄭58與昌7-2的配組，解決了耐密和抗倒問題、耐高溫和耐陰雨寡照問題，高產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)，廣適;但主要缺陷是抗病性問題，如對青枯病中感，對銹病、彎孢菌、葉斑病中高感，相似品種全國有幾百個，但沒有一個品種綜合性狀超過鄭單958的，繼續(xù)跟風(fēng)式近緣改良育種沒有可行性。這種類型的品種表現(xiàn)較好的是隆平206，其在黃淮海2010—2015年面積逐年加大，年推廣面積近66.67萬hm2。該品種在5.25萬～5.70萬株/hm2密度下，果穗大、抗性好、苞葉嚴(yán)、抗高溫、耐雨澇和陰雨寡照，綜合適應(yīng)性、穩(wěn)產(chǎn)性都較好;主要缺點是密度在6萬株/hm2以上易根倒，2015年高感銹病、早衰減產(chǎn)。其父本為改良昌7-2、母本為L239，母本綜合抗倒性、豐產(chǎn)性、抗高溫、耐雨澇性都較好。

近幾年，新類型品種登海605、登海618、華皖267、漢單777、京農(nóng)科728等，其母本為國內(nèi)血緣Reid/599或改良黃改系，父本為美雜選，豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、耐密性、抗病抗倒性都有一定的潛力和發(fā)展前景，其主要缺點是在耐高溫及陰雨寡照、抗?jié)承?、抗青枯病方面略顯不足。上述品種基本定位為外雜選雜交國內(nèi)材料，即A×B路線。

黃淮海夏玉米品種要抗高溫，耐陰雨寡照，高抗倒伏，高抗青枯病，抗銹病，苞葉嚴(yán)實，種植密度彈性大（6.0萬～7.5萬株/hm2），高產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)，廣適性強(qiáng)，較對照鄭單958增產(chǎn)5%以上，親本產(chǎn)量高、易制種、成本低。

3.2? ? 育種路線

選擇國外種質(zhì)為A線，國內(nèi)種質(zhì)為B線，A×B線為黃淮海夏播基本育種路線。

3.2.1? ? A線。在黃淮海選擇外雜選，其血緣多來自國外LK、Reid系BSSS和NONBSSS，與國內(nèi)種質(zhì)遺傳距離較遠(yuǎn)，并且在黃淮海馴化選育多年，具有堅稈、耐密、少雄穗分枝、窄葉、葉距大、根系強(qiáng)、氣生根多、抗倒伏、耐高溫、莖稈韌性強(qiáng)、彈性大、軸色多紅軸、果穗較齒深、粒型多為馬齒型和半馬齒型等特點;其缺點是感銹病和彎孢菌葉斑病，抗青枯病能力不強(qiáng)。其改良重點、繼續(xù)導(dǎo)進(jìn)國外種質(zhì)，重點保持其高配合力、強(qiáng)根、堅稈、抗倒、葉距稀等優(yōu)勢，在密度9萬～12萬株/hm2下進(jìn)行選擇，加強(qiáng)對抗病性、耐高溫性及陰雨寡照和廣適性選擇;在粒型上保持馬齒形和半馬齒形，選擇深齒細(xì)軸苞葉嚴(yán)、苞葉薄、穗位低為外觀主要性狀目標(biāo)，把堅稈、強(qiáng)根作為主要測試目標(biāo)[3-4]。

3.2.2? ? B線。A線外雜選系與國內(nèi)78599血緣自交系有較高的配合力，與鄭58改良系L239等國內(nèi)Reid系（華皖267母本）有較好配合力，與78599/Reid改良系有較好的配合力（DH605母本），與改良黃改系有較好的配合力（京科728父本），但配P群晚熟、耐密性差;配改鄭58、L239等國內(nèi)Reid系耐密性好，但不耐陰雨寡照、抗病性差;配改良黃改系配合力高，耐密性、早熟性較好，但抗倒伏性差，抗病性較差。

B線1，選擇雜交種抗病、抗倒、耐密植，首先選擇改良78599/Reid路線，基于登海605♀（母本）表現(xiàn)較好，鄭58、L239表現(xiàn)較好，登海662♀矮稈大穗抗倒伏性好，組配為L239×登海605♀、L239×登海662♀、登海605♀×鄭58、登海605♀×DH662等。

B線2，在上述78599/Reid基礎(chǔ)上，再加入黃改系（SRP育種方法），可克服黃淮海三大類群材料之間的不足，發(fā)揮三大類群的長處，即耐密、抗病、抗倒、耐高溫、耐陰雨寡照、適應(yīng)性廣，組配出符合育種目標(biāo)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適性雜交種。揚(yáng)長避短，可組成三交、雙交或四交或復(fù)合雜交，不斷導(dǎo)入不同種質(zhì)，選擇早、中、晚各種類型，采用循環(huán)育種方式。應(yīng)用高、大、嚴(yán)選擇手段，選育出符合育種目標(biāo)的各種類型自交系。

3.2.3? ? 選系材料各世代選擇程序和標(biāo)準(zhǔn)。F1代保留1～2穗;F2代種植50～200株，種植密度10.5萬～12.0萬株/hm2，收獲30～50穗;F3代種植3 000～10 000株;F4代種植14 000～21 000株，在4代測穗行間配合力，選擇100～200穗;F5代逐漸收縮，選擇200～300穗行;至F6代基本穩(wěn)定選出3～5個姐妹系穗行。

從F2代始，選擇主要是外觀選擇。主要選擇性狀：抗病性，收獲前7 d左右無明顯大的病害;抗倒伏性，選擇穗位適中的穗行，以穗行整體抗倒伏性為主，主要考慮根部性狀;耐密植性，在高密度下無空稈或空稈少，雌雄協(xié)調(diào)。果穗主要要求苞葉薄、苞葉嚴(yán)、結(jié)實好、行直、軸細(xì)、粒深、籽粒均勻。

F4代配合力測定，主要測一般配合力，以耐密、抗倒、抗病、高產(chǎn)、苞葉嚴(yán)、軸細(xì)、出籽率高、成熟期適中等為考核標(biāo)準(zhǔn)。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 戴惠學(xué).對當(dāng)前甜玉米育種目標(biāo)及技術(shù)路線的思考[J].長江蔬菜，2010（20）：76-77.

[2] 張建萍，張永平，曹海偉，等.黃淮海夏玉米商業(yè)化育種淺析與初探[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（9）：151-153.

[3] 趙久然，孫世賢.對超級玉米育種目標(biāo)及技術(shù)路線的再思考[J].玉米科學(xué)，2007（1）：21-23.

[4] 張麗穎，劉志新，王金君，等.淺談高賴氨酸玉米育種技術(shù)路線與方法[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（1）：33.