玉米新品種鄖單22的選育及栽培制種技術(shù)研究

周 剛，陳光勇，崔 鵬，楊 虎，張世洪，唐余成，宋 偉，李 萌

（十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 十堰 442000）

玉米（Zea maysL.）是全世界也是中國(guó)種植范圍最廣、用途最多、總產(chǎn)量最高的作物。發(fā)展玉米生產(chǎn)對(duì)保障中國(guó)糧食安全、滿足市場(chǎng)需要有著至關(guān)重要的作用［1］。近年來(lái)湖北省江漢平原地區(qū)農(nóng)戶種植玉米的積極性高于水稻、棉花，大量水田改為旱地，玉米種植面積由原來(lái)的46.7萬(wàn)～53.3萬(wàn)hm2突破到66.7萬(wàn)～73.3萬(wàn)hm2，但是該省玉米供需矛盾仍然比較突出，目前全省玉米需求900萬(wàn)t左右，自產(chǎn)不足300萬(wàn)t，缺口約600萬(wàn)t［2］。

為了保障湖北省糧食安全，必須擴(kuò)大玉米產(chǎn)能，在耕地有限的情況下提高單位面積的產(chǎn)出。培育優(yōu)良的雜交玉米新品種，不斷進(jìn)行種業(yè)升級(jí)，研究高效栽培技術(shù)，是提高單位面積玉米產(chǎn)量的根本措施。在促進(jìn)玉米單產(chǎn)增長(zhǎng)的諸多因素中，遺傳改良的作用大約占35%～40%［3］。一般情況下，新品種對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率≥30%，居各種增產(chǎn)因素的首位［4］。湖北省丘陵平原地區(qū)是湖北省三大玉米種植區(qū)之一，該區(qū)域光、熱、水資源豐富，有利于玉米生長(zhǎng)，但同時(shí)生態(tài)氣候條件復(fù)雜，大風(fēng)、高溫等災(zāi)害性天氣時(shí)有發(fā)生，玉米銹病、莖腐病、病毒病也易高發(fā)。目前市場(chǎng)上玉米品種很多，但缺乏優(yōu)良品種。玉米新品種鄖單22于2020年通過(guò)湖北省品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)為鄂審玉20200009。該品種豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性好，產(chǎn)量較高，產(chǎn)量增益效益明顯。該品種經(jīng)過(guò)多年多點(diǎn)示范種植，在抗南方銹病等病蟲害方面優(yōu)勢(shì)明顯，抗倒伏、倒折能力強(qiáng)，能夠經(jīng)受住惡劣的氣候條件，適宜湖北省丘陵平原地區(qū)推廣種植。

1 選育過(guò)程

1.1 母本W(wǎng)D04的選育及特征

WD04系譜為（WD01×628411×WD01）?-2-2-1-1-3-1-3-2-1。2013年冬將自育系WD01和外引系628411雜交，2014年春用WD01回交，2014年冬開始進(jìn)行選擇自交，通過(guò)連續(xù)南繁北育穿梭式選育，多代自交育成。2019年將配合力高、農(nóng)藝性狀優(yōu)、果穗性狀優(yōu)的穩(wěn)定穗行B0038命名為WD04。

WD04株型半緊湊，生育期118 d左右；葉片綠色，有褪綠斑點(diǎn)，綠葉期長(zhǎng)，株高260 cm，穗位110 cm；葉寬約11 cm，植株葉20～21片，穗位以上葉片6～7片，雄穗分枝少，3～5個(gè)，主枝、側(cè)枝長(zhǎng)，穎殼綠色，花藥黃色；果穗錐型，子粒半硬粒型，黃粒，穗軸紅色，穗長(zhǎng)16.1 cm，穗粗4.3 cm，穗行14～16行，行粒數(shù)30粒。莖稈堅(jiān)韌，根系多，抗倒性好。

1.2 父本N75的選育及特征

N75系譜為N97922-1-1-1-1-1-1-1，源自美國(guó)雜交種N97922，含有一定比例熱帶種質(zhì)，從1997年開始進(jìn)行擇優(yōu)自交，通過(guò)連續(xù)南繁北育穿梭式選育，多代自交育成。株型半緊湊，生育期適中；葉片較寬，葉色淡綠，葉片綠葉期長(zhǎng)，株高220 cm，穗位110 cm；雄花分枝7～9個(gè)，主枝、側(cè)枝勻長(zhǎng)，雄花分枝多，花粉量大，花期長(zhǎng)，吐絲量大、集中，雌雄同步，雄花外穎殼紫色；果穗長(zhǎng)18.1 cm，穗行14～16行，每行粒數(shù)36粒，穗軸白色。

1.3 玉米新品種鄖單22的選育

圖1為鄖單22選育圖譜。2015年冬海南測(cè)配，2016年參加十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米新組合鑒定試驗(yàn)，2017年參加十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種比較試驗(yàn)，2018年參加湖北省春播丘陵平原組C組區(qū)試，2019年參加湖北省春播丘陵平原組B組區(qū)試，并同步開展生產(chǎn)試驗(yàn)。

圖1 鄖單22選育圖譜

2 品種特征特性

2.1 植物學(xué)性狀

經(jīng)2年湖北省丘陵平原區(qū)試鑒定，鄖單22春播生育期為110.7 d。株型半緊湊，株高300.1 cm，穗位高137.7 cm；莖稈挺立，“之”字形程度低；全株葉片數(shù)約20.7片，穗上葉約6.5片，穗上葉夾角小，穗位葉葉寬約12.1 cm；雄穗分枝數(shù)9.2個(gè)，最下分枝長(zhǎng)約45 cm，主雄穗分枝約29.5 cm，1級(jí)分枝長(zhǎng)約23.8 cm，雄穗分枝彎曲程度中等。果穗錐型，粒色黃，子粒半硬粒型，穗軸紅，穗柄長(zhǎng)度約11.2 cm，穗長(zhǎng)18.6 cm，穗粗4.9 cm，禿尖0.5 cm，每穗15.8行，行粒37.2粒，出子率87.2%，千粒重305.0 g。鄖單22不同年份、不同試驗(yàn)組的植物學(xué)性狀見表1。

表1 不同年份、不同試驗(yàn)組鄖單22的植物學(xué)性狀

2.2 品質(zhì)性狀

鄖單22品質(zhì)優(yōu)良，經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，容重732 g/L，粗蛋白質(zhì)（干基）7.00%，粗脂肪（干基）3.83%，粗淀粉（干基）71.64%，賴氨酸（干基）0.37%。

2.3 抗病性和抗倒性

玉米新品種鄖單22因含有熱帶血緣，莖稈堅(jiān)挺、氣生根發(fā)達(dá)，抗風(fēng)能力強(qiáng)，田間倒伏、倒折率低。不同年份、不同試驗(yàn)組鄖單22抗性表現(xiàn)見表2。經(jīng)2年湖北省丘陵平原區(qū)試鑒定，鄖單22的倒伏率為1.7%，大斑病3級(jí)，小斑病3級(jí)，銹病3級(jí)，灰斑病1級(jí)，穗腐病1級(jí)。

表2 不同年份、不同試驗(yàn)組鄖單22的抗性表現(xiàn)

3 產(chǎn)量表現(xiàn)

不同年份、不同試驗(yàn)組鄖單22產(chǎn)量表現(xiàn)見表3。2016年參加十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院新組合鑒定試驗(yàn)，鄖單22產(chǎn)量為11 829.00 kg/hm2，比對(duì)照宜單629增產(chǎn)7.80%。2017年參加十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院新品種比較試驗(yàn)，鄖單22產(chǎn)量為11 178.00 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)9.50%。2018年參加湖北省C組區(qū)試，鄖單22平均產(chǎn)量為9 262.20 kg/hm2，較對(duì)照增產(chǎn)4.96%，所有試驗(yàn)點(diǎn)均增產(chǎn)。2019年參加湖北省B組區(qū)試，鄖單22平均產(chǎn)量為10 079.25 kg/hm2，較對(duì)照增產(chǎn)4.06%，增產(chǎn)試驗(yàn)點(diǎn)占總參試點(diǎn)的78%。2019年在武漢、黃岡、襄陽(yáng)、宜昌、荊州、恩施、十堰等地開展生產(chǎn)試驗(yàn)，鄖單22平均產(chǎn)量為9 819.15 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)7.69%，10個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)全增產(chǎn)（表3）。

表3 不同年份、不同試驗(yàn)組鄖單22的產(chǎn)量表現(xiàn)

4 高產(chǎn)栽培技術(shù)

4.1 選地整地

選擇土壤肥沃、光照充足、排灌方便的地塊，是獲得高產(chǎn)的前提。冬季要充分利用雨雪天氣進(jìn)行深耕冬炕，減少越冬害蟲的蟲卵數(shù)量，耕作深度25～35 cm為宜。播種前精細(xì)整地，土壤墑情要適宜，土壤蓬松、無(wú)大土塊。

4.2 播前準(zhǔn)備

播前用種菌唑、苯酰胺、克百威有機(jī)磷等對(duì)鄖單22種子進(jìn)行包衣。種子表面的殺蟲、殺菌劑可以有效降低苗期病蟲的為害，提高出苗率。

播前進(jìn)行曬種，可以降低種子含水量，提高種子呼吸效率，提高種子發(fā)芽勢(shì)。一般選擇上午8：00—10：00，下午16：00—18：00，連續(xù)曬種2 d。

4.3 適時(shí)播種

鄖單22在湖北省丘陵平原地區(qū)適宜作為春播品種種植，適期播種。根據(jù)土壤的溫度和天氣預(yù)報(bào)確定播種時(shí)間，一般要求土壤5～10 cm地溫達(dá)10～12℃以上。江漢平原地區(qū)慎作夏玉米種植，播種期不得遲于6月1日。

4.4 合理群體結(jié)構(gòu)

勾玲等［5］研究表明，密度過(guò)低，產(chǎn)量達(dá)不到較高水平；密度過(guò)高，又增大倒伏率和空稈率。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)民根據(jù)各自種植習(xí)慣，不同品種均采取同一密度，容易造成良種不能良法，品種產(chǎn)量潛力發(fā)揮不出來(lái)。經(jīng)試驗(yàn)，鄖單22適宜的種植密度為60 000株/hm2［6］。

4.5 科學(xué)用肥

科學(xué)用肥是農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的重要因素。周靈芝［7］研究表明，肥料是玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的前提，合理的施肥條件可以促進(jìn)玉米產(chǎn)量的提高。玉米新品種鄖單22最佳施肥量為復(fù)合肥750 kg/hm2、尿素450 kg/hm2［6］。

施肥分底肥和追肥。底肥以硫酸鉀型復(fù)合肥為主，播種前或播種時(shí)施到地中，一般N、P、K高含量復(fù)合肥750 kg/hm2，含量低的可適當(dāng)多施。追肥以尿素為主，有1段追肥法和2段追肥法。1段追肥法是在大喇叭口期追施全部尿素，施后培土。2段追肥法分苗肥和穗肥，苗肥一般在定苗后追施，3～5葉時(shí)追施為宜，穗肥一般在喇叭口期追施。

4.6 規(guī)范播種、加強(qiáng)管理

露地直播一般采用寬窄行和等行種植模式。寬窄行種植技術(shù)：大行距以90～100 cm為宜，小行距以30 cm為宜，株距25～30 cm。等行種植技術(shù)：行距60～70 cm，株距20～25 cm。播種后及時(shí)蓋土，防止跑墑。如果土壤墑情不夠，及時(shí)灌溉。隨著人力成本的提升和勞動(dòng)力的短缺，農(nóng)業(yè)機(jī)械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路。吳承國(guó)等［8］研究表明，玉米機(jī)械化生產(chǎn)較傳統(tǒng)生產(chǎn)模式減少用工約60人·d/hm2，節(jié)支增收5 115元/hm2左右。

育苗移栽一般采取營(yíng)養(yǎng)盤育苗或營(yíng)養(yǎng)床育苗，基質(zhì)可以購(gòu)買成品也可以自配。自配時(shí)每公頃加硫酸鋅1.5 kg、磷肥150 kg，沒(méi)有包衣的種子地下害蟲較多地塊加7.5 kg/hm2的克百威。移栽時(shí)最好在“兩葉一心”時(shí)進(jìn)行帶土移栽，并澆足定根水。

地膜覆蓋播種時(shí)間可比露地玉米提早10～15 d，宜采用寬窄行規(guī)格種植，寬行90～100 cm，窄行30～40 cm。播種前要精細(xì)整地，地要平、土要細(xì)。播種時(shí)要施足底肥，底肥主要以硫酸鉀型復(fù)合肥為主。播后及時(shí)蓋土，噴藥防草，除草劑一般選擇阿特拉津、禾耐斯等。出苗后要及時(shí)破膜放苗，防止出苗后長(zhǎng)時(shí)間不破膜易導(dǎo)致高溫燙苗。

4.7 病蟲草害防治

傳統(tǒng)病蟲害防治以化學(xué)防治為主，藥效快，但易造成農(nóng)藥殘留，污染環(huán)境和影響玉米品質(zhì)。近年來(lái)，有關(guān)綠色防控研究越來(lái)越多。李曉娜［9］研究表明，通過(guò)合理種植、物理誘殺、生物防治等方法不僅能夠保證農(nóng)作物的質(zhì)量，還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境，達(dá)到保質(zhì)增收的效果。目前應(yīng)用較多的有黑光燈、性誘劑、粘蟲板等誘殺方式和赤眼蜂、白僵菌等生物防治方法。

化學(xué)防治主要是防治苗期的地老虎等地下害蟲，主要藥物有土蠶一只凈、地克虎-高效氯氟氰菊酯等。大喇叭口期的玉米螟，主要藥物有0.3%辛硫磷顆粒、90%晶體敵百蟲800～1 000倍等。近年來(lái)草地貪夜蛾危害蔓延迅速，在苗期和大喇叭口期都有發(fā)生，一旦發(fā)生必須及時(shí)采取藥物防治，用甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽噴霧防治效果良好。

為了防止玉米苗荒和雜草搶肥，應(yīng)及時(shí)除草。玉米苗3～5片葉時(shí)結(jié)合追苗肥鋤草1次，10～12片葉時(shí)結(jié)合追穗肥再次進(jìn)行中耕鋤草。為節(jié)約成本，普遍采用化學(xué)除草，玉米專用除草劑有禾耐斯、玉雙鏟、乙草胺、煙嘧磺隆等。

4.8 適時(shí)收獲

適時(shí)收獲，鄖單22子粒黑粉層出現(xiàn)時(shí)間為最佳收獲期。

5 高產(chǎn)制種技術(shù)

5.1 選擇基地

選擇北方地區(qū)優(yōu)良制種基地是鄖單22制種的關(guān)鍵，與當(dāng)?shù)氐膶I(yè)制種公司合作是鄖單22制種成功的保障。目前鄖單22在十堰地區(qū)沒(méi)有適宜的制種區(qū)，一是沒(méi)有集中連片、土壤肥沃、排灌方便、隔離安全的制種基地；二是沒(méi)有熟練掌握制種技術(shù)的農(nóng)民和專業(yè)制種技術(shù)人員，不能保證生產(chǎn)的種子質(zhì)量；三是當(dāng)?shù)刂品N產(chǎn)量低，農(nóng)資、人工成本高，從而導(dǎo)致制種成本高。北方地區(qū)專業(yè)制種公司擁有專業(yè)的技術(shù)人員，制種質(zhì)量有保障；擁有成熟的制種基地，基地排灌設(shè)施齊全、地力均勻、生產(chǎn)力水平高、隔離條件優(yōu)越，基地農(nóng)民科技意識(shí)強(qiáng)、制種、授粉經(jīng)驗(yàn)豐富，確保生產(chǎn)的種子產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、成本低。

5.2 安全隔離

安全隔離是雜交制種的基本要求。鄖單22大面積制種一般采取空間隔離，要求制種區(qū)300～400 m內(nèi)不得種植其他玉米，不得有插花田。小面積試制可采取高稈作物隔離，高稈作物有高粱、雄性不育玉米雜交種等。也可采取時(shí)間隔離，時(shí)間隔離受氣候影響較大，一般情況下春播玉米錯(cuò)期40 d以上，夏播玉米錯(cuò)期約30 d［10］。

5.3 適期播種

播種時(shí)氣溫要適宜。播種溫度過(guò)低，容易造成種子萌發(fā)困難，種子發(fā)芽率低、發(fā)芽勢(shì)弱，形成大小苗，嚴(yán)重的缺苗斷壟，不能保證一定的群體結(jié)構(gòu)，從而影響制種產(chǎn)量。播種不宜太遲，太遲前期易遇干熱風(fēng)、高溫等災(zāi)害氣候，導(dǎo)致受精不良、結(jié)實(shí)性差，后期遇低溫易導(dǎo)致種子不能正常成熟、脫水慢等，影響種子質(zhì)量和產(chǎn)量。

5.4 合理的群體結(jié)構(gòu)

合理的群體結(jié)構(gòu)是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。密度過(guò)小，不能發(fā)揮群體優(yōu)勢(shì)；密度過(guò)大，植株不能正常、充分生長(zhǎng)，導(dǎo)致制種產(chǎn)量低、質(zhì)量差。

2020年在十堰開展制種密度試驗(yàn)，分設(shè)（含父本）5個(gè)處理，分別為60 000、67 500、75 000、82 500、90 000株/hm2，父母本同期播種，父母本行比為1∶4。試驗(yàn)期間氣候正常，花期相遇良好，授粉結(jié)實(shí)正常，試驗(yàn)結(jié)果表明，鄖單22制種合理的種植密度為67 500～75 000株/hm2。

5.5 播差期

播差期是制種的關(guān)鍵技術(shù)，只有父、母本花期相遇，母本才能正常受精結(jié)實(shí)。2020年在十堰進(jìn)行了播差期試驗(yàn)，父本分3期播種，母本分1期。先播種1期父本，1期父本露土立即播種2期父本和母本，3期父本待2期父本出苗后再播種。試驗(yàn)結(jié)果表明，父母本同期播種，母本吐絲期和父本散粉期相遇良好。

5.6 嚴(yán)格去雄

母本W(wǎng)D04雖然雄穗分枝少，但是雄穗長(zhǎng)、花粉量大，要嚴(yán)格去雄。去雄要早，在母本雄花沒(méi)開始散粉前抽掉。去雄要凈，每天進(jìn)行1次，逐株逐行地檢查，不留1株，最好帶1片苞葉去雄。拔除的雄穗要安全處理，不能遺棄在制種田。

5.7 輔助授粉

鄖單22父本雄穗發(fā)達(dá)、花粉量大，如果花期相遇、父本花粉充足、天氣晴好的情況下可不用人工輔助授粉，自然授粉即可以滿足需求。如果花期相遇不太好、天氣高溫干旱或陰雨天多時(shí)，最好進(jìn)行2～3次人工輔助授粉［11］。盡量讓母本等父本，不讓父本等母本，根據(jù)父、母本葉齡差預(yù)測(cè)花期，及時(shí)采取相關(guān)技術(shù)措施。

5.8 去雜去劣

去雜去劣是制種的一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、關(guān)鍵性工作，可以有效提高種子純度，在苗期、喇叭口期、收獲脫粒時(shí)嚴(yán)格把關(guān)。苗期根據(jù)田間植株長(zhǎng)勢(shì)，割除掉雜株、優(yōu)勢(shì)株。喇叭口期根據(jù)WD04、N75的植株典型特征，割除掉生物混雜株、變異株。收獲和脫粒時(shí)，根據(jù)WD04果穗的典型特征，剔除偽、劣穗，去除有粒腐、穗腐的果穗，提高種子質(zhì)量。

5.9 加強(qiáng)田間管理

保障養(yǎng)分供給，施足底肥，每公頃施優(yōu)質(zhì)復(fù)合肥750 kg，及時(shí)、足量追肥，每公頃追施優(yōu)質(zhì)尿素450 kg。加強(qiáng)病蟲害防治，及時(shí)防治地老虎、玉米螟、草地貪夜娥等病蟲害，特別是在喇叭口期預(yù)防草地貪夜娥的為害。

加強(qiáng)花期水分管理，及時(shí)抗旱排澇。高艷［12］研究表明，在花期遇到高溫干旱時(shí)，最好及時(shí)灌溉，以增加田間相對(duì)濕度，提高花粉的生活力，延長(zhǎng)花絲的壽命，有利于提高受精結(jié)實(shí)率。

授粉結(jié)束后割除父本，增加田間通風(fēng)透光性能。馬建華［13］研究表明，割除父本，可充分利用邊行優(yōu)勢(shì)，增加種子千粒重和飽滿度，提高產(chǎn)量10%左右。

5.10 適時(shí)收獲

在WD04子粒乳線完全消失、黑粉層出現(xiàn)后及時(shí)收獲。

6 小結(jié)

選育優(yōu)良玉米品種是湖北省玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適是玉米育種者追尋的目標(biāo)。鄖單22兩年區(qū)試平均產(chǎn)量9 670.72 kg/hm2，比對(duì)照（宜單629）增產(chǎn)4.51%，抗逆、抗病性強(qiáng)，綜合農(nóng)藝性狀好，適宜湖北省丘陵平原地區(qū)作春玉米種植。推廣鄖單22，不僅可以提高湖北省玉米產(chǎn)量，而且可以減少農(nóng)藥化肥的使用量，減少農(nóng)業(yè)污染。

鄖單22的選育為玉米育種者提供了很好的啟示。一是堅(jiān)持循環(huán)育種策略。WD01是十堰市農(nóng)科院的核心骨干自交系，一配合力高，選后組配出鄖單19、鄖單20、鄖單21等品種，“628411”是湖北省山區(qū)對(duì)照品種華玉11的母本，通過(guò)2個(gè)自交系雜交、回交、自交等技術(shù)手段，選育出含有2個(gè)優(yōu)良自交系優(yōu)良基因的新自交系WD04。二是堅(jiān)持大群體育種策略，在低世代時(shí)放大群體規(guī)模，通過(guò)嚴(yán)酷的自然選擇，從眾多個(gè)體中選出優(yōu)良的單株。三是堅(jiān)持早代育種策略，在低世代時(shí)就開始配合力測(cè)定，可以提早預(yù)判自交系的好壞，增強(qiáng)目標(biāo)性，提高育種效率，縮短育種年限。