2011—2020年我國玉米育種創(chuàng)新成效分析

粟月萍 孟菲平 唐青青 徐燕 程偉東 韋昌聯(lián)

（1. 廣西壯族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)情報研究所 廣西南寧 530022；2. 廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院 廣西南寧 530003；3. 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所 廣西南寧 530007）

玉米是我國第一大糧食作物。根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》，2000—2020年，全國玉米播種面積平均為3 436.34萬hm2/a，總產(chǎn)量平均為19 405.34萬t/a，單位面積產(chǎn)量平均為5 540.55 kg/（hm2·a）。全國玉米平均播種面積占糧食平均播種面積的30.96%，玉米平均總產(chǎn)量占糧食平均總產(chǎn)量的34.43%，玉米平均單位面積產(chǎn)量占糧食平均單位面積產(chǎn)量的 109.65%，高于糧食平均單位面積產(chǎn)量。目前，遺傳改良是影響玉米單產(chǎn)增長的主要因素，經(jīng)過一代代科學(xué)工作者的共同努力，我國玉米育種事業(yè)也不斷有了新的突破創(chuàng)新。2022年4月10日，習(xí)近平總書記在三亞崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室考察時強(qiáng)調(diào)，只有用自己的手攥緊中國種子，才能端穩(wěn)中國飯碗[1]。文章從品種審定、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、種業(yè)獲獎、品種推廣應(yīng)用等方面，對2011—2020年我國玉米種業(yè)創(chuàng)新成效及存在問題進(jìn)行總結(jié)分析，并提出解決的對策建議，為種業(yè)創(chuàng)新主體提供參考，有利于推動玉米種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，對“打好種業(yè)翻身仗”，攻克種源“卡脖子”困境意義重大。

1 方法

一是通過實(shí)地調(diào)研獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。二是利用中國種業(yè)大數(shù)據(jù)平臺、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部網(wǎng)站，對玉米品種審定、品種權(quán)、科技獎勵等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，數(shù)據(jù)經(jīng)清洗與整理后，采用 Excel等軟件進(jìn)行統(tǒng)計與分析。

2 品種審定成效

2.1 地方審定成效

在中國種業(yè)大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行檢索，審定單位限定為各?。▍^(qū)），作物選擇“玉米”，得出各個?。▍^(qū)）/直轄市通過本地區(qū)審定的品種數(shù)量（表1）。數(shù)據(jù)顯示，2011—2020年全國通過地方審定的玉米品種共計9 037個，其中遼寧、云南、河北、黑龍江、內(nèi)蒙古5個地區(qū)玉米品種審定數(shù)量最多，品種審定通過數(shù)量分別高達(dá)1 062、800、690、663及658個。此外，玉米品種審定數(shù)量較少的位于亞熱帶地區(qū)和高原地區(qū)（海南、西藏、青海），這些地區(qū)都屬于地理特征明顯地帶，受濕度、日照、區(qū)位等因素影響，不利于玉米生長。

表1 2011—2020年各省玉米地方審定品種數(shù)量

2.2 國審成效

國審品種就是通過國家審定，具有適應(yīng)性廣等優(yōu)勢，可以大面積在全國推廣種植的品種。在中國種業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，審定單位選擇“國家”，作物選擇“玉米”，檢索時間設(shè)定為2011—2020年，檢索統(tǒng)計到我國通過國審的玉米品種有2 377個，占目前我國國審玉米總數(shù)的 63.52%（2 377/3 742）。由于2016年新修訂頒布施行《中華人民共和國種子法》和《主要農(nóng)作物品種審定辦法》，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一試驗(yàn)、聯(lián)合體試驗(yàn)、綠色通道、自主試驗(yàn)等多種試驗(yàn)渠道并存，品種試驗(yàn)渠道拓寬[2]，因此，2017年開始，通過國審的玉米品種數(shù)量大幅增加。圖1顯示，自2017年起，國審玉米品種整體數(shù)量呈爆發(fā)式增長趨勢，短短4年，通過國家審定的玉米品種總數(shù)高達(dá)2 196個，占10年間審定總數(shù)的 92.4%，表明近年來我國玉米育種研究水平不斷提高，研究成果顯著并通過國家審定，為各地品種“走出去”奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。

圖1 國審玉米品種年份趨勢分析

3 玉米植物新品種權(quán)情況

玉米植物新品種權(quán)的申請量可以反映我國科技創(chuàng)新水平、研發(fā)能力以及對玉米植物新品種權(quán)的重視程度；玉米植物新品種權(quán)的授權(quán)量可以反映科技創(chuàng)新的轉(zhuǎn)化成果以及研發(fā)質(zhì)量[3]。分析我國玉米植物新品種權(quán)情況，可以從知識產(chǎn)權(quán)角度進(jìn)一步深入了解我國玉米種業(yè)現(xiàn)狀。在中國種業(yè)大數(shù)據(jù)平臺檢索到 2011—2020年我國玉米植物新品種權(quán)申請量為10 549件，授權(quán)量為3 888件，授權(quán)率為 36.86%。圖 2數(shù)據(jù)顯示，2011—2020年我國玉米植物新品種權(quán)申請量及授權(quán)量呈現(xiàn)上升趨勢，申請量在 2017年增長較為明顯，2020年申請量達(dá)到2 538件，為2011年申請量的7倍多。授權(quán)量也隨申請量的增加而增加，2019年授權(quán)量最大，為814件。從玉米植物新品種權(quán)申請量及授權(quán)量增長趨勢看，我國對玉米品種保護(hù)意識不斷增強(qiáng)。

圖2 2011—2020年我國玉米植物新品種權(quán)申請量及授權(quán)量年份趨勢分析

4 玉米品種推廣成效

2016—2020年全國推廣面積前 10大玉米品種的基本情況如下：在2016—2020年間，連續(xù)5年穩(wěn)居全國推廣面積前 10玉米品種分別為鄭單958、先玉335、京科968、登海 605、浚單20、隆平206、偉科702；聯(lián)創(chuàng)808、裕豐303、中科玉505分別在2018年及2019年躋身前10，取代德美亞1號、中單909以及鑫玉16。從表2可以看出，排名穩(wěn)定的品種也是推廣最為顯著的品種，有鄭單958、京科968、登海605、先玉335等品種，這些品種推廣面積都是超千萬畝，為有些同樣排名前10品種的2～10倍，這表明這些玉米品種豐產(chǎn)性好，且適用的種植范圍廣。

表2 2016—2020全國推廣面積前10玉米品種 單位：萬畝

從年度推廣面積趨勢看，主要推廣品種可分4個類型：第一，推廣面積下降趨勢明顯，該代表性玉米品種為鄭單958、先玉335、京科968、浚單20；其中，鄭單 958雖然在 2016—2020年間連續(xù)五年為全國推廣面積最大的玉米品種，但是推廣面積從2016年的3 944萬畝逐年下降到2020年的2 798萬畝，推廣面積減少1 146萬畝；先玉335從2016年3 263萬畝，下降到2020年1 132萬畝，推廣面積減少2 131萬畝；京科968雖然前三年推廣面積較為穩(wěn)定，后兩年也下降幾百萬畝。第二，推廣面積輕度下降或逐年下降，該代表性玉米品種為登海 605，登海 605的推廣面積從2016年的1 439萬畝下降到2020年的1 272萬畝，推廣面積相差167萬畝。第三，推廣面積相對穩(wěn)定，該代表性玉米品種為聯(lián)創(chuàng)808。第四，推廣面積增加，該代表性玉米品種為裕豐 303、中科玉505，裕豐303從2018躋身前10名單后，推廣面積由653萬畝上升至2020年1 460萬畝；中科玉505從2019年躋身前10名單后，由776萬畝上升至1 168萬畝，說明這2個品種未來還有上升的空間。

從品種選育來源分析，一是國內(nèi)本土品種凸顯優(yōu)勢。從2016—2020年全國推廣面積前10玉米大品種榜單來看，絕大部分是國內(nèi)本土品種，鄭單958穩(wěn)居榜首，鄭單958玉米種是由河南省農(nóng)科院糧作所堵純信教授利用鄭 58/昌 7-2(選)雜交選育出的一代雜玉米品種，該玉米種子一經(jīng)培育成功，就在玉米種子市場引起了巨大反響，2001年，先后通過了山東、河南、河北三省和國家的審定，曾獲得國家科技進(jìn)步一等獎，暢銷20多年，被稱玉米“不老的神話”。2016年以后，以鄭單958和先玉 335作為種質(zhì)資源，陸續(xù)推出了一系列矮桿抗倒、抗病耐熱、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的玉米新品種，如京科968、浚單20、聯(lián)創(chuàng)808等一批優(yōu)秀品種，這些品種均在 2016—2020年躋身排名前 10，其中，京科968在2019年和2020年取代連續(xù)幾年穩(wěn)居第二的先玉335，從2016—2018排名第三躍進(jìn)第二。裕豐303分別在2015、2017、2020年通過國家審定，先后通過陜西省、湖北省、安徽省審定，2018年進(jìn)入前10排行榜，之后奮起直追，從2018年第7躍居2020年第3位，這也是受到市場肯定的最好證明。登海605是（超試6號）是山東登海種業(yè)股份有限公司來選育的玉米品種，由山東省推薦進(jìn)入國家區(qū)試，2009年進(jìn)入生產(chǎn)試驗(yàn)，2011年被國家品種審定委員會定名為登海605[4]。二是外來品種仍占據(jù)一定的國內(nèi)市場。先玉335是美國杜邦先鋒種業(yè)培育的玉米種子，自2004年起，該公司推出該品種后，先玉335以耐密，耐旱，適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高，秋后脫水快等優(yōu)點(diǎn)，一直占據(jù)了國內(nèi)東北市場[5]，近五年還是穩(wěn)居推廣前十名單，占據(jù)每年千萬畝以上市場。黑龍江農(nóng)墾墾豐種業(yè)有限公司在 2014年引進(jìn)了德國KWS公司德美亞1號，先后通過黑龍江省、吉林省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、河北省等地區(qū)審定，其市場得到不斷的擴(kuò)展，曾成為黑龍江省主要推廣品種，同時改變育種人的育種方向。德美亞1號最大的優(yōu)勢就是耐密，密度達(dá)到10萬株/hm2，相當(dāng)于國內(nèi)傳統(tǒng)品種密度的2倍；其次，該品種還因聚集了成熟期脫水快、稈強(qiáng)不倒伏、不堆稈、穗柄長、非常適合機(jī)械化收割等優(yōu)點(diǎn)[6]，成功占領(lǐng)國內(nèi)市場，由于國內(nèi)自主選育品種競爭等原因，其推廣面積開始下降，2019年被擠出前10名單。

5 玉米獲獎情況分析

5.1 國家科學(xué)技術(shù)獎

從科技部網(wǎng)站搜索到 2011—2020年國家科學(xué)技術(shù)獎名單，其中玉米育種領(lǐng)域獲獎7項（表3）。從獲獎項目的獲獎時間分布來看，一等獎的獲獎時間為 2011年，二等獎的獲獎時間分別為2012、2013、2016、2019、2020年。除 2014、2015、2017、2018年之外，其余年份均有獲獎項目，分別為2011、2012、2013、2016、2019年各1項，2020年共2項。分析如下：在2011—2020年，國家科技進(jìn)步獎除2020年獎項為2項，其他每年的獎項僅為1項，多為二等獎，有4年獎項空缺；唯一的一等獎是 2011年，由?？h農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京市農(nóng)林科學(xué)院以及河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院共同完成的“玉米單交種浚單20選育及配套技術(shù)研究與應(yīng)用”項目，表明我國在玉米育種領(lǐng)域的科技創(chuàng)新能力仍有提高空間。從完成單位看，2020年的“高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、多抗廣適玉米品種京科968的培育與應(yīng)用”僅由北京市農(nóng)林科學(xué)院完成，除此之外，多為聯(lián)合單位共同完成，例如高校+研究院所，研究院所+企業(yè)，研究院所+高校等模式，表明不同所屬性質(zhì)的單位采取跨地域強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合進(jìn)行重大創(chuàng)新，成為獲得玉米育種領(lǐng)域國家科技進(jìn)步獎的主導(dǎo)模式[7]。

表3 2011—2020年玉米育種領(lǐng)域獲國家科技進(jìn)步獎項目

5.2 神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎

從農(nóng)業(yè)農(nóng)村部網(wǎng)站檢索到 2012—2021年，五屆“神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎”表彰的農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步及創(chuàng)新項目共計703項（其中，玉米領(lǐng)域獲獎項目33項，玉米育種領(lǐng)域獲獎17項）（表4）。2012—2021年獲“神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎”優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊3個，分別為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的玉米遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的玉米遺傳育種和栽培生理研究團(tuán)隊、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧合作物研究所的熱帶亞熱帶玉米遺傳自種創(chuàng)新團(tuán)隊。

表4 2012—2021年五屆“神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎”玉米領(lǐng)域獲獎項目

對玉米育種領(lǐng)域2011—2021年獲得“神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎”的獲獎項目數(shù)據(jù)進(jìn)行了梳理、統(tǒng)計以及分析。從獲獎數(shù)量（表4）看，2011—2021年獲“神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎”玉米育種領(lǐng)域項目共計17個項目，其中一等獎有6個項目，二等獎有6個項目，三等獎有5個項目。從獲獎單位看（表5所示），參與的單位有科研院所、企業(yè)以及高等院校；其中，科研機(jī)構(gòu)有32家，企業(yè)以及其他單位有29家，高等院校有8家；有些院所獲得多項獎勵，比如北京市農(nóng)林科學(xué)院和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所均獲獎5項，北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心獲獎 3項（兩項為第一完成人），上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作為第一完成人獲獎2項等，說明這些單位科研實(shí)力較強(qiáng)。2011—2021年獲“神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎”玉米育種領(lǐng)域項目的單位多為聯(lián)合單位，這不僅表明跨界聯(lián)合單位占極大的優(yōu)勢，還說明我國玉米育種工作的推進(jìn)和創(chuàng)新離不開各個單位的合作。單位聯(lián)合創(chuàng)新成為獲“神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎”玉米育種領(lǐng)域項目的主導(dǎo)模式。在玉米育種技術(shù)創(chuàng)新過程中，不同機(jī)構(gòu)、單位間的廣泛聯(lián)合與合作，反映了我國的國家創(chuàng)新體系中，人才、技術(shù)、資金、信息和服務(wù)等創(chuàng)新資源的流動[7-8]。

表5 2011—2021年獲“神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎”玉米育種領(lǐng)域項目

6 結(jié)語

我國 2011—2020年在玉米育種創(chuàng)新及品種推廣方面取得了豐碩的成果和顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。主要成果有如下方面：（1）品種審定數(shù)量上新高，2011—2020年我國各地方累計審定玉米品種9 037個，國審品種突破2 377個，而且2017—2020年成效更為顯著。（2）知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識顯著增強(qiáng)，2011—2020年我國玉米植物新品種權(quán)申請量和授權(quán)量總量增加至10 549和3 888件。（3）自主品種推廣及應(yīng)用成效顯著，2016—2020年除了先玉 335、德美亞 1號等個別品種為外來品種外，大部分為我國自主選育品種，說明我國自主品種突顯優(yōu)勢，外來品種沖擊逐漸減弱。（4）2011—2020年國家科學(xué)技術(shù)獎名單中，玉米育種領(lǐng)域獲獎7項；“神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎”玉米育種領(lǐng)域獲獎 17項；獲獎自主選育品種有浚單 20、單808、中單909、遼單系列品種和京科968等。

雖然近年來我國玉米種業(yè)領(lǐng)域通過科技創(chuàng)新取得上述可喜成效，但仍存在以下問題：（1）我國玉米原創(chuàng)性技術(shù)仍然較少，目前，我國自有自主知識產(chǎn)權(quán)和重大應(yīng)用價值的關(guān)鍵基因缺乏，導(dǎo)致玉米育種理論和方法創(chuàng)新滯后，尚未形成有重要指導(dǎo)意義的理論技術(shù)體系。（2）我國自主選育品種的數(shù)量雖多，但同質(zhì)化現(xiàn)象仍然突出，玉米種子選育的品種數(shù)量呈“井噴式”上升，但大部分仍未跳出先玉335或鄭單958的框架，短時期內(nèi)品種同質(zhì)化問題很難從根本上得到解決[9]。（3）外來品種還占據(jù)一定的市場，先玉335等一些外來品種市場占有率仍然超過千萬畝。（4）從玉米種業(yè)獲獎情況看，國內(nèi)大部分創(chuàng)新能力集中在科研院所和高校，具備種業(yè)科技創(chuàng)新能力的玉米企業(yè)數(shù)量較少，企業(yè)創(chuàng)新能力方面與國際先進(jìn)水平還有較大差距。（4）種子資源和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度還不強(qiáng)，玉米植物新品種權(quán)授權(quán)率只有36.86%，現(xiàn)行的植物新品種保護(hù)政策尚不能很好地發(fā)揮鼓勵原創(chuàng)的作用。

針對我國玉米種業(yè)創(chuàng)新存在的問題，提出以下幾點(diǎn)建議：（1）加強(qiáng)育種技術(shù)創(chuàng)新：現(xiàn)代種業(yè)已進(jìn)入“常規(guī)育種+現(xiàn)代生物技術(shù)育種+信息化育種”4.0時代[10]，新型基因利用和基因編輯逐漸成為研發(fā)趨勢。應(yīng)當(dāng)突破關(guān)鍵核心技術(shù)，重視轉(zhuǎn)基因、基因編輯等技術(shù)在玉米育種領(lǐng)域的深入研究，以十年磨一劍、久久為功的精神，選育突破性的品種，以應(yīng)對國外品種的沖擊及品種更新?lián)Q代快的問題。（2）加強(qiáng)品種及育種技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)：世界各國和跨國公司加大力度發(fā)展新型生物育種技術(shù)，爭奪知識產(chǎn)權(quán)，我國應(yīng)該借鑒國外經(jīng)驗(yàn)培育優(yōu)良玉米品種，及時將技術(shù)創(chuàng)新成果進(jìn)行專利及品種權(quán)保護(hù)，獲得一批核心專利技術(shù)；其次，對國際種業(yè)巨頭的核心專利進(jìn)行跟蹤和預(yù)警，及時掌握國際研發(fā)動態(tài)，清晰自身研發(fā)思路。（3）加強(qiáng)創(chuàng)新主體的協(xié)同創(chuàng)新：從獲獎的機(jī)構(gòu)來看，我國重大創(chuàng)新主導(dǎo)模式為合作創(chuàng)新，取得相當(dāng)可喜成績；我國種業(yè)振興和翻身戰(zhàn)已打響，針對“十四五規(guī)劃”“種業(yè)振興”等任務(wù)部署，建議各地跨地區(qū)、跨部門、跨單位成立創(chuàng)新聯(lián)合體，推進(jìn)高校、科研院所、企業(yè)及其他科研機(jī)構(gòu)科技資源及配置共享，構(gòu)建以需求為導(dǎo)向、企業(yè)為主體及公益性科研院所、高校為支撐的創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈“雙鏈”融合的“產(chǎn)學(xué)研用”國家玉米育種創(chuàng)新體系，將基礎(chǔ)性研究與應(yīng)用型研究齊驅(qū)并進(jìn)，加快我國玉米育種的進(jìn)程，縮短與國際種業(yè)巨頭的差距。（4）培育世界一流種子企業(yè)：全球種業(yè)新一輪并購整合已經(jīng)完成，呈技術(shù)領(lǐng)先與市場壟斷相結(jié)合的特征，強(qiáng)者更強(qiáng)的態(tài)勢明顯；目前，德國拜耳、美國科迪華占全球種子市場份額的四成以上，反觀我國種企，數(shù)量多、規(guī)模小、競爭力不強(qiáng)。要縮短與國際種業(yè)巨頭的差距，降低外國種業(yè)對我國的沖擊，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮政策和市場等多方力量，打造一批具備繁育推一體化、科技創(chuàng)新能力強(qiáng)的現(xiàn)代化種子企業(yè)，加快打造國家種業(yè)航母。