國(guó)審玉米新品種京科688 選育與制種及生產(chǎn)技術(shù)

段民孝 趙久然 王元東 邢錦豐 陳傳永 宋 偉 張華生 吳珊珊 張雪原 張春原 楊海濤 毛振武 李瑞媛 黃華德

（北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究所/玉米DNA 指紋及分子育種北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097）

玉米是世界重要的農(nóng)作物，也是我國(guó)第一大作物，2022 年種植面積（4307 萬hm2）和總產(chǎn)量（2.7720 億t）分別占我國(guó)糧食播種總面積和總產(chǎn)量的36.40%和40.38%[1]，在我國(guó)糧食增產(chǎn)、保障國(guó)家糧食安全和滿足市場(chǎng)需求等方面發(fā)揮著重要作用[2]。我國(guó)玉米種植區(qū)域十分廣闊，分為多個(gè)生態(tài)類型，對(duì)玉米品種需求多元化。黃淮海夏玉米區(qū)玉米種植面積與總產(chǎn)量均占全國(guó)的1/3 左右，是我國(guó)主要玉米產(chǎn)區(qū)也是優(yōu)勢(shì)區(qū)域。該區(qū)域無霜期170～220d，降雨量豐富，雨熱同季，一年兩熟種植制度，玉米種植方式多種多樣。生產(chǎn)上常遭遇高溫干旱、強(qiáng)風(fēng)暴雨、陰雨寡照、澇害等自然災(zāi)害和小斑病、莖腐病、銹病、穗粒腐病等主要病害，對(duì)玉米生產(chǎn)十分不利，造成玉米減產(chǎn)甚至絕收，生產(chǎn)上迫切需要優(yōu)良品種來應(yīng)對(duì)這些不利因素。選用優(yōu)良品種對(duì)提高玉米單產(chǎn)的貢獻(xiàn)率接近50%[3]，優(yōu)異玉米種質(zhì)材料是選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的基礎(chǔ)。北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究所以外來新種質(zhì)X1132X 作為基礎(chǔ)材料，采用高密度、大群體、變換地、強(qiáng)脅迫、嚴(yán)選擇（簡(jiǎn)稱“高大嚴(yán)”）育種技術(shù)[4]，選育出京724、京MC01 等一批屬于X 群種質(zhì)的優(yōu)良自交系[5]，與自交系京92、京2416[6]等組配出京科968、京農(nóng)科728 等優(yōu)良品種，在生產(chǎn)上得到大面積推廣。為了將不同自交系所具有的優(yōu)良基因進(jìn)行聚合，以已有優(yōu)異種質(zhì)為基礎(chǔ)，采用玉米同群優(yōu)系聚合選系方法[7]，結(jié)合“高大嚴(yán)”選系技術(shù)與DH 育種技術(shù)選育新自交系，按照“X 群×黃改群”雜優(yōu)模式[8]進(jìn)行組配，選育出熟期適宜、抗倒伏、產(chǎn)量高、籽粒品質(zhì)好的玉米新品種京科688。通過參加玉米品種京科聯(lián)合體試驗(yàn)黃淮海夏玉米組，結(jié)果表明，該品種產(chǎn)量、品種、抗性等綜合表現(xiàn)優(yōu)良，適宜黃淮海夏玉米區(qū)種植，2022 年通過國(guó)家農(nóng)作物品種審定（審定編號(hào)：國(guó)審玉20220321），由河南省甘豫農(nóng)作物種植有限公司開發(fā)。

1 親本與雜交種選育過程

京科688 是以自交系京88 為母本、京D680 為父本雜交選育而成。

1.1 母本京88來源基礎(chǔ)材料為（京D9H×京4055）×京4055，其中京D9H 與京4055 都是以X1132X 為基礎(chǔ)材料選育而成的X 群種質(zhì)的自交系，京4055 已經(jīng)組配出MC4592 雜交種，自交系抗倒性稍弱。京D9H 抗倒性強(qiáng)，一般配合力高，也組配出優(yōu)良雜交種，但不耐鹽堿。為克服自交系的不足，將兩者的優(yōu)點(diǎn)聚合，2009 年5 月在北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心北京基地種植材料，組配京D9H×京4055，同年冬季在海南種植F1，用京4055 回交，2010年5 月在北京基地種植（京D9H× 京4055）×京4055，混合授粉獲得分離群體。2010 年12 月和2011 年5 月分別在海南和北京利用“高大嚴(yán)”（高密度：90000 株/hm2；大群體：3000 個(gè)基本株；強(qiáng)脅迫：早播種、深播、蟲害病害脅迫、貧瘠、干旱脅迫；嚴(yán)選擇：加大基本株的淘汰力度）育種技術(shù)進(jìn)行2代自交并鑒選出優(yōu)良單株果穗，2011 年冬季在海南利用DH 育種技術(shù)雜交誘導(dǎo)獲得單倍體，2012 年北京種植單倍體鑒定與加倍獲得純合自交系DH系，2012 年冬季海南擴(kuò)繁鑒定并進(jìn)行配合力測(cè)定，2013 年鑒選出該DH 系命名為京88。母本京88苗期芽鞘紫色，葉片綠色，株型緊湊，株高190cm，穗位高100cm，雄穗分枝數(shù)3～5 個(gè)，花絲淡紅色，花藥淡紫色。果穗筒形，穗軸紅色，穗行數(shù)16 行，穗長(zhǎng)17.7cm，穗粗4.5cm，籽粒黃色、硬粒型，千粒重290g。中抗小斑病、大斑病、南方銹病、彎孢葉斑病，抗倒性好。種子商品率高，適宜用作母本。

1.2 父本京D680來源基礎(chǔ)材料為京2416×C1120EH。京2416 是北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心選育的玉米自交系，屬黃改群，配合力高，已經(jīng)與京88 組配出京農(nóng)科828 等多個(gè)雜交種，并在生產(chǎn)中得以應(yīng)用。C1120EH 是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)陳紹江教授以京24 與昌7-2 為基礎(chǔ)材料，利用DH 育種技術(shù)選育的EH 系，也屬于黃改群，抗倒性強(qiáng)，果穗大，產(chǎn)量高，與X 系種質(zhì)的京B547、京DH3345 組配出NK815、MC4520 等優(yōu)良雜交種。為聚合兩者優(yōu)良基因，2012 年10 月在海南育種南繁基地種植材料，組配了京2416×C1120EH，2013 年5 月在北京種植F1，利用DH 育種技術(shù)取玉米單倍體誘導(dǎo)系花粉雜交誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體，10 月獲得單倍體種子。2013年11 月至2014 年3 月在海南育種基地內(nèi)將收獲的單倍體種子種植，選擇加倍植株自交獲得純合自交系DH 系，2014 年進(jìn)行擴(kuò)繁鑒定與篩選，命名為京D680。苗期芽鞘綠色，葉片綠色，株型緊湊，株高170cm，穗位高100cm，雄穗分枝數(shù)5～7 個(gè)，花藥淡紅色，花絲淡紅色。穗型錐筒形，穗長(zhǎng)15cm，穗粗4.8cm，穗行數(shù)16 行，穗軸紅色，千粒重320g，籽粒黃色、硬粒型。中抗大斑病、小斑病，抗倒性好。種子商品率高，適宜用作父本。

1.3 雜交種的選育過程京科688 是2017 年按照“X 群×黃改群”雜優(yōu)模式[8]，以京88 為母本、京D680 為父本組配的雜交種，經(jīng)2018 年、2019 年進(jìn)行多點(diǎn)試驗(yàn)鑒定，表現(xiàn)優(yōu)良。于2020-2021 年參加玉米品種京科聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)（黃淮海夏玉米組），2021 年參加生產(chǎn)試驗(yàn)。2020-2021 年由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部指定抗病鑒定單位（河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所）進(jìn)行人工接種抗病性鑒定，2021 年經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行籽粒品質(zhì)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)符合玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)，于2022 年通過國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)：國(guó)審玉20220321。

2 品種特征特性

2.1 生物學(xué)特性京科688 在黃淮海夏玉米區(qū)種植從出苗至成熟104d，比對(duì)照品種鄭單958 晚熟1d。幼苗葉鞘紫色，花絲紅色，花藥淺紫色，穎殼綠色。株型緊湊，株高284cm，穗位高108cm，成株葉片數(shù)19 片。果穗筒形，穗長(zhǎng)17.8cm，穗行數(shù)16～18行，穗軸紅色，籽粒黃色，百粒重33.4g。

2.2 品質(zhì)2021 年由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定，京科688 籽粒容重720g/L，粗淀粉含量75.18%，粗蛋白含量10.43%，粗脂肪含量3.63%，賴氨酸含量0.29%。

2.3 抗病性2020-2021 年參加試驗(yàn)期間，調(diào)查京科688 田間發(fā)病情況，并分別由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所對(duì)京科688 進(jìn)行人工接種抗病鑒定（表1）。2020-2021 年田間小斑病、彎孢菌葉斑病、莖腐病、穗腐病、瘤黑粉病、南方銹病均未達(dá)到高感。2021 年生產(chǎn)試驗(yàn)綜合田間抗病性，小斑病5級(jí)，彎孢菌葉斑病5 級(jí)，瘤黑粉病3 級(jí)，南方銹病7級(jí)，穗腐病1.5%，莖腐病發(fā)病率25.0%，均未達(dá)到高感。

表1 2020 年和2021 年京科688 接種抗病鑒定結(jié)果

2.4 DNA 指紋由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部指定玉米DNA 指紋檢測(cè)單位北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究所/玉米DNA 指紋及分子育種北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室參照NY/T 1432—2014《玉米品種鑒定技術(shù)規(guī)程SSR 標(biāo)記法》，構(gòu)建京科688 的40 個(gè)SSR 位點(diǎn)的指紋數(shù)據(jù)庫，具體結(jié)果見表2。

表2 京科688 的40 個(gè)SSR 位點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)指紋

3 產(chǎn)量表現(xiàn)

2018-2019 年安排20 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行鑒定，其中3 點(diǎn)減產(chǎn)，每hm2平均產(chǎn)量11331.45kg，比對(duì)照鄭單958 增產(chǎn)7.34%。2020 年參加玉米品種京科聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)（黃淮海夏玉米組，4500 株/667m2密度），每hm2平均產(chǎn)量10095.0kg，比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)7.2%，達(dá)極顯著水平，8 個(gè)品種中居第3 位，總43 個(gè)試點(diǎn)中有37 個(gè)試點(diǎn)增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)比例86.0%。平均倒伏率2.0%，平均倒折率0.6%，倒伏倒折率之和≥10% 點(diǎn)次率7.0%。2021 年續(xù)試，每hm2平均產(chǎn)量8565.0kg，比對(duì)照鄭單958 增產(chǎn)11.7%，達(dá)極顯著水平，14 個(gè)品種中居第3 位，總40 個(gè)試點(diǎn)中有37 個(gè)試點(diǎn)增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)比例92.5%。平均倒伏率1.2%，平均倒折率0.2%，倒伏倒折率之和≥10%點(diǎn)次率5.0%。2 年區(qū)域試驗(yàn)每hm2平均產(chǎn)量9330.0kg，比對(duì)照鄭單958 增產(chǎn)9.5%。2021 年生產(chǎn)試驗(yàn)每hm2平均產(chǎn)量8490.0kg，比臨近對(duì)照鄭單958 增產(chǎn)7.3%，總43 個(gè)試點(diǎn)中39 個(gè)試點(diǎn)增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)比例90.7%。平均倒伏率1.1%，平均倒折率0.2%，倒伏倒折率之和≥10%點(diǎn)次率4.7%。

4 雜交種子生產(chǎn)制種技術(shù)

4.1 選擇地塊與隔離京科688 制種區(qū)域應(yīng)選擇玉米生育期有效積溫在2800℃以上的地區(qū)，土壤類型為壤土或沙壤土，土壤肥力中上等，有灌溉條件，適宜制種。按照GB/T 17315—2011《玉米種子生產(chǎn)技術(shù)操作規(guī)程》，設(shè)置隔離，保證種子純度。

4.2 整地與施肥綜合考慮種植土壤肥力、使用肥料類型等因素，按照有機(jī)肥、磷肥、鉀肥、鋅肥作底肥一次深施、氮肥分期施用的原則。每hm2選用優(yōu)質(zhì)、腐熟的農(nóng)家肥30000kg 以上、磷酸二銨375kg、鉀肥15kg、鋅肥15kg，全部播前深翻底施。配合施用辛硫磷進(jìn)行土壤處理，預(yù)防地下病蟲害。

4.3 播期與密度在甘肅、新疆適宜于4 月上中旬播種，播種前種子包衣處理。父本分2 期播種，與母本同期播種1 期父本，母本出苗播種2 期父本。及時(shí)定苗，去除小弱苗，保留健壯苗。父母本總保苗密度11 萬株/hm2，父母本行比為7∶1，父本獨(dú)立成行。如果父本采取滿天星種植，保證母本密度。

4.4 去雜去雄隨時(shí)查看苗情，拔節(jié)后抽雄前根據(jù)父母本植株農(nóng)藝性狀特征，將不符合親本特征特性的雜株及時(shí)清除。及時(shí)觀察母本抽雄以及與父本散粉期相遇情況，該母本自交系植株較高，節(jié)間較長(zhǎng)，抽雄時(shí)帶2 片葉，可以降低株高，利于授粉。在3～5d 內(nèi)完成2 次去雄，抽出的雄穗應(yīng)帶出制種田外進(jìn)行深埋或其他處理。

4.5 收獲加工玉米成熟后收獲的果穗要及時(shí)進(jìn)行晾曬或烘干，待籽粒水分達(dá)到要求時(shí)進(jìn)行脫粒。脫粒時(shí)注意將機(jī)械清干凈，防止機(jī)械引起的種子混雜。按照國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工、包裝成品。

5 適宜種植區(qū)域與配套栽培技術(shù)

京科688 豐產(chǎn)性好，適應(yīng)性廣，穩(wěn)產(chǎn)性高，品質(zhì)優(yōu)良，適宜在黃淮海夏玉米區(qū)河南省、山東省、河北省保定市和滄州市南部及其以南地區(qū)、陜西省關(guān)中灌區(qū)、山西省運(yùn)城市和臨汾市、晉城市部分平川地區(qū)、江蘇和安徽兩省淮河以北地區(qū)、湖北省襄陽地區(qū)種植。生產(chǎn)上采取配套栽培措施，促使品種的潛力得到發(fā)揮，獲得高產(chǎn)。

5.1 播前整地黃淮海夏播玉米區(qū)前茬作物多數(shù)為小麥。小麥?zhǔn)斋@后進(jìn)行貼茬直播的地塊，需要將殘留在田間的小麥秸稈均勻分散，避免堆積。如果要進(jìn)行滅茬后再直播的地塊，耕地要耙耢整平，再進(jìn)行播種，以提高播種質(zhì)量。若土壤墑情差，要澆水造墑，保證種子發(fā)芽出苗。

5.2 適時(shí)播種，確保播種質(zhì)量黃淮海夏播玉米區(qū)適宜播期為6 月上中旬。使用包衣種子，播前進(jìn)行晾曬，可促進(jìn)萌發(fā)，促根壯苗，防治苗期地下害蟲。參照當(dāng)?shù)胤N植方式種植，播深3cm 左右，種植密度不超過6.75 萬株/hm2。保證播種質(zhì)量，達(dá)到苗齊、苗全、苗壯。

5.3 合理施肥結(jié)合土壤肥力、使用肥料類型、數(shù)量，按照施足底肥、穩(wěn)施拔節(jié)肥、猛攻穗肥、巧施粒肥的施肥基本原則科學(xué)合理平衡施肥。每hm2可施用腐熟農(nóng)家肥30000kg、氮磷鉀復(fù)合肥150kg，隨著耕地施入土壤作底肥；拔節(jié)期追施尿素600kg，可配合施用硫酸鉀600kg；小喇叭口期到大喇叭口期間結(jié)合澆水追施尿素75～120kg，促進(jìn)穗分化，養(yǎng)根保葉，增加粒重。

5.4 防治雜草播種后使用莠去津或乙草胺進(jìn)行土壤封閉處理防治雜草。如雜草封閉效果不理想，可在玉米3～5 葉期選用煙嘧磺隆、硝磺草酮、苯唑草酮等進(jìn)行噴施除草。

5.5 加強(qiáng)田間管理加強(qiáng)田間管理，保證玉米健壯發(fā)育。目前生產(chǎn)上普遍采用機(jī)械化播種，為了保證苗數(shù)，播種量較大，出苗后需根據(jù)苗情盡早定苗，達(dá)到適宜密度。肥水管理采取以促為主，拔節(jié)期、抽雄期、灌漿期等關(guān)鍵時(shí)期，結(jié)合天氣具體情況，遇到干旱及時(shí)進(jìn)行灌溉。提高病蟲害的監(jiān)測(cè)預(yù)警，及時(shí)采取針對(duì)措施進(jìn)行綜合防治。苗期防治飛虱、薊馬可噴施阿維菌素藥劑；在黏蟲卵孵化初期噴施蘇云金桿菌（Bt）制劑，用滅幼脲防治低齡幼蟲（3 齡前），蟲口密度二代達(dá)30 頭/百株和三代50 頭/百株以上時(shí)，用甲維鹽、氯蟲苯甲酰胺等飛防噴霧防治。大喇叭口期可以使用Bt 乳劑（200～300 倍液）或釋放赤眼蜂，防治玉米螟、棉鈴蟲。玉米生育后期關(guān)注銹病發(fā)生情況，及時(shí)采取措施進(jìn)行防治?？梢栽谛娜~末期（大喇叭口期）-抽雄期，采用綠色殺蟲劑+殺菌劑聯(lián)合使用的“一噴多效”技術(shù)，防治穗期病蟲害的同時(shí)，預(yù)防花粒期病蟲害。

5.6 適時(shí)收獲生產(chǎn)上常常將玉米苞葉發(fā)黃認(rèn)定為成熟，就開始收獲，實(shí)際上此時(shí)玉米籽粒乳線沒有消失，收獲的玉米籽粒顏色發(fā)白，嚴(yán)重影響品質(zhì)，粒重低，玉米減產(chǎn)較多。等籽粒乳線完全消失，出現(xiàn)黑粉層才算生理成熟。盡量晚收，可以增加籽粒產(chǎn)量，提高籽粒品質(zhì)。