甘肅河西地區(qū)玉米制種基地晚熟品種高活力種子生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究

安 貴 常紅飛 葉 石 韓青成 宋文亮

（1 甘肅省武威市涼州區(qū)種業(yè)中心，武威 733000；2 山西鑫農(nóng)奧利種業(yè)有限公司，長治 047600；3 合肥豐樂種業(yè)有限公司，長治 047600；4 張掖豐樂種業(yè)有限公司，張掖 734000）

近幾年，隨著西南熱帶血緣玉米晚熟品種種子生產(chǎn)基地由云南、四川等西南區(qū)域制種低產(chǎn)區(qū)逐步向西北的甘肅、新疆制種高產(chǎn)區(qū)基地轉(zhuǎn)移，西北區(qū)域的玉米制種基地布局逐步由早熟、中晚熟制種基地向早熟、中晚熟、晚熟3 類基地轉(zhuǎn)變，給西北生產(chǎn)基地的種子生產(chǎn)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)，這就要求代繁合作公司重新規(guī)劃基地布局，合理安排西南晚熟品種。但因近10 年來全球氣候異常變化徹底改變了西北地區(qū)尤其是河西地區(qū)規(guī)律性天氣過程，異常天氣情況造成自然災(zāi)害頻發(fā)，種子生產(chǎn)過程中不確定因素增多，生產(chǎn)中時常存在一些西南品種種子發(fā)芽勢弱、芽率偏低、活力不高，特別是晚熟品種的后期成熟和種子脫水防凍成為生產(chǎn)過程中的一對主要矛盾。如何保證種子質(zhì)量、提高種子芽率、生產(chǎn)滿足市場需求、符合質(zhì)量要求的種子，時刻考驗著代繁公司的生產(chǎn)技術(shù)與管理水平。經(jīng)過在西北區(qū)域生產(chǎn)基地與代繁公司多年的實踐探索，總結(jié)了一些教訓(xùn)和值得交流的經(jīng)驗做法，現(xiàn)與大家共同商榷。

1 基地轉(zhuǎn)移背景

1.1 政策導(dǎo)向隨著“十四五”規(guī)劃的全面實施和國家《種業(yè)振興行動方案》的出臺，甘肅省人民政府辦公廳印發(fā)了《振興河西國家玉米繁育制種基地實施方案》的通知[1]，之后河西三地的張掖、武威、酒泉相繼印發(fā)了《振興河西國家玉米繁育制種基地實施方案》，為振興河西玉米制種基地提供了強有力的政策保障，為夯實中國種業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)、推進中國種業(yè)高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造了有力條件。西北地區(qū)的甘肅、新疆緊緊抓住這一歷史機遇，以振興中國民族種業(yè)為己任，把玉米制種基地建設(shè)作為當前和今后振興民族種業(yè)的重點工作全面部署和規(guī)劃。特別是甘肅省河西地區(qū)的張掖、武威、酒泉于2015 年經(jīng)農(nóng)業(yè)部立項批復(fù)建設(shè)國家級玉米制種基地，有力改善了玉米制種基地基礎(chǔ)設(shè)施條件，為種業(yè)振興和高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。以張掖為主體，武威、酒泉為補充的玉米制種基地，成為全國重要的玉米種子生產(chǎn)基地，年生產(chǎn)玉米種子能力達6 億kg 以上。目前，在國家種業(yè)振興的大背景下，張掖、酒泉、武威以其優(yōu)越的自然條件、充足的光照、充沛的水源、晝夜溫差大、降雨量少、空氣濕度較低等獨特優(yōu)勢，成為我國重要的玉米制種優(yōu)勢區(qū)域，成為國內(nèi)50 強種業(yè)企業(yè)生產(chǎn)玉米雜交種子的首選基地，這些企業(yè)已在河西三地建立了大型的種子加工中心，并配套先進的種子加工設(shè)備，為河西地區(qū)做大做強玉米制種產(chǎn)業(yè)注入了新動能。張掖、武威、酒泉三市搶抓種業(yè)振興大好機遇，全面開展種質(zhì)資源保護利用、科技攻關(guān)、企業(yè)扶優(yōu)、基地建設(shè)、市場凈化種業(yè)振興五大行動，積極制定優(yōu)惠政策，通過資金支持、土地整合、基地建設(shè)等方面給予大力扶持，不斷優(yōu)化制種基地環(huán)境，長遠規(guī)劃基地布局，重點打造世界一流、國內(nèi)最大的玉米制種基地，現(xiàn)已成為全國重要的雜交玉米種子生產(chǎn)基地，常年制種面積在10 萬hm2左右，占據(jù)全國玉米制種的半壁江山。

1.2 自然條件優(yōu)勢20 世紀90 年代初期我國玉米雜交種的生產(chǎn)主要集中在東北和華北地區(qū)，這些區(qū)域因種子收獲后氣溫下降快、脫水慢，生產(chǎn)的種子商品性差。90 年代末我國玉米雜交種子生產(chǎn)基地逐步向甘肅、新疆等西北地區(qū)轉(zhuǎn)移，國內(nèi)具有相當實力的種子企業(yè)瞄準甘肅這片熱土，在張掖、武威、酒泉多渠道投資，建設(shè)種子加工中心、建立玉米制種基地，推動了全國玉米、瓜菜、花卉制種基地的大遷移，告別了東北、華北和西南制種基地產(chǎn)量低、種子質(zhì)量不穩(wěn)定、病蟲害嚴重等種子生產(chǎn)歷史。而甘肅因地勢平坦、氣候干燥、降雨量少、光照充足、晝夜溫差大、灌溉便利，是“天然的種子生產(chǎn)車間”和“天然的倉庫”，生產(chǎn)的種子色澤光亮、籽粒飽滿、發(fā)芽率高、商品性好，深受國內(nèi)外客商的青睞，以張掖、武威、酒泉為主的甘肅河西走廊玉米制種產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，甘肅以其獨特的自然資源稟賦成為西北地區(qū)最大的玉米制種基地[2]。甘肅緊緊抓住全國玉米種子生產(chǎn)基地向西部轉(zhuǎn)移的大好機遇，充分發(fā)揮效益比較優(yōu)勢，不斷強化政策引導(dǎo)，著力優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，生產(chǎn)的雜交玉米種子遍布全國玉米種子市場，倍受國內(nèi)外種子企業(yè)的關(guān)注，成為國內(nèi)外玉米種子企業(yè)競相投資的優(yōu)勢玉米制種基地。

近年來，甘肅充分發(fā)揮自然資源優(yōu)勢、區(qū)位優(yōu)勢和效益比較優(yōu)勢，不斷強化政策引導(dǎo)，著力優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，種子產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。2022 年全省雜交玉米種子生產(chǎn)面積10.13 萬hm2，占全國雜交玉米種子生產(chǎn)總量的50%以上。制種業(yè)已發(fā)展成為甘肅農(nóng)民增收、企業(yè)增效、農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。目前，甘肅省已建成了以河西走廊為主的雜交玉米種子生產(chǎn)基地和瓜菜花卉種子生產(chǎn)基地。甘肅河西走廊以其獨特的自然資源優(yōu)勢，吸引了國內(nèi)外大批種子企業(yè)在張掖、武威、酒泉建立種子生產(chǎn)基地和加工中心。世界排名前5 位的種子企業(yè)已落戶河西走廊，并與國內(nèi)大型種子企業(yè)在河西走廊合資建廠，全國種業(yè)50 強企業(yè)中有近40 家在河西走廊建立了種子生產(chǎn)基地和現(xiàn)代化種子加工中心，年制種面積約占全國的1/2，產(chǎn)種量6 億kg 左右，占全國雜交玉米種子用種量的一半以上。生產(chǎn)的種子銷往黃淮海和云、貴、川及東北部分地區(qū)。蔬菜、瓜類種子遠銷美國、法國、日本、荷蘭等10 多個國家和地區(qū)，年出口蔬菜種子100 萬kg 以上，深受客商的歡迎。特別是雜交玉米種子調(diào)出量連續(xù)創(chuàng)歷史新高，使甘肅省成為名副其實的玉米種子生產(chǎn)大省。

甘肅河西走廊獨特的地理位置孕育了優(yōu)厚的自然資源，氣候干旱、降水很少，但境內(nèi)有疏勒河、黑河、石羊河三大水系，便于灌溉，且水量較為穩(wěn)定，而且這里光照充足、晝夜溫差大，有利于農(nóng)作物的光合作用和干物質(zhì)積累。與其他地區(qū)相比，河西走廊則擁有非常明顯的光照優(yōu)勢，這里全年光照時間可達2550～3500h，不但光照時間長、強度大，有利于玉米生長，而且河西走廊晝夜溫差大，夜間溫度迅速降低，呼吸消耗減少，非常有利于有機物積累。更重要的是河西走廊雖屬干旱區(qū)，依托于祁連山的冰川，建成了發(fā)達的灌溉農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。特別是制種玉米需水盛期的7-9 月份，正是冰川融化最快、融水量最大的時期，可以充分滿足玉米的需水要求，使種子生產(chǎn)無旱澇之憂，成為全國最大的玉米制種優(yōu)勢區(qū)和重要的商品糧基地。河西走廊中部的張掖市，是我國最大的地（市）級玉米制種基地，常年玉米制種面積達6.7 萬hm2左右，其中的武威、金昌、張掖、酒泉等多個縣區(qū)被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部認定為國家級雜交玉米制種基地，并給于了基地建設(shè)項目支持，有效改善了制種基地基礎(chǔ)設(shè)施條件，提高了制種基地單產(chǎn)效益。目前，玉米制種已成為甘肅產(chǎn)業(yè)鏈最完整、利益聯(lián)結(jié)機制最緊密、農(nóng)民收入最穩(wěn)定、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)最活躍的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。

1.3 播種方式的變革從21 世紀初開始，嚴格來說是從美國先鋒公司在國內(nèi)推廣先玉335 時期開始，中國傳統(tǒng)的玉米播種方式一穴多粒逐漸被改變，精量播種的單粒點播技術(shù)代替了傳統(tǒng)的一穴多粒，用種量減少、畝保苗數(shù)不變、產(chǎn)量增加、生產(chǎn)成本降低，一舉多得。農(nóng)民最先嘗到甜頭，免去了田間間苗的勞碌，成為最大的受益者，也是近年來推廣單粒點播技術(shù)的示范者和推動者。單粒點播技術(shù)的推廣迫使種業(yè)界掀起一場播種技術(shù)革命，使玉米種子生產(chǎn)企業(yè)從種業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略高度和長遠角度重新認識以國頒標準為基礎(chǔ)的種子質(zhì)量，特別是種子芽率該如何與市場對接，如何才能滿足農(nóng)民的用種需求，成為農(nóng)業(yè)農(nóng)村主管部門、玉米種子企業(yè)新的命題。經(jīng)過多年的探索和經(jīng)驗總結(jié)，最終國家于2021 年在傳統(tǒng)大田用種的種子質(zhì)量基礎(chǔ)上制定了精量播種種子質(zhì)量標準，得到了行業(yè)的一致認可，西北區(qū)域玉米種子生產(chǎn)基地優(yōu)勢進一步凸顯。該區(qū)域后期干燥少雨，空氣濕度較低，保證了種子的高芽率，而除西北以外的其他基地，后期往往陰雨連綿，空氣濕度較高，收獲后的種子不能及時晾曬脫水，生產(chǎn)高質(zhì)量種子難度較大，尤其是精量播種的種子芽率很難達標，生產(chǎn)高質(zhì)量精品種子無從談起。因此，國內(nèi)不管大公司還是小公司紛紛在西北區(qū)域以甘肅河西走廊為主體、新疆為補充建立玉米種子生產(chǎn)基地。

2 晚熟品種制種特點

晚熟玉米品種大多集中在西南春播區(qū)，親本血緣多以含熱帶血緣為主，要求積溫高，生育期偏長，個別親本生育期長達180d。近年來，隨著市場對廣適、抗病、高產(chǎn)品種種子的需求，育種模式也逐漸轉(zhuǎn)向南方熱帶血緣抗病材料與北方高產(chǎn)材料廣泛組配，選育出了一批符合市場需求的新品種。但這些品種都存在制種難度大、種子活力不高的問題，主要表現(xiàn)在父、母本雙親錯期播種時間較長，多以先播父本、后播母本，父、母本錯期在30～35d，一般以父本含熱帶血緣、生育期長，母本大多不含或者少含熱帶血緣、生育期偏短。在生產(chǎn)過程中為了父、母本花期相遇良好，制種時往往先播父本、后播母本，造成母本最佳播期推遲，生育期延長。授粉結(jié)束后，母本生長后期進入8 月底至9 月份，河西地區(qū)氣溫迅速下降，有效積溫偏低，無法保證玉米種子正常灌漿所需溫度和時間，在西北區(qū)域進入收獲期時，西南晚熟品種灌漿期未結(jié)束，這時氣溫急劇下降，種子仍在灌漿后期未完全成熟，進入10 月份為防范晚熟品種后期霜凍，西北區(qū)域代繁公司被迫提前收獲，導(dǎo)致種子乳線未消失、種子飽滿度不夠，給種子質(zhì)量埋下隱患。

3 技術(shù)及管理應(yīng)對措施

3.1 適期早播在氣候許可的狀態(tài)下，氣溫回暖、土壤溫度回升，力爭在4 月10 日左右開始播種，最遲不超過4 月15 日。先播種生育期長的親本，為錯期播種的另一親本爭取時間早播，盡可能延長灌漿時間，能在正常氣候條件下完成種子灌漿，保證種子正常成熟，最大限度保證種子質(zhì)量。據(jù)近幾年在西北種子生產(chǎn)基地多年觀察記載，西南晚熟品種在西北區(qū)域春季適時早播1d，相當于為后期灌漿期延長2.0～2.5d，因此，要保證西南晚熟品種在西北區(qū)域的張掖、武威、酒泉能夠正常成熟，適期早播是唯一選項。

3.2 基礎(chǔ)設(shè)施配套完善

3.2.1 水源要充足選擇水利條件好，最好有滴灌條件的基地，隨時給水，保證出苗到成熟期間正常發(fā)育生長，一般沙壤土全生育期要保證8～10 次灌水。這幾年隨著已建成的國家級玉米制種基地和正在建設(shè)的高標準農(nóng)田，張掖、武威、酒泉大部分玉米制種基地配套了膜下滴灌設(shè)施，為安排西南晚熟品種生產(chǎn)基地創(chuàng)造了條件，為建立標準化玉米制種基地奠定了基礎(chǔ)[3]。

3.2.2 海拔要適宜西南品種進入西北區(qū)域，對制種基地的海拔要求較高，只有適宜的海拔才能保證種子的正常灌漿成熟。因此西南品種應(yīng)選擇海拔高度在1400～1500m 的生產(chǎn)基地，保證種子灌漿至成熟有足夠的積溫。尤其在張掖的民樂、武威的古浪及沿山冷涼區(qū)，因海拔1500m 以上的區(qū)域9 月底至10 月份有效積溫偏低，種子無法正常成熟且易遭受凍害。

3.2.3 地力條件好因西南品種植株生長比較旺盛，對土壤養(yǎng)分要求相對較高，安排西南品種的生產(chǎn)基地要求地力中上等肥力，保證植株生育期間不脫肥，做到澆1 次水，施1 次肥，促使植株生長發(fā)育加快，提早進入灌漿時期，延長灌漿時間，確保籽粒完全成熟、飽滿度好。

3.3 調(diào)整栽培模式多年來，基地農(nóng)戶傳統(tǒng)種植模式為一膜4 行（也有基地一膜2 行，膜寬70cm），膜寬140cm，父、母本行比1∶7，父本行習(xí)慣播在膜側(cè)。經(jīng)多年觀察對比，父本在膜中種植比膜側(cè)種植植株發(fā)育提前成熟7～10d，根據(jù)花期相遇良好指標，在適期早播的前提下如將生育期長的親本播在膜中間，晚種的親本可在原技術(shù)方案中提前播種5～7d，不但雙親花期相遇良好，而且有效灌漿期可延長7～10d，基本能夠滿足晚播親本對灌漿溫度和時間的要求。試驗對比表明，常規(guī)膜側(cè)栽培早播親本，致使晚播親本到9 月30 日收獲期時，籽粒灌漿乳線在1/3 左右；膜中栽培早播親本，晚播親本到9月30日收獲期時，籽粒灌漿乳線基本消失能夠完全成熟，不但保證了種子的飽滿度和商品性，還有效降低了后期霜凍的風(fēng)險。

3.4 提早收獲對于西南晚熟品種收獲時間要特別慎重，收獲前要對田間的果穗進行取樣觀察，當籽粒灌漿乳線達1/3 左右時即可收獲，一般時間在9 月25 日前后，力爭在9 月30 日前田間收獲結(jié)束[4]。據(jù)多年發(fā)芽試驗，籽粒灌漿乳線出現(xiàn)時便具有正常發(fā)芽能力，為有效防止西北區(qū)域進入10 月份低溫寒潮、霜凍、大風(fēng)降溫等多發(fā)頻發(fā)的異常天氣對種子芽率的影響，保證西南品種制種基地生產(chǎn)的種子有活力、芽率好，在正常年份9 月底必須田間收獲結(jié)束[5]。

3.5 盡早晾曬脫水根據(jù)西北玉米制種基地多年觀察，西北區(qū)域的氣候特點，每年在寒露節(jié)前后，即10 月6-9 日之間，制種基地常常經(jīng)歷強對流天氣過程，受到冷空氣的侵襲，降溫幅度較大，此時氣溫低于0℃以下，第1 次冷空氣過后，氣候又恢復(fù)正常。因此必須在冷空氣來臨前做到果穗含水量晾曬脫水至25%～27%，輔助做好果穗覆蓋防凍工作，可以有效保證種子不受凍害，芽率不降低。

4 種子含水量與芽率的相關(guān)性

西南品種在西北區(qū)域生產(chǎn)過程中，經(jīng)多次對不同種子含水量防凍發(fā)芽試驗，含水量高低是影響芽率的關(guān)鍵因素，當氣溫下降至-4～-5℃時，種子含水量的高低對芽率的影響極顯著[6]。

當種子果穗含水量在30%以上時，在沒有任何覆蓋物的情況下，芽率下降25%～30%。當種子果穗含水量在27%～29%，用塑料布加遮陽網(wǎng)雙層覆蓋時，芽率下降3%～5%。當種子果穗含水量在25%～27%時，用塑料布加遮陽網(wǎng)雙層覆蓋時，芽率不受影響。當種子果穗含水量在21%～25%時，只需遮陽網(wǎng)雙層覆蓋，芽率不受影響，即所謂的種子果穗臨界安全防凍水分。當種子果穗含水量在20%以下時，不需要覆蓋，芽率也不受影響，即所謂種子果穗相對安全水分。

5 早收與凍害的關(guān)聯(lián)性

晚熟品種灌漿（乳線1/3）未徹底完成而實施早收時，通常果穗含水量在36%～39%之間，收獲的果穗攤薄晾曬，在正常年份可使果穗含水量平均每天下降1.5～2.0 個百分點，如10 月1 日前收獲結(jié)束，在冷空氣來臨前有7～10d 的自然晾曬期，果穗含水量可快速下降至21%～25%，待冷空氣來臨時，即達到臨界安全防凍水分標準，略做防凍覆蓋措施即可保證芽率，可節(jié)省大量人力和物力。

6 盡量做到人工收獲

隨著人工成本的逐年上升，機械收獲逐漸受到農(nóng)戶的青睞，但對晚熟果穗含水量高的品種并不適宜機收。機收雖然收獲快、成本低，但破損落粒多，破損落粒占5%～6%，一般不能作種用，落粒造成的損失大于人工收獲的成本，還影響種子芽率，故晚熟品種建議人工收獲。

7 控制生產(chǎn)規(guī)模

由于晚熟品種晾曬防凍覆蓋工作量大、費工費時，需要投入大量的人力物力，降溫時常伴隨大風(fēng)，給覆蓋工作帶來很大的困難，如果天氣反復(fù)無常，為防種子受凍，隨著天氣變化時常存在蓋了揭、揭了又蓋如此反復(fù)揭取覆蓋物，在勞力緊張的農(nóng)忙季節(jié)，生產(chǎn)公司往往顧此失彼。建議每個生產(chǎn)單位晚熟品種控制在67～80hm2較為理想，選育單位可委托多家企業(yè)生產(chǎn)以降低凍害風(fēng)險，保障種子質(zhì)量。

8 優(yōu)先選擇代繁企業(yè)

西南晚熟品種由于后期灌漿達不到完熟，收獲時普遍存在種子含水量偏高的現(xiàn)象，遇到突然大幅降溫或極端天氣，種子芽率很難保證，即使采取防御措施，仍存在質(zhì)量安全隱患，對種子芽率是很大考驗。為了確保生產(chǎn)的種子質(zhì)量達標，利用果穗烘干設(shè)備脫水成為最有力的保障。根據(jù)多年西北區(qū)域基地生產(chǎn)經(jīng)驗，正常年份可以按照常規(guī)防凍措施收獲、晾曬、加工，但遇到氣候極端異常天氣年份，果穗烘干成為保證種子芽率最有效的措施，因此選擇具有果穗烘干設(shè)備的企業(yè)合作生產(chǎn)晚熟品種是保證種子質(zhì)量的關(guān)鍵。

我國農(nóng)業(yè)生態(tài)類型較多、氣候變化頻繁，晚熟品種作為特定種植區(qū)域的適宜類型，在西南區(qū)域今后相當長的時間內(nèi)市場前景看好。如何降低制種過程中的生產(chǎn)風(fēng)險、有效保證種子質(zhì)量、滿足市場用種需求是擺在品種選育者面前無法回避的問題。在晚熟品種育種材料選擇、組配測試過程中，根據(jù)育種目標和方向在充分考慮品種市場優(yōu)勢的同時，必須遴選雙親在制種過程中播種錯期間隔時間短、后期灌漿快、脫水快、單產(chǎn)高、可機收、質(zhì)量有保障的品種[7]，才能成為生產(chǎn)安全、市場暢銷的好品種，晚熟品種才能在西南區(qū)域發(fā)揮更好的增產(chǎn)增效作用。