湖北省丘陵平原春玉米育种历史、现状与对策

2018-01-17魏昌松许贵明雷松林田甫焕

中国种业 2018年7期

魏昌松许贵明董翠雷松林向竭王方田甫焕

（1湖北省宜昌市农业科学研究院，宜昌 443000；2湖北省枝江市职教中心，枝江 443200）

湖北中东部丘陵平原地区平均海拔400m以下，特别是江汉平原平均海拔仅30m左右。属北亚热带湿润性季风型大陆性气候，四季分明，地势低平，土地肥沃，雨量丰沛，雨热同季，有利于农作物生长，是湖北省乃至全国重要的粮食产区和农产品生产基地。

玉米现已成为湖北省继水稻、油菜之后的第三大农作物，并继续呈现快速增长的势头。据2017年《湖北省统计年鉴》，湖北省2016年玉米播种面积66.17 万 hm2，总产 296.76 万 t，单产 298.99kg/667m2。但全省年均消耗玉米600万t以上，年玉米缺口约300万t，需要从省外调运，才能保障市场供给[1]。近年来江汉平原和鄂北丘陵、岗地玉米发展很快，面积达到23.33多万hm2，约占全省玉米面积的1/3；该地区玉米生产条件优越，平均产量可以达到400kg/667m2以上，高于湖北省平均单产，与全国平均单产持平。随着种植结构调整，该地区将是湖北省玉米种植面积和规模潜力最大的产区，预计到2020年本区域玉米面积有望发展到33.33万hm2左右。因此，选育、推广适合该地区种植的玉米品种具有较大的意义。

1 历史与现状

1.1 初创阶段 20世纪60年代初从河南省引进新单1号等北方玉米单交种，开启了玉米生产历史。同时，湖北省相关科研院校也启动了适应本地区生态条件的玉米单交种选育工作，到70年代，湖北省农科院、华中农业大学、宜昌地区农科所相继成功选育出鄂单1号、华玉1号、宜单1号等玉米品种[2]，开创了湖北省丘陵平原玉米育种的先河。这个时期的玉米品种含有较多山区玉米血缘，或者也可以说是“高山玉米下山”，存在晚熟、不耐热等缺陷。因此，推广面积不大，且较分散，少集中连片种植。

1.2 发展阶段 20世纪80年代，华中农业大学丘陵平原玉米育种也取得了突破，选育出玉米品种华玉2号。该品种是湖北省真正意义上针对丘陵平原生态条件选育的第1个玉米单交种。相对以往推广的玉米品种，该品种增产效果显著，受到农民欢迎。1992年华中农业大学利用雄性不育技术改良华玉2号推出了华玉3号品种，这2个品种很快取代了过往推广的品种，成为生产上的优势品种[3-4]。该时期的特点是美国优良玉米自交系Mo17的引入和利用。

1.3 成熟阶段 20世纪90年代初，北方玉米品种正经历第4次品种更新换代，从北方引进的紧凑型玉米品种掖单4号、掖单13号，因其耐密、抗倒的特性，使得大面积连片种植、规模化生产的优势得以凸显。但是因为掖单系列的品质以及对纹枯病、穗腐病的抗性较差，不久就逐步退出了市场。同一时期，湖北省也选育出适宜丘陵平原种植的鄂玉7号、鄂玉11号等紧凑型品种[5]。该时期以掖478、自330血缘的自交系利用为特征。

1.4 突破阶段华玉4号是湖北省玉米育种的一个重大突破。其广泛的适应性，适合丘陵、平原、二高山地区种植，高产、优质使其深受农户和粮商的好评[6]。其后，华中农业大学玉米研究室对其母本HZ85进行进一步改良，推出4个不育类型的HZ85，进一步提高了华玉4号的产量[7]。宜昌市农科院选育的宜单629是继华玉4号之后的第2个突破性品种，其具有产量高、品质优的特点，特别是稳产性表现突出[8]。因此，宜单629自2008年通过审定后，连续9年被选作湖北省丘陵平原玉米区试对照品种，种植面积逐年扩大，推广10年而不衰。

2 存在的问题

2.1 育种目标不明确长期以来，湖北省丘陵、平原春玉米育种目标混乱，育成的品种丰富多样：生育期有长有短（105～118d），株高、穗位高有高有矮（230～330cm）、果穗有短粗型也有细长型。

2.2 种质基础薄弱湖北省丘陵、平原春玉米种质资源来源主要分为三大块：山区或地方种质驯化湖北省山区玉米种植面积大、历史悠久，长期以来积累了较丰富的种质资源，包括803份地方种质，以及大量引进的含热带血缘的种质资源。这些种质经过驯化或与温带材料杂交后衍生的材料，虽能在丘陵、平原种植，但仍然存在成熟晚、脱水慢等缺陷，此类型以HZ85为代表。北方种质南下自掖单4号起，北方种质资源，尤其是以掖478为代表的Reid黄马牙材料对湖北省丘陵、平原玉米育种影响非常大。近年来，随着郑单958和先玉335 2个超级品种的育成，对中国玉米育种产生极大的影响，各育种单位先后引进了2个品种的亲本，并对其进行改良。但北方种质存在耐热性和抗病性较差的缺陷。此类材料以掖478、郑58、丹340为代表。国外杂交种选系

湖北省各育种单位通过各种渠道引进了一批国外杂交种，各自开展自交选系工作；但因血缘混杂，从中选育出综合性状优良的自交系难度较大，N75是此类型中影响较大的自交系。

2.3 育种效率较低种质资源血缘混杂、杂种优势模式不明、育种策略混乱造成育种效率较低，年度增益不到2%。

2.4 投入少因高山玉米占据了湖北省玉米种植面积的一半左右，因此，各育种单位对高山玉米投入较多，对丘陵、平原玉米育种投入较少，人力、物力各方面都比较紧缺。

3 解决对策

3.1 明确育种目标湖北省丘陵、平原地区地势平坦，适合规模化、机械化生产，且有夏玉米实现全程机械化生产的先例。因此，今后的育种目标应该定为：高产、稳产、优质、耐密、抗逆性强、易机械化生产。具体指标可定为：单产＞650kg/667m2，适宜密度5000～5500株 /667m2，全生育期 100d左右，散粉 -吐丝间隔期＜3d，株高240cm左右，穗位高70cm左右，果穗14～16行，收获期直立株数百分比＞95%，收获期子粒含水量＜25%，抗青枯病、大斑病、小斑病等主流病害。

3.2 理清杂种优势模式根据以往的经验以及对育成品种的观察，适宜湖北丘陵、平原地区的杂种优势模式为：改良Reid×温带材料热导系。

3.3 加强种质创新力度湖北省丘陵、平原地区春玉米生长季前期多低温连阴雨天气、后期多高温高湿天气。因此，育成的品种要同时具有低温发芽率高、高温结实性好的特点。欧洲材料具有耐低温、早熟、脱水快的特性，可以用来改良Reid材料，改良其低温出苗及后期脱水能力；而热带材料对高温高湿环境有较好的适应性，可用来改良父本材料，提高其耐高温能力，Suwan种质是应用潜力较大的资源。需要注意的是外源种质血缘比例以6.25%～12.5%为宜，整合的方法有渐渗法（introgression）和掺合法（incorporation），具体育种方法可采用赵久然[9]提出的“高、大、严”育种法。

3.4 加强对与产量相关生理性状的重视D.N.Duvick[10]认为产量就是抗逆性，即育种要针对当地的生态条件制定相应的育种策略，要对当地主要流行的生物及非生物逆境有中等以上的抗性。具体到湖北省丘陵、平原地区春玉米育种，要加强对耐密性，抗倒性，抗高温，抗纹枯病、大斑病、小斑病、青枯病的重视；选择过程中，要注意选择根系发达，茎秆坚硬，开花早、吐丝-散粉间隔期短，抗纹枯病、大斑病、小斑病、青枯病的材料[11]。另外，还需要重视与稳产性有关的性状，比如：有限结实性（即俗话说的结实满尖）、子粒较宽、厚度适中、子粒较长。