關于玉米緊湊型育種存在的問題及解決途徑研究

摘要：本文首先簡要回顧了緊湊型玉米的育種歷史，接下來提出了存在的問題并介紹了解決問題的途徑。

關鍵詞：緊湊型 玉米育種 問題 解決途徑

緊湊型玉米育種是我國玉米育種發展史上的—個重要階段，經過廣大育種工作者的多年努力，從理論到實踐都獲得了巨大的成功。

我國緊湊型玉米育種始于20世紀60年代，它的興起是受國際高光效育種和理想型育種的影響。高光效育種的出發點是提高作物光合效率，降低能耗，以此來達到增產的目的；理想型育種則是從提高光能利用率入手，希望通過株型理想化來提高光能利用率以達到增產的目的。高光效育種單純從提高光合效率入手，采取過各種手段，但經過多年努力卻收獲甚微。而作為理想株型只是一個籠統的概念，育種者對于什么樣的株型才是理想型并無統一的看法，因而育種者也各為自己所理解的理想型而奮斗，但由于理想型育種和產量育種脫節，雖經多年努力結果也不理想。20世紀70年代初，煙臺市農科所利用在525自交系大詔中發現的無葉舌植株進行育種時，從無葉舌植株葉片上沖直立受到啟發，從而提出了玉米理想型育種的問題，進而正名為緊湊型育種，主張株型育種和產量育種—定要結合，同時對緊湊株型的標準進行了研究和探討。株型育種和產量育種的結合，實際上就是高光效育種和理想型育種的結合。緊湊型概念的提出對我國玉米育種產生了巨大的推動作用。

1974年北京市農林科學院利用塘四平頭中的雜株選育出了優良自交系黃早四。黃早四的選育成功，真正開創了我國緊湊型玉米育種的先河。1976年煙臺市農科所引進黃早四后，與早在1973年就被引入我國的優良自交系M017組配，于1978年組配出了緊湊型優良雜交種煙單14，1981年煙單14在龍口市下丁家創下了夏玉米畝產9433.7kg的高產紀錄。煙單14的育成使我國玉米最高畝產首次突破500kg大關，同時也標志我國玉米育種邁上了—個新臺階。緊接著掖107、8112、478、H21等高配合力優良自交系分別在20世紀70年代末至80年代中期相繼問世，組配出了在全國有相當影響的緊湊型雜交種如掖單2號、掖單4號、掖單12、掖單13和魯玉10號等。同時，緊湊型雜交種的示范推廣也迅速發展，1986—1989年，李登海連續幾年創畝產900—1000kg的高產紀錄，充分展示了緊湊型品種的生產潛力。我國玉米界也逐漸認識到緊湊型品種對增產的作用，紛紛轉向緊湊型玉米研究，形成一股潮流，從而使緊湊型玉米研究在全國范圍內蓬勃發展起來，十幾年來緊湊型玉米品種對我國玉米生產做出了巨大貢獻。據有關資料介紹，從1980年至1993年間，僅在山東省內，掖單2號累計推廣面積達7500萬畝，煙單14累計推廣6300萬畝，掖單4號累計推廣2965萬畝。掖單13雖是20世紀90年代初開始大面積推廣的品種，但1994年山東省種植面積已達900萬畝。

1 緊湊型玉米的育成，對玉米育種產生了巨大的影響

首先是影響到育種目標。傳統的玉米育種目標是單株大穗。換句話說，人們關心的是單株生產力的高低，希望在3000株/畝左右的密度下以單株大穗來獲取高產。緊湊型品種則是以株型緊湊，增加種植密度，靠群體產量來獲取高產。因而緊湊型育種不太注重單株產量，而注重群體產量。許多緊湊型品種的果穗雖屬中小穗，但在高密度條件下果穗減小并不明顯，表現均勻，因而產量得以提高。到目前為止，育種工作者已經充分認識到緊湊株型的優點。據前—段時間調查表明，大多數育種工作者以緊湊株型為首要的育種目標。

其次，緊湊型品種的育成影響到選系密度。選系密度與大田種植密度有關。長期以來，王米的種植密度在3000株/畝左右，近幾年雖略有增加，也不過在4000株/廟左右，因而至今許多單位的選系密度也在3000—4000株/畝左右。—般緊湊型品種最適密度在5000—6000株/畝左右，但因肥水條件限制，—般種植密度在5000株/廟左右。玉米耐密性與遺傳有關。要使雜交種耐受高的密度自交系也應有相應的耐密性。特別是在選系材料的早代，必須利用高密選擇以增加選擇壓力。因而許多育種者主張選系密度在5000株/畝左右。

第三，緊湊型品種的育成對選系的抗倒性提出了新的要求。隨著種植密度的增加，玉米植株的倒伏現象也會出現。人們真正注意抗例性的間題是在掖單4號育成推廣以后。掖單4號由于具有較強的抗鰣性而被稱為“鐵稈玉米”。在掖單4號育成前后的幾年里，育成的許多品種沒有特別注意這個問題，因而這些品種在5000株/畝的密度下即出現倒伏現象。種植密度的增加要求品種有較強的抗倒性。育種工作者在選系時注意抗倒性選擇以后，育成的各類雜交種的抗倒性已比以前大大增強。

2 雖然緊湊型育種取得了很大成績，但仍有許多問題有待解決

首先是對概念的理解問題。雖然整個玉米界都在談論緊湊型，但對于緊湊型概念的理解還有一定的差異。有人認為緊湊型玉米葉片上沖，穗上部莖葉夾角小于25°，穗下部夾角小于40°；平展型玉米葉片平展或穗上部夾角大于25°，穗下部的夾角大于40°。而另有人認為，緊湊型玉米穗上莖葉夾角平均小于25°，穗下莖葉夾角小于39°；平展型玉米穗上莖葉夾角平均大于40°，穗下部莖葉夾角大于55°；處于二者之間的類型為半緊湊型。從以上可以看出，前一種意見把后一種意見的半緊湊型一類也歸入平展類型。現在的緊湊型是—個寬松的概念，只能把某一范圍內的一類株型統稱緊湊株型。從提高光合效率和增加密度的角度來看，株型越緊湊，即穗上部莖葉夾角越小越好，但夾角過小，使葉片包被雄穗，則會造成散粉不良。因而不能只注意株型而忽視其他農藝性狀的選擇。緊湊型育種是栽培生理學和遺傳育種學相結合的產物，故而希望栽培生理專家能從栽培理論與實踐的角度，提出緊湊型育種的最優模型，使緊湊型概念界定在最小、范圍內，使育種有—個明確的目標。

其次是育種的方向問題。長期以來，人們習慣種植大穗品種，至今在許多地區仍然保持這種習慣。這些地區多為一年兩熟的夏玉米區，在種玉米之前無整地習慣，玉米多采用穴播，穴播的密度只能在3000-4000株/畝左右，難以達到5000株/畝。緊湊型品種在這些地區種植時密度達不到要求。另外，目前的大田肥水條件也達不到高密度種植的需要，緊湊型品種的生產潛力得不到充分發揮，產量表現并不太突出，加之許多緊湊型品種果穗偏小，因而在這些地區難以推廣。而許多大穗平展型品種在目前3000—4000株畝的密度及肥水條件下與緊湊型品種產量差別不是很大，而收獲時付出的勞動力較緊湊型品種為少，因而上述地區的群眾樂于接受。掖單12號、掖單13號就其株型而言，緊湊程度稍差，但從20世紀90年代初開始大面積推廣以來，到1994年山東省的推廣面積已超過所有其他緊湊型品種。究其原因，果穗較大是最重要的因素之一。菏澤地區歷來習慣種植大穗平展型品種。而掖單13號在短短幾年內就在該地區大面積推廣，這充分說明了大穗的優勢。就目前來講，株型固然很重要，大穗特性也不可忽視，這一點已引起許多育種單位和推廣部門的重視。緊湊大穗型將成為今后—段時間內玉米育種的發展方向。

第三是緊湊型育種的基礎問題。育種基礎狹窄是普遍存在于育種界的事實，雖早在十年前就呼吁這個問題，并采取了一些相應措施，但收效并不大。黃早四當年育成后，以其較高配合力和良好的適應性而得到廣泛應用。8112育成后，則以其較高的配合力和自身產量以及較強的抗倒性及抗逆性而迅速大量地被利用。國內頗有影響的幾個緊湊型雜交種如煙單14、掖單2號、掖單4號、掖單12、掖單-13、魯玉10號等，每—個品種都具有黃早四或8112的親緣。近幾年，黃早四和8112的病害越來越重，利用的前景不容樂觀。造成育種種質基礎狹窄的原因就在于育種者急功近利，注重育種的高起點。當—個優良自交系出現后，就大量被用來組配雜交種和改造其他自交系，使育種的種質越來越局限在少數幾個骨干系中。而且隨著商品意識的增強，各單位間育種材料的交流越來越少。因此，國家有必要成立專門機構，從事收集、整理、鑒定已有的種質資源，并對育種材料進行輪回選擇，提高育種材料的起點，定期向各育種單位發放基礎材料。同時各育種單位間應加強協作，擴大交流，相互交換育種材料并通報選系材料的親緣。同時育種單位要注意從國外引進優良種質，并采用不同育種方法深挖已有材料的潛力，以擴大育種的種質基礎。

展望未來，隨著種質基礎的拓寬和育種水平的提高，緊湊型玉米品種將不斷得到完善，其生產潛力也將得到進一步發揮。