卜華虎 任志強 肖建紅 張 寧 楊慧珍 王曉清
(1 山西農(nóng)業(yè)大學山西有機旱作農(nóng)業(yè)研究院,太原 030031;2 山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,太原 030031;3 山西農(nóng)業(yè)大學生命科學學院,太原 030031)
玉米是我國第一大糧食作物,是重要的糧飼作物以及工業(yè)原料。隨著我國城市化進程的不斷發(fā)展,耕地面積不斷減少,為了保證玉米供應,增加玉米單產(chǎn)是主要途徑,提高種植密度和品種抗逆性是提高產(chǎn)量的重要方式[1]。影響玉米增產(chǎn)的因素中,品種創(chuàng)新發(fā)揮著重要的作用,產(chǎn)量增益的35%~40%源于品種的遺傳改良[2]。種業(yè)是農(nóng)業(yè)的核心產(chǎn)業(yè)[3],農(nóng)作物種業(yè)是國家戰(zhàn)略性、基礎性核心產(chǎn)業(yè),是保障國家糧食安全和國家農(nóng)業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的根本[4]。我國玉米生產(chǎn)水平同美國等發(fā)達國家相比還有較大差距,當前主推玉米品種普遍存在生育期偏長,適應性、穩(wěn)產(chǎn)性差,抗病抗倒能力弱,籽粒脫水慢、不適合機械化作業(yè)等問題,嚴重制約了我國玉米單產(chǎn)的提高[5-6]。
山西省地處黃土高原半干旱區(qū),面積80%是山地和丘陵,耕地中旱地占70%,因氣候影響玉米單產(chǎn)年份波動較大,低于全國平均產(chǎn)量。隨著新型農(nóng)村合作社和土地流轉的興起,玉米種植面積大幅度增加成為玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢,因而選育豐產(chǎn)性好、抗病性強、脫水快、中熟、耐密、宜機收等玉米新品種成為育種的主要目標[7-8]。根據(jù)山西省玉米生產(chǎn)現(xiàn)狀和實際中存在的問題,山西省農(nóng)業(yè)科學院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心利用改良系譜法和輪回親本選育法,通過加大密度和篩選壓,選育出潤豐99,該品種高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、耐密、中熟等,推廣應用前景廣闊[9]。
1.1 母本利用來源于Reid 群體中的配合力高、株型緊湊、穗位低、果穗和籽粒較長,高抗倒伏、耐密植、抗病性強的自交系L182 和7922 組建基礎群體,以(L182×7922)×L182 為基礎材料,連續(xù)9 代自交,于2011 年秋季選育出穩(wěn)定的自交系L792。L792 籽粒半馬齒型,芽鞘紫色,雄穗分枝數(shù)4~6 個,葉片上沖,株高253cm,穗位高95cm,花粉黃色,花絲粉紅色,穗行數(shù)16.6 行,穗軸紅色,脫水快,抗病抗倒。
1.2 父本利用來源于蘭卡斯特群體中具有耐密植、果穗細長、粒長、馬齒型、中熟、耐旱耐瘠、穩(wěn)產(chǎn)性好的自交系L122 和早49 組建基礎群體,以(L122×早49)×L122 為基礎材料,連續(xù)10 代自交,于2010 年秋季選育出穩(wěn)定的自交系L129。L129 籽粒半硬粒型,芽鞘紫色,株型半上沖,莖稈堅挺,雄穗分枝數(shù)6~7 個,株高241cm,穗位高92cm,花粉黃色,花絲粉紅色,穗行數(shù)15.4 行,穗長15.7cm,穗軸紅色,果穗整齊,脫水快,抗病抗倒。
1.3 雜交種選育過程2013 年冬季在海南九所以L792 為母本、L129 為父本組配雜交種,2014 年在玉米雜交種鑒定試驗中產(chǎn)量較對照先玉335 增產(chǎn)10.2%,抗病性、抗倒性強。2015-2016 年在山西省長治、太原、原平、定襄、汾陽等7 個區(qū)域進行多點品比試驗,2 年7 個點次全部增產(chǎn),平均增產(chǎn)7.3%,產(chǎn)量表現(xiàn)穩(wěn)定、抗病抗倒性強、適應性廣,命名為潤豐99,2017-2018 年參加山西省中晚熟玉米區(qū)域試驗,2019 年參加山西省中晚熟玉米生產(chǎn)試驗,表現(xiàn)優(yōu)良。2020 年通過山西省農(nóng)作物品種審定委員會審定,審定編號:晉審玉20200018。
2.1 農(nóng)藝性狀潤豐99 在山西春播中晚熟玉米區(qū)生育期129d 左右,與對照先玉335 相同。幼苗第1葉葉鞘紫色,葉尖端圓到匙形,葉緣紫色。株形上沖,總葉片數(shù)21 片,株高319.6cm,穗位高107.6cm,雄穗主軸與分枝角度小,側枝姿態(tài)直立,一級分枝4.3 個,最高位側枝以上的主軸長31.8cm,花藥黃色,穎殼黃色,花絲黃色。果穗錐形,穗軸紅色,穗長20.2cm,穗行數(shù)16.9 行,行粒數(shù)39.4 粒,籽粒橙色,粒型偏馬齒型,籽粒頂端橙黃色,百粒重35.1g,出籽率85.9%。
2.2 品質(zhì)經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(哈爾濱)鑒定,潤豐99 籽粒容重765g/L,粗蛋白9.38%,粗脂肪3.72%,粗淀粉75.95%。
2.3 抗性2017-2018 年經(jīng)山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院田間人工接種鑒定結果表明:潤豐99 雜交種抗絲黑穗病,中抗穗腐病,感莖腐病、大斑病和矮花葉病。
3.1 區(qū)域試驗2017-2018 年參加山西省中晚熟玉米區(qū)域試驗,其中2017 年每hm2平均產(chǎn)量13539kg,比對照先玉335 增產(chǎn)6.9%;2018 年平均產(chǎn)量13626kg,比對照先玉335 增產(chǎn)7.9%;2 年平均產(chǎn)量13582.5kg,比對照先玉335 增產(chǎn)7.4%,2 年8 個試驗點全部增產(chǎn),增產(chǎn)點率100%。
3.2 生產(chǎn)試驗2019 年參加山西省中晚熟玉米生產(chǎn)試驗,每hm2平均產(chǎn)量11439kg,比對照先玉335增產(chǎn)6.9%,8 個試驗點全部增產(chǎn),增產(chǎn)點率100%。
3.3 密度梯度試驗2019 年在山西省武鄉(xiāng)、忻州、榆次3 個地區(qū)進行密度梯度試驗,每個區(qū)域種植2000m2,收獲時隨機選取20m2進行測產(chǎn),每個試驗點測量3 次,根據(jù)3 個試驗點的數(shù)據(jù),潤豐99 在種植密度為67500~72000 株/hm2時產(chǎn)量最高。潤豐99 具有較好的豐產(chǎn)性、耐密性和適應性,適宜在67500~72000 株/hm2的高密度下種植,在3 個區(qū)域均能夠發(fā)揮出其高產(chǎn)潛能,耐密性適中。
4.1 適宜區(qū)域潤豐99 適宜在山西省≥10℃有效積溫在3300℃以上的中晚熟區(qū)域種植。
4.2 適時播種對種子進行包衣,以防地下害蟲和莖腐病[10]。5~10cm 地溫穩(wěn)定在10℃以上時適時搶墑播種,播種深度4~5cm,播種后覆土3~5cm 并及時適當鎮(zhèn)壓。
4.3 田間管理播種時每hm2施玉米專用復合肥600~750kg、硫酸鋅15kg、氯化鉀75~150kg,播種后噴施玉米專用封閉劑進行封閉除草。在玉米苗5 片葉時,進行間苗、定苗,最適留苗密度為67500~72000 株/hm2。在8~9 片葉時(即拔節(jié)始期)追施尿素450kg/hm2,及時進行中耕除草培土,深度5~6cm。在拔節(jié)期、抽雄期及時澆足水,注意防治玉米螟和蚜蟲。
4.4 適時收獲當玉米籽粒基部形成黑粉層,乳線消失時籽粒成熟。推遲晚收20~30d,延長灌漿時間,促進籽粒充分灌漿和后熟,增加粒重,降低籽粒含水量,實現(xiàn)粒收,同時可提高玉米產(chǎn)量和品質(zhì)[11-12]。降低含水量,有利于直接粒收。潤豐99 成熟時籽粒含水量22%,品質(zhì)好,破碎率低,苞葉干枯松散,脫水快,適合機械化粒收[13]。
培育適應性、抗逆性和增產(chǎn)潛力等方面有所突破的玉米新品種是大幅度提高我國玉米生產(chǎn)水平的關鍵。本研究利用不同玉米類群的特點,進行重點性狀改良,使有利基因充分聚合,創(chuàng)新玉米種質(zhì),進而達到選育優(yōu)秀雜交組合的目的。潤豐99 在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性和耐密性方面有所突破,較好地解決了高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的矛盾,潤豐99 及其配套栽培技術的推廣和應用對促進玉米增產(chǎn)具有重要的意義。