孫 博 孫林華
(1云南農業大學,昆明 650201;2云南省種子管理站,昆明 650031)
玉米是云南省第一大糧食作物,對云南省的糧食安全和畜牧支柱產業的發展起著重要作用。長期以來,全省常年玉米種植面積160萬hm2左右,每年產出約700萬t玉米,75%用于飼料加工,云南省各大飼料廠還每年從東北、華北和西北等玉米主產區采購調入優質玉米約150萬t以上進行飼料生產,總需求大約在675萬t左右。云南省內玉米只能滿足飼料玉米需求量的70%左右,有30%的飼用玉米需要從省外乃至國外購入,隨著畜牧業的發展和農業供給側結構性改革,玉米供需缺口越來越大[1]。
云南省糧食單產逐步提高,總產量穩居全國第14位,在西部地區的省(區)中,云南省的糧食綜合生產能力僅次于四川省,名列第2位。近10年來,云南省高度重視玉米生產,全省玉米播種面積和總產量總體呈上升趨勢。玉米播種面積從2010年的137.17萬hm2(占當年糧食總播種面積的30.95%)[2]增加到2019年的178.24萬hm2(占當年糧食總播種面積的42.79%)[3],增長29.94%;總產量從2010年的634.4萬t(占當年糧食總產量的38.45%)[2]增加到2019年的920萬t(占當年糧食總產量的49.2%)[3],增長45.02%;平均產量從2010年的4624.5kg/hm2[2]增加到2019年的5161.5kg/hm2[3],增長11.61%。全省不斷深入推進農業供給側結構性改革,調優玉米種植內部結構,擴大鮮食玉米、青貯玉米種植面積,鮮食玉米成為玉米產業結構調整、提質增效的新亮點,青貯玉米以其生長周期短、產量高、營養價值高、耐貯藏等特點,成為糧改飼發展的重點。
1.1 玉米種質資源創新云南省地處亞熱帶低緯高原,熱帶玉米和溫帶玉米種質都能在這里正常開花結實,是開展熱帶、亞熱帶玉米種質創新的理想場地[4]。
云南省農業科學院糧食作物研究所成功將分子育種技術與抗病品種選育相結合,應用分子標記輔助選擇技術將溫帶感病親本轉變為抗病親本,且雜種優勢保持不變,在熱帶、亞熱帶骨干親本的抗性育種方面取得重要成效,解決了玉米生產實際問題。首次定位了27-kDγ-醇溶蛋白的調控因子qγ27,發現27-kDγ-醇溶蛋白基因在人工選擇中發生的拷貝數變異與優質蛋白玉米胚乳的質地相關,為利用分子標記進行優質蛋白玉米育種提供了重要的技術支撐,研究創制了28份玉米骨干親本。同時,基于熱帶Suwan1玉米種質雜種優勢的遺傳學基礎研究,發現用Suwan1種質作測驗種,與Reid和非Reid種質組配能得到更多的高產組合,提出Suwan1種質是西南主推玉米品種產量構成因素改良的重要遺傳材料,也是提高玉米產量的核心種質[5]。利用廣泛的國際、國內科技合作與交流,在引進美國和中國北方溫帶玉米種質材料的同時,從墨西哥、南非和泰國等地區引進了大批熱帶、亞熱帶玉米自交系、雜交種和改良群體,同時開展云南地方種質的收集,建立了熱帶、亞熱帶玉米種質創新體系,通過持續開展熱帶、亞熱帶玉米種質資源的創新及利用研究,改良創新了一批聚合熱帶、亞熱帶和溫帶種質優良性狀的優質、高產、多抗的優良玉米自交系[6]。在熱帶、亞熱帶玉米骨干親本自交系的雜種優勢利用研究方面成效顯著,有效拓寬了我國玉米種質遺傳基礎,使云南成為國內擁有熱帶、亞熱帶玉米種質資源最豐富的地區。由于在國內率先系統開展熱帶、亞熱帶玉米種質的引進和創新利用研究,創制出的一批優異種質被國內10多個育種單位及3個國家廣泛應用,累計向國內外發放1萬多份優異的熱帶、亞熱帶玉米育種資源。
文山州農業科學院以自主育成的熱帶血緣自交系為基礎材料,通過連續多代回交轉育,高密施壓、逆境選擇、穿梭育種等方法,同時利用輪回選擇、分子標記輔助育種、單倍體育種技術等先進的玉米育種方法,導入云貴地方種質血緣,加大二環系的選育力度,累計選育和引進玉米育種材料2883份,構建了溫帶種質群、熱帶種質群(2個)、Reid群體、雅玉群體共5個種質群。文21341、文21342、文213412、11A29、14A13、文64657、文646420、文21346、文21347、文21348、文646424共11個自交系材料申請新品種保護。
至今,云南省種質資源庫共收集保存玉米種質資源3383份,在糯玉米類型、白玉米類型和抗旱耐瘠玉米類型等方面優勢較強。云南明暉麒圣實業有限公司用臨滄市鎮康縣地方糯玉米群改種選育出品質較好的糯玉米一環系QYN666,用臨滄市雙江地方農家種雜泰國888的雜交種選育出二環系QY888B4(偏Reid型),用西雙版納地方種四路糯雜京科糯2000父本BN2的雜交種選育出二環系QYN777,用臨滄市耿馬縣地方種寶塔糯雜京科糯2000母本京糯6的雜交種選育出二環系QYTN002。云南綠晶種業有限公司從貴州畢節市農家種墨白群體大-0129中選育出了白軸白粒自交系Lj559(已經申請了品種權保護),從昭通市農家種墨白94群體中選育出了白軸白粒自交系Lj168。
1.2 玉米雜種優勢利用模式創新云南省農業科學院糧食作物研究所系統地研究了我國溫帶玉米種質與熱帶、亞熱帶玉米種質的配合力和雜種優勢,取得了一系列理論研究成果,提出了新的雜種優勢利用模式,顯著提高了玉米育種效率,在國內外首次提出利用種群配合力劃分玉米雜種優勢群的新方法[7]。
文山州農業科學院在開展配合力測定的基礎上,選出高抗、耐逆玉米自交系和高配合力優良玉米自交系,采取PA/PB×蘇灣、高配合力×抗病耐逆兩種主要雜優模式,組配出優良雜交玉米新組合。
1.3 玉米新品種選育創新云南省農業科學院糧食作物研究所研究建立了玉米品質改良分子關鍵技術體系,在優質蛋白、高油和高維A玉米育種方面取得重大突破,解決了國內優質蛋白玉米抗病性差、產量低,高油玉米遺傳多樣性匱乏等技術難題;建立了玉米抗逆改良技術體系,在玉米抗灰斑病及抗旱方面取得重要進展,選育出了一批抗病抗逆性強、綜合性狀優良的玉米新品種。首次選育出高抗玉米穗粒腐病的高油玉米品種云瑞8號和高油、高淀粉玉米品種云瑞21,這2個品種較普通玉米增產10%以上,抗多種玉米主要病害,在解決國內外高油玉米產量低和抗病性差方面取得了重大進展。選育出國內首批硬質胚乳優質蛋白玉米品種云瑞1號、云優19,有效地解決了長期以來國內優質蛋白玉米胚乳呈軟質或半硬質、抗病性差的重大技術問題。其中,云瑞1號通過3個省審定或認定,是國內外首個抗灰斑病的優質蛋白玉米品種;云優19是國內唯一油分含量超過6%的優質蛋白玉米品種。利用普通熱帶玉米突變體選育加強甜玉米品種云甜玉一號和甜糯888,各項品質指標均超過國家食用玉米一級質量標準,克服了我國鮮食玉米適口性、商品性較差的缺點,并拓寬了我國鮮食玉米的種質基礎[7]。育成審定品種21個,其中云瑞999于2015年入選原農業部主導品種,云瑞999、云瑞505等品種創下一系列全國高產紀錄,4個品種通過老撾農業部審定,獲國家發明專利與植物新品種權9項。
文山州農業科學院累計測配鑒定自育玉米新組合21086個,選育出強優勢苗頭組合205個,其中:糧飼型優良玉米組合186個,青貯玉米優良組合19個,先后提交參加國家和省區試品種24個。文單4號(白粒種)、文單8號、文單007、文研1905、文單297、文單686、文單731、文單006、文單008、文研038、文青貯2號共11個品種通過審定。文單297、文單731共2個玉米品種申請了植物新品種權保護。
2010年以來,品種選育單位數量增長較快,由過去的10多家公立事業性質的科研院所,增加到100多家企事業單位,玉米商業化育種規模得到快速發展,民營企業的玉米育種積極性空前高漲,每年投入大量的人力、物力和財力用于玉米育種,使得每年新育成、申請參加試驗的品種數量由2010年的100多個增加到2020年的600多個,成效顯著。
2.1 制定相關規定,規范試驗審定和引種備案工作為做好主要農作物品種審定和引種備案工作,保障農業生產用種安全,促進云南現代種業發展,根據農業部《主要農作物品種審定辦法》(農業部令2013年第4號)的有關規定,印發了《云南省農作物品種審定委員會關于加強主要農作物品種審定管理工作的通知》,修訂完善了《云南省主要農作物品種審定指南》。印發了《云南省農作物品種審定委員會關于印發特殊用途品種范圍和試驗要求的通知》《云南省農作物品種審定委員會關于印發云南省主要農作物品種審定標準的通知》《云南省農作物品種審定委員會辦公室關于印發云南省玉米品種審定標準的通知》《云南省農作物品種審定委員會辦公室關于增加早熟和極早熟玉米為特殊用途品種類型的通知》。印發了《云南省農業廳辦公室關于印發〈云南省主要農作物品種引種備案工作指南(試行)〉的通知》。
為規范主要農作物品種審定會議程序,保證會議質量,促進科學決策、民主決策、依法決策,提高工作效率,增強品種審定的針對性、科學性,制定出臺了《云南省農作物品種審定委員會專業委員會會議議事規則》《云南省農作物品種審定委員會主任委員會會議議事規則》。
為做好玉米品種試驗工作,規范試驗程序,提高試驗質量,規范云南省主要農作物品種試驗經費使用,保障項目資金安全。印發了《云南省種子管理站關于印發〈云南省玉米品種試驗管理辦法〉的通知》《云南省種子管理站關于更換云南省玉米品種試驗對照品種的通知》《云南省種子管理站關于印發〈云南省主要農作物品種試驗經費管理暫行辦法〉的通知》《云南省種子管理站關于印發〈云南省主要農作物品種DUS自主測試實施方案〉的通知》、《云南省種子管理站關于受理主要農作物品種聯合體試驗申請的通知》等。
2.2 開拓創新,建立了嚴格的試驗審定機制云南省種子管理站2017年在全國率先建立了玉米品種標準樣品與抗病性鑒定和DNA指紋檢測樣品掛鉤制度。云南省種子管理站統一組織選育單位和申請單位按每個品種提交6個獨立包裝的標準樣品和檢測樣品,每個獨立包裝重量1000g。然后,隨機分取4個獨立包裝放置于低溫低濕庫保存備作標準樣品和DUS備測樣品;隨機分取2個獨立包裝,一個提交北京市農林科學院玉米研究中心進行DNA指紋檢測(真實性鑒定)和轉基因品種檢測;一個提交云南農業大學云南省農作物品種抗性鑒定站進行抗病性鑒定,重點把好了抗病性和真實性這兩個重要關口,確保審定通過品種在生產上不出問題,為市場監管打下了堅實的物質和技術基礎。經過2017-2020年連續4年的實施,玉米試驗品種DNA指紋檢測出的疑似品種數量逐年明顯減少,玉米品種同質化趨勢減緩,自主創新玉米品種大量增加,試驗審定通過的玉米品種抗病能力顯著增強,尤其是抗穗腐病的品種數量快速增長,改善了玉米籽粒的商品品質,滿足了飼料加工業的需求。
加強了對在云南省開展的國家和省兩級玉米品種試驗質量的監管。建立了聯合體和自主試驗單位自查,有關縣(區、市)種子管理站開展監督檢查,有關州(市)種子管理站組織抽查,云南省種子管理站組織重點抽查,對發現問題的聯合體和試驗點復查其試驗質量監管體系和制度。
提高上會初審玉米品種的質量和要求。嚴格對完成試驗程序的上會玉米品種初審書面材料進行形式審查,對于資料不齊全、不符合要求的,以及DNA指紋和DUS測定結果有問題或者判定與其他品種近似或極近似的品種,不能提交上會初審。對于第2年續試品種,同步開展生產試驗,同時設立統一生產試驗點,在植株生長的關鍵時期,組織有關玉米專家委員對品種開展現場考察,增加其對品種的認識程度,提高初審評價品種的能力和水平,嚴把初審質量關,促進高質量、高水平的玉米品種推廣應用。
對審定通過的玉米品種啟動了展示跟蹤評價工作。2020年云南省種子管理站按計劃安排在玉溪市澄江市云南高原種業小鎮玉米展示基地種植了223個玉米品種,在玉米生長的關鍵時期,組織有關玉米專家(委員)于2020年9月23-25日到展示現場對223個玉米品種進行田間現場評價。21位玉米專家(委員)通過對展示品種植株田間長勢情況觀察判斷,對每個品種的新穎性和特異性、穩定性和一致性、生育期和豐產性、抗病性和抗倒性等4個方面性狀進行打分,結果顯示:223個展示品種中60分以下(不合格)品種7個,占3.14%;60~79分(合格)品種73個,占32.74%;80~89分(良好)品種119個,占53.36%;90分以上(優秀)品種24個,占10.76%。
2.3 試驗審定通過或引種備案大批玉米品種自1980年成立云南省農作物品種審定委員會開展審定工作以來,截至2020年12月31日,云南省審定通過的農作物品種總數達2278個,其中,玉米1137個,占總數的49.91%。2011-2020年云南省累計審定玉米品種810個,占玉米總審定數的71.24%。2015年以來,隨著新修訂頒布的《中華人民共和國種子法》和《主要農作物品種審定辦法》的施行,品種試驗渠道拓寬,統一試驗、聯合體試驗、綠色通道、自主試驗等多種試驗渠道并存,擴展了試驗容量,解決了玉米品種試驗容量小的瓶頸問題,玉米審定品種數量從2017年開始顯著增加,尤其是2019年審定品種255個,2020年審定品種189個。同時,開展省際間同一適宜生態區引種備案玉米品種487個,為玉米良種推廣應用打下了堅實的物質基礎,充分滿足了云南農業供給側結構性改革和品種結構調整的需要。
為滿足實施鄉村振興戰略產業發展和農民選種用種需求,推進農作物品種更新換代和農業綠色高質量發展,云南省種子管理站與云南種業商會共同組織云南首屆“看禾選種”活動,展示觀摩253個玉米品種,從2020年8月25日至10月8日共接待觀摩參觀人員3626人次,25家種業企業達成意向合作協議,預計達成合作金額5000萬元左右。通過“看禾選種”大大促進了新品種推廣,促進了農民糧食增產增收。
2010-2020年全省累計推廣玉米良種1542.51萬hm2,年玉米良種覆蓋率都在95%以上。推廣應用面積較大的品種有:紅單6號(推廣種植134.3萬hm2,種子銷售量4030萬kg)、路單8號(推廣種植100萬hm2,種子銷售量3057萬kg)、五谷1790(推廣種植72.6萬hm2,種子銷售量1415萬kg)、華興單7號(推廣種植69.53萬hm2,種子銷售量1568萬kg)、西抗18(推廣種植56.3萬hm2,種子銷售量1689萬kg)等。
總體來看,近10年來云南省玉米科技研發和技術推廣已為玉米產業發展提供了強有力的技術支撐。省內自育審定通過并推廣應用的雜交玉米品種占同期審定通過的雜交玉米品種總數的80%以上,在玉米生產中發揮了重要作用,為云南省糧食十年連續增產作出了重大貢獻。
根據國家提出“保障糧食安全,關鍵在于落實藏糧于地、藏糧于技戰略。要加強種質資源保護和利用,加強種子庫建設。要尊重科學、嚴格監管,有序推進生物育種產業化應用。要開展種源‘卡脖子’技術攻關,立志打一場種業翻身仗。”的總體要求,云南省起草制定了《云南省農業種質資源保護和利用規劃》,正在起草制定《云南省現代種業“十四五”發展規劃》。2021年預計全省玉米種植面積將達到212萬hm2左右,平均產量增加到5250kg/hm2,總產量增長到1113萬t左右。云南省玉米新品種選育推廣應用前景廣闊,將會為云南省糧食安全、畜牧重點產業發展作出更大的貢獻。