于運凱,馬寶新,王俊強,韓業輝,周 超,王力達,袁 明,王 成,王連霞,譚可菲
(黑龍江省農業科學院齊齊哈爾分院,黑龍江齊齊哈爾 161000)
黑龍江省是我國最重要的玉米生產區,近幾年玉米種植面積與產量持續增加。其中黑龍江省、吉林省、內蒙古自治區北方春玉米種植區2020年種植面積達1 400萬 hm,占全國玉米種植面積的33.8%。黑龍江、吉林、內蒙古地區玉米產量穩定增產,是全國糧食實現“十二連增”主力軍。隨著機械化程度的不斷提升,“一增四改”技術的推廣,生產上急切需求耐密性好、抗倒伏性強、脫水快、早熟性好、適宜機械化的玉米新品種。因此,如何選育適合未來市場需求的玉米品種是擺在育種工作者面前的首要且重要任務。
美國以先鋒和孟山都種質為主,先鋒種質具有稈硬堅韌、粒深品質好、脫水快等優點:孟山都種質具有早熟、稈硬、株矮、葉窄、耐密、脫水快等優點,在密植宜機收方面表現突出,領先于國內種質。美國先鋒公司進入我國市場后,對我國玉米育種和生產都產生了巨大的沖擊,可明顯看出我國玉米機械化程度和種植密度與美國有很大差距。因此,引進和利用外引優異種質資源是拓寬種質遺傳基礎提高育種效率的重要途徑。
在國外優良種質進入我國市場初期,由于國內得不到其親本自交系,許多育種工作者就用雜交種直接選育二環系以爭取時間。從公開的資料看,美國雜交種其中一個親本為 Ried群,另一個為Lancaster群,遺傳背景清晰明確,因而本土種質塘四平頭、旅大紅骨及地方種質與美國雜交種二環系種質間存在血緣關系較遠、雜種優勢強、相互間配合力高等特點。育種中將美國種質稈硬堅韌、粒深品質好、耐密、脫水快等優勢與我國種質抗病抗逆性強、適應性廣等優勢相結合,更有利于選育出高產、品質好、抗倒伏、耐密、適合機械化收獲的玉米新品種。
2012年以N144為母本, Q207為父本通過人工雜交選育。具體選育過程詳見圖1。
母本:N144生育日數120 d左右,需活動積溫2 540 ℃左右,幼苗長勢強,葉鞘淺紫色,株高175 cm左右,穗位50 cm左右,穗行數14~16,百粒重30 g;黃花絲,黃花藥,籽粒黃色、中間型,白色軸,果穗圓筒型,葉綠色,株型半收斂,抗大小斑、絲黑穗、莖腐等病害;雄穗主軸明顯、一級分枝4~8個,自身花期協調。
父本:Q207生育日數125 d左右,需活動積溫2 600 ℃左右,幼苗長勢強,葉鞘淺紫色,株高170 cm左右,穗位60 cm左右,穗行數14~16,粉花絲,黃花藥,籽粒黃色、中間型,粉色軸,果穗圓筒型,葉濃綠色,株型半收斂,抗大小斑、絲黑穗、莖腐等病害;雄穗主軸明顯、一級分枝3~5個,自身花期協調。
東華北中早熟春玉米組出苗至成熟126.5 d,比對照吉單27晚熟1.3 d。幼苗葉鞘淺紫色,葉片深綠色,葉緣紫色,花藥黃色,穎殼淺紫色。株型半緊湊,株高283 cm,穗位高116 cm,成株葉片數19片。果穗長筒形,穗長18.3 cm,穗行數14~18行,穗粗5.0 cm,穗軸紅色,籽粒黃色、馬齒,百粒重37.3 g。接種鑒定,感大斑病(S),感絲黑穗病(S),感灰斑病(S),抗莖腐病(R),感穗腐病(S),籽粒容重731 g/L,粗蛋白含量8.66%,粗脂肪含量3.70%,粗淀粉含量74.02%,賴氨酸含量0.28%。

圖1 A99選育系譜圖Fig.1 A99 Breeding Pedigree
2013—2014年,玉米品系東育338在泰來試驗基地進行品種鑒定和比較試驗,產量表現優異(表1);東育338于2015—2017年在黑龍江省、吉林省、內蒙古自治區相同積溫不同生態區進行多點次品種比較試驗產量表現突出(表2)。
2018年東育338區域試驗平均單產11 386.2 kg/hm,比對照增產5.5%,居第4位,在參試的15個試點中有12個點增產,增產點比例80%。 2019年東育338區域試驗平均單產12 029.2 kg/hm,比對照吉單27增產7.8%,在參試的14個試點中有12個點增產,增產點比例85.7%。 2019年東育338生產試驗平均單產11 324.9 kg/hm,比對照吉單27增產5.1%,在參試的14個試點中有13個點增產,增產點比例92.8%(表3)。

表1 東育338 2013—2014年鑒定試驗和比較試驗產量結果Table 1 Yield results of Dongyu 338 identification test and comparative test from 2013 to 2014

表2 東育338 2015—2017年異地鑒定試驗產量結果Table 2 Yield results of Dongyu 338 in remote identification test from 2015 to 2017

接下表 續表2

表3 東育338 2018—2019年區域試驗和生產試驗產量結果Table 3 Yield results of the regional test and production test of Dongyu 338 from 2018 to 2019
東育338適宜在東華北中早熟春玉米類型區的黑龍江省第二積溫帶,吉林省延邊州、白山市的部分地區,通化市、吉林市的東部,內蒙古中東部的呼倫貝爾市扎蘭屯市南部、興安盟中北部、通遼市扎魯特旗中部、赤峰市中北部、烏蘭察布市前山、呼和浩特市北部、包頭市北部早熟區種植。
東育338在適種區于4月下旬至5月上旬低溫連續7 d≥10 ℃時搶墑播種。
選擇中等以上肥力地塊種植,基施有機肥1 000 kg/hm左右、磷酸二胺225 kg/hm、硫酸鉀105 kg/hm。
合理密植是取得玉米高產的重要栽培措施之一。種植密度應根據品種的特點、土壤肥力、水資源條件、當地氣候條件等來確定。A99在中等以上肥力條件下合理種植密度為保苗數6.75萬株/hm,可根據土壤自身肥力條件及水資源豐富程度適當增加或降低保苗株數,最高為7.5萬株/hm,最低為6.0萬株/hm。
田間管理。幼苗生長快,3~4片葉間苗,5~6片葉定苗,3鏟3趟。撥節至孕穗期追施尿素300 kg/hm左右。
注意事項。注意防治大斑病、絲黑穗病害、穗腐病,遇干旱及時灌溉。玉米籽粒達到完熟期后適時晚收,提高自身百粒重,提升商品質量。
A99審定后,在黑龍江省、吉林省、內蒙古自治區適宜種植區域進行了廣泛的試驗示范,特別是在龍江縣、富拉爾基區、敦化、吉林市、通遼市扎魯特旗中部、赤峰市中北部等地區大面積種植,受到廣大農民的歡迎。A99年累計推廣面積2.33萬hm。A99自身生物產量較高,在部分農牧交錯區可以用作青貯飼料進行種植。作為青貯玉米種植時如遇到極端天氣無法正常按照青貯收獲,可及時轉型為籽粒收獲,在保證籽粒產量的同時,減少了農民經濟損失,增加了社會效益,為農民玉米生產增產做出了應有的貢獻。
美國是世界最大的玉米生產國,玉米產量占全世界總量的42%,是機械化、規模化高產高效生產管理技術先進國家。美國玉米種質適宜機械化能力遠遠高于其他國家。2004年,美國先鋒鐵嶺試驗站選育的先玉335通過了國家東華北春播區審定并推廣,在短時間內得到廣泛種植。在引進先玉335后,又有一大批美國玉米品種被引入我國,帶動了機械化生產趨勢,大幅度提高了我國玉米單位面積產量。為追趕美國玉米生產能力,育種者逐漸放棄稀植大穗選育模式,開始接受依靠群體增產選育耐密植、脫水快、宜機收的玉米新品種的育種理念。但國內種質短時間無法達到理想化,只能依靠引進美國玉米種質與國內種質相結合,利用有效的雜優模式選育符合當下玉米生產條件下的玉米新品種。A99是在這種大背景下,利用美國雜交種二環系篩選出的外雜種質與國內瑞德血7922與樺甸地方種質甸11二環系雜交選育而成。該品種的各項特性如下:抗病性,抗莖腐病、大斑病田間自然發病和人工接種鑒定均未達到高感;生育期,每年試驗生育期平均比對照品種不長于2.0 d,或收獲時的水分不高于對照;抗倒伏性,每年試驗倒伏倒折率之和平均≤8.0%,且倒伏倒折率之和≥10.0%的試驗點比例不超過20%;產量,每年試驗產量比對照品種平均增產≥3.0%,且每年增產≥2.0%,每年試驗增產的試驗點比例≥60%;含水量,每年試驗收獲時含水量均≤25%。與國家2014年玉米品種審定主要指標(適宜機械化收獲的普通玉米,每年區域試驗、生產試驗產量比對照品種增產≥0.0%,增產試驗點比例≥50%,倒伏倒折率之和≤3.0%,收獲時要求籽粒含水量≤25%,穗位整齊,苞葉松緊適中;適宜密度≥67 500株/hm)相比較,A99各項數據指標均達到適宜機械化收獲的普通玉米要求,且可選擇不同的收獲方式,在生產中既是普通型也是機收型玉米新品種。
機械化程度提升對我國早熟區玉米品種提出了更高的要求,由于無霜期短,國內品種無法達到機械化收獲標準,后期水分過高,育種工作進入了瓶頸期。自2010年以來,歐洲雜交種被引入我國,其中德美亞等早熟宜粒收品種的推廣,使得玉米機械粒收技術在該類型品種適宜的第四~五積溫帶發展很快。歐洲種質普遍具有熟期短、品質好、抗倒伏能力強、耐密植、適合全程機械化種植等優點。歐洲玉米種質主要包括歐洲硬粒、蘭卡斯特、瑞德和Iodent,其雜種優勢模式各區域存在一定的差異。歐洲種質與國內種質血緣較遠、雜種優勢強、配合力突出,因此,對于拓寬我國北方春玉米適合機械化生產種質基礎具有重要的價值。在今后的玉米育種中,應利用國內中、早熟種質與歐洲早熟種質進行早晚雜交,將各自的特征特性有效聚合,保持歐洲種質早熟性,補充國內種質綜合抗性及廣適性。可利用A99母本N144與歐洲硬粒、蘭卡斯特和Iodent種質進行早晚雜交,品系參加東華北早熟春玉米組國家試驗,選育適合黑龍江第三、四積溫帶;吉林、內蒙古早熟區及山區種植的優良品種,為保障國家糧食安全作出應有貢獻。