2011—2020年我國玉米育種創新成效分析

粟月萍 孟菲平 唐青青 徐燕 程偉東 韋昌聯

（1. 廣西壯族自治區科學技術情報研究所 廣西南寧 530022；2. 廣西大學農學院 廣西南寧 530003；3. 廣西壯族自治區農業科學院玉米研究所 廣西南寧 530007）

玉米是我國第一大糧食作物。根據《中國統計年鑒》，2000—2020年，全國玉米播種面積平均為3 436.34萬hm2/a，總產量平均為19 405.34萬t/a，單位面積產量平均為5 540.55 kg/（hm2·a）。全國玉米平均播種面積占糧食平均播種面積的30.96%，玉米平均總產量占糧食平均總產量的34.43%，玉米平均單位面積產量占糧食平均單位面積產量的 109.65%，高于糧食平均單位面積產量。目前，遺傳改良是影響玉米單產增長的主要因素，經過一代代科學工作者的共同努力，我國玉米育種事業也不斷有了新的突破創新。2022年4月10日，習近平總書記在三亞崖州灣種子實驗室考察時強調，只有用自己的手攥緊中國種子，才能端穩中國飯碗[1]。文章從品種審定、知識產權保護、種業獲獎、品種推廣應用等方面，對2011—2020年我國玉米種業創新成效及存在問題進行總結分析，并提出解決的對策建議，為種業創新主體提供參考，有利于推動玉米種業創新發展，對“打好種業翻身仗”，攻克種源“卡脖子”困境意義重大。

1 方法

一是通過實地調研獲取相關數據。二是利用中國種業大數據平臺、農業農村部網站，對玉米品種審定、品種權、科技獎勵等數據進行檢索，數據經清洗與整理后，采用 Excel等軟件進行統計與分析。

2 品種審定成效

2.1 地方審定成效

在中國種業大數據平臺進行檢索，審定單位限定為各省（區），作物選擇“玉米”，得出各個省（區）/直轄市通過本地區審定的品種數量（表1）。數據顯示，2011—2020年全國通過地方審定的玉米品種共計9 037個，其中遼寧、云南、河北、黑龍江、內蒙古5個地區玉米品種審定數量最多，品種審定通過數量分別高達1 062、800、690、663及658個。此外，玉米品種審定數量較少的位于亞熱帶地區和高原地區（海南、西藏、青海），這些地區都屬于地理特征明顯地帶，受濕度、日照、區位等因素影響，不利于玉米生長。

表1 2011—2020年各省玉米地方審定品種數量

2.2 國審成效

國審品種就是通過國家審定，具有適應性廣等優勢，可以大面積在全國推廣種植的品種。在中國種業大數據平臺，審定單位選擇“國家”，作物選擇“玉米”，檢索時間設定為2011—2020年，檢索統計到我國通過國審的玉米品種有2 377個，占目前我國國審玉米總數的 63.52%（2 377/3 742）。由于2016年新修訂頒布施行《中華人民共和國種子法》和《主要農作物品種審定辦法》，實現統一試驗、聯合體試驗、綠色通道、自主試驗等多種試驗渠道并存，品種試驗渠道拓寬[2]，因此，2017年開始，通過國審的玉米品種數量大幅增加。圖1顯示，自2017年起，國審玉米品種整體數量呈爆發式增長趨勢，短短4年，通過國家審定的玉米品種總數高達2 196個，占10年間審定總數的 92.4%，表明近年來我國玉米育種研究水平不斷提高，研究成果顯著并通過國家審定，為各地品種“走出去”奠定了堅實基礎。

圖1 國審玉米品種年份趨勢分析

3 玉米植物新品種權情況

玉米植物新品種權的申請量可以反映我國科技創新水平、研發能力以及對玉米植物新品種權的重視程度；玉米植物新品種權的授權量可以反映科技創新的轉化成果以及研發質量[3]。分析我國玉米植物新品種權情況，可以從知識產權角度進一步深入了解我國玉米種業現狀。在中國種業大數據平臺檢索到 2011—2020年我國玉米植物新品種權申請量為10 549件，授權量為3 888件，授權率為 36.86%。圖 2數據顯示，2011—2020年我國玉米植物新品種權申請量及授權量呈現上升趨勢，申請量在 2017年增長較為明顯，2020年申請量達到2 538件，為2011年申請量的7倍多。授權量也隨申請量的增加而增加，2019年授權量最大，為814件。從玉米植物新品種權申請量及授權量增長趨勢看，我國對玉米品種保護意識不斷增強。

圖2 2011—2020年我國玉米植物新品種權申請量及授權量年份趨勢分析

4 玉米品種推廣成效

2016—2020年全國推廣面積前 10大玉米品種的基本情況如下：在2016—2020年間，連續5年穩居全國推廣面積前 10玉米品種分別為鄭單958、先玉335、京科968、登海 605、浚單20、隆平206、偉科702；聯創808、裕豐303、中科玉505分別在2018年及2019年躋身前10，取代德美亞1號、中單909以及鑫玉16。從表2可以看出，排名穩定的品種也是推廣最為顯著的品種，有鄭單958、京科968、登海605、先玉335等品種，這些品種推廣面積都是超千萬畝，為有些同樣排名前10品種的2～10倍，這表明這些玉米品種豐產性好，且適用的種植范圍廣。

表2 2016—2020全國推廣面積前10玉米品種 單位：萬畝

從年度推廣面積趨勢看，主要推廣品種可分4個類型：第一，推廣面積下降趨勢明顯，該代表性玉米品種為鄭單958、先玉335、京科968、浚單20；其中，鄭單 958雖然在 2016—2020年間連續五年為全國推廣面積最大的玉米品種，但是推廣面積從2016年的3 944萬畝逐年下降到2020年的2 798萬畝，推廣面積減少1 146萬畝；先玉335從2016年3 263萬畝，下降到2020年1 132萬畝，推廣面積減少2 131萬畝；京科968雖然前三年推廣面積較為穩定，后兩年也下降幾百萬畝。第二，推廣面積輕度下降或逐年下降，該代表性玉米品種為登海 605，登海 605的推廣面積從2016年的1 439萬畝下降到2020年的1 272萬畝，推廣面積相差167萬畝。第三，推廣面積相對穩定，該代表性玉米品種為聯創808。第四，推廣面積增加，該代表性玉米品種為裕豐 303、中科玉505，裕豐303從2018躋身前10名單后，推廣面積由653萬畝上升至2020年1 460萬畝；中科玉505從2019年躋身前10名單后，由776萬畝上升至1 168萬畝，說明這2個品種未來還有上升的空間。

從品種選育來源分析，一是國內本土品種凸顯優勢。從2016—2020年全國推廣面積前10玉米大品種榜單來看，絕大部分是國內本土品種，鄭單958穩居榜首，鄭單958玉米種是由河南省農科院糧作所堵純信教授利用鄭 58/昌 7-2(選)雜交選育出的一代雜玉米品種，該玉米種子一經培育成功，就在玉米種子市場引起了巨大反響，2001年，先后通過了山東、河南、河北三省和國家的審定，曾獲得國家科技進步一等獎，暢銷20多年，被稱玉米“不老的神話”。2016年以后，以鄭單958和先玉 335作為種質資源，陸續推出了一系列矮桿抗倒、抗病耐熱、穩產高產的玉米新品種，如京科968、浚單20、聯創808等一批優秀品種，這些品種均在 2016—2020年躋身排名前 10，其中，京科968在2019年和2020年取代連續幾年穩居第二的先玉335，從2016—2018排名第三躍進第二。裕豐303分別在2015、2017、2020年通過國家審定，先后通過陜西省、湖北省、安徽省審定，2018年進入前10排行榜，之后奮起直追，從2018年第7躍居2020年第3位，這也是受到市場肯定的最好證明。登海605是（超試6號）是山東登海種業股份有限公司來選育的玉米品種，由山東省推薦進入國家區試，2009年進入生產試驗，2011年被國家品種審定委員會定名為登海605[4]。二是外來品種仍占據一定的國內市場。先玉335是美國杜邦先鋒種業培育的玉米種子，自2004年起，該公司推出該品種后，先玉335以耐密，耐旱，適應性強，產量高，秋后脫水快等優點，一直占據了國內東北市場[5]，近五年還是穩居推廣前十名單，占據每年千萬畝以上市場。黑龍江農墾墾豐種業有限公司在 2014年引進了德國KWS公司德美亞1號，先后通過黑龍江省、吉林省、內蒙古自治區、河北省等地區審定，其市場得到不斷的擴展，曾成為黑龍江省主要推廣品種，同時改變育種人的育種方向。德美亞1號最大的優勢就是耐密，密度達到10萬株/hm2，相當于國內傳統品種密度的2倍；其次，該品種還因聚集了成熟期脫水快、稈強不倒伏、不堆稈、穗柄長、非常適合機械化收割等優點[6]，成功占領國內市場，由于國內自主選育品種競爭等原因，其推廣面積開始下降，2019年被擠出前10名單。

5 玉米獲獎情況分析

5.1 國家科學技術獎

從科技部網站搜索到 2011—2020年國家科學技術獎名單，其中玉米育種領域獲獎7項（表3）。從獲獎項目的獲獎時間分布來看，一等獎的獲獎時間為 2011年，二等獎的獲獎時間分別為2012、2013、2016、2019、2020年。除 2014、2015、2017、2018年之外，其余年份均有獲獎項目，分別為2011、2012、2013、2016、2019年各1項，2020年共2項。分析如下：在2011—2020年，國家科技進步獎除2020年獎項為2項，其他每年的獎項僅為1項，多為二等獎，有4年獎項空缺；唯一的一等獎是 2011年，由浚縣農業科學研究所，河南農業大學，北京市農林科學院以及河南省農業科學院共同完成的“玉米單交種浚單20選育及配套技術研究與應用”項目，表明我國在玉米育種領域的科技創新能力仍有提高空間。從完成單位看，2020年的“高產優質、多抗廣適玉米品種京科968的培育與應用”僅由北京市農林科學院完成，除此之外，多為聯合單位共同完成，例如高校+研究院所，研究院所+企業，研究院所+高校等模式，表明不同所屬性質的單位采取跨地域強強聯合進行重大創新，成為獲得玉米育種領域國家科技進步獎的主導模式[7]。

表3 2011—2020年玉米育種領域獲國家科技進步獎項目

5.2 神農中華農業科技獎

從農業農村部網站檢索到 2012—2021年，五屆“神農中華農業科技獎”表彰的農業科技進步及創新項目共計703項（其中，玉米領域獲獎項目33項，玉米育種領域獲獎17項）（表4）。2012—2021年獲“神農中華農業科技獎”優秀創新團隊3個，分別為中國農業大學的玉米遺傳育種創新團隊、山東省農業科學院的玉米遺傳育種和栽培生理研究團隊、云南省農業科學院糧合作物研究所的熱帶亞熱帶玉米遺傳自種創新團隊。

表4 2012—2021年五屆“神農中華農業科技獎”玉米領域獲獎項目

對玉米育種領域2011—2021年獲得“神農中華農業科技獎”的獲獎項目數據進行了梳理、統計以及分析。從獲獎數量（表4）看，2011—2021年獲“神農中華農業科技獎”玉米育種領域項目共計17個項目，其中一等獎有6個項目，二等獎有6個項目，三等獎有5個項目。從獲獎單位看（表5所示），參與的單位有科研院所、企業以及高等院校；其中，科研機構有32家，企業以及其他單位有29家，高等院校有8家；有些院所獲得多項獎勵，比如北京市農林科學院和中國農業科學院作物科學研究所均獲獎5項，北京市農林科學院玉米研究中心獲獎 3項（兩項為第一完成人），上海市農業科學院作為第一完成人獲獎2項等，說明這些單位科研實力較強。2011—2021年獲“神農中華農業科技獎”玉米育種領域項目的單位多為聯合單位，這不僅表明跨界聯合單位占極大的優勢，還說明我國玉米育種工作的推進和創新離不開各個單位的合作。單位聯合創新成為獲“神農中華農業科技獎”玉米育種領域項目的主導模式。在玉米育種技術創新過程中，不同機構、單位間的廣泛聯合與合作，反映了我國的國家創新體系中，人才、技術、資金、信息和服務等創新資源的流動[7-8]。

表5 2011—2021年獲“神農中華農業科技獎”玉米育種領域項目

6 結語

我國 2011—2020年在玉米育種創新及品種推廣方面取得了豐碩的成果和顯著的社會經濟效益。主要成果有如下方面：（1）品種審定數量上新高，2011—2020年我國各地方累計審定玉米品種9 037個，國審品種突破2 377個，而且2017—2020年成效更為顯著。（2）知識產權保護意識顯著增強，2011—2020年我國玉米植物新品種權申請量和授權量總量增加至10 549和3 888件。（3）自主品種推廣及應用成效顯著，2016—2020年除了先玉 335、德美亞 1號等個別品種為外來品種外，大部分為我國自主選育品種，說明我國自主品種突顯優勢，外來品種沖擊逐漸減弱。（4）2011—2020年國家科學技術獎名單中，玉米育種領域獲獎7項；“神農中華農業科技獎”玉米育種領域獲獎 17項；獲獎自主選育品種有浚單 20、單808、中單909、遼單系列品種和京科968等。

雖然近年來我國玉米種業領域通過科技創新取得上述可喜成效，但仍存在以下問題：（1）我國玉米原創性技術仍然較少，目前，我國自有自主知識產權和重大應用價值的關鍵基因缺乏，導致玉米育種理論和方法創新滯后，尚未形成有重要指導意義的理論技術體系。（2）我國自主選育品種的數量雖多，但同質化現象仍然突出，玉米種子選育的品種數量呈“井噴式”上升，但大部分仍未跳出先玉335或鄭單958的框架，短時期內品種同質化問題很難從根本上得到解決[9]。（3）外來品種還占據一定的市場，先玉335等一些外來品種市場占有率仍然超過千萬畝。（4）從玉米種業獲獎情況看，國內大部分創新能力集中在科研院所和高校，具備種業科技創新能力的玉米企業數量較少，企業創新能力方面與國際先進水平還有較大差距。（4）種子資源和知識產權保護力度還不強，玉米植物新品種權授權率只有36.86%，現行的植物新品種保護政策尚不能很好地發揮鼓勵原創的作用。

針對我國玉米種業創新存在的問題，提出以下幾點建議：（1）加強育種技術創新：現代種業已進入“常規育種+現代生物技術育種+信息化育種”4.0時代[10]，新型基因利用和基因編輯逐漸成為研發趨勢。應當突破關鍵核心技術，重視轉基因、基因編輯等技術在玉米育種領域的深入研究，以十年磨一劍、久久為功的精神，選育突破性的品種，以應對國外品種的沖擊及品種更新換代快的問題。（2）加強品種及育種技術的知識產權保護：世界各國和跨國公司加大力度發展新型生物育種技術，爭奪知識產權，我國應該借鑒國外經驗培育優良玉米品種，及時將技術創新成果進行專利及品種權保護，獲得一批核心專利技術；其次，對國際種業巨頭的核心專利進行跟蹤和預警，及時掌握國際研發動態，清晰自身研發思路。（3）加強創新主體的協同創新：從獲獎的機構來看，我國重大創新主導模式為合作創新，取得相當可喜成績；我國種業振興和翻身戰已打響，針對“十四五規劃”“種業振興”等任務部署，建議各地跨地區、跨部門、跨單位成立創新聯合體，推進高校、科研院所、企業及其他科研機構科技資源及配置共享，構建以需求為導向、企業為主體及公益性科研院所、高校為支撐的創新鏈和產業鏈“雙鏈”融合的“產學研用”國家玉米育種創新體系，將基礎性研究與應用型研究齊驅并進，加快我國玉米育種的進程，縮短與國際種業巨頭的差距。（4）培育世界一流種子企業：全球種業新一輪并購整合已經完成，呈技術領先與市場壟斷相結合的特征，強者更強的態勢明顯；目前，德國拜耳、美國科迪華占全球種子市場份額的四成以上，反觀我國種企，數量多、規模小、競爭力不強。要縮短與國際種業巨頭的差距，降低外國種業對我國的沖擊，應當充分發揮政策和市場等多方力量，打造一批具備繁育推一體化、科技創新能力強的現代化種子企業，加快打造國家種業航母。