黑龍江省玉米育種問題探討

靳曉春 牛忠林 吳麗麗 李如來 蔣佰福

摘 ? ?要：黑龍江省三江平原地區地處我國最北端，獨特的生態環境導致玉米種質資源狹窄，如何利用有限的種質資源選育出具有適應性廣、早熟性好、適宜機械化收獲、抗病性強、籽粒脫水快等特點的玉米新品種尤為迫切。文章分析了黑龍江省三江平原地區生態與生產特點、品種選育方法及主要雜優模式，提出了黑龍江省三江平原地區玉米新品種選育及應用推廣的新思路。

關鍵詞：玉米；育種；測試；輪回選擇

文章編號：1005-2690（2023）07-0030-03 ? ? ? 中國圖書分類號：S513 ? ? ? 文獻標志碼：B

黑龍江省是我國玉米種植大省，對保障國家糧食安全具有重要作用。隨著玉米新品種的選育與效益的增加，黑龍江省玉米產量、種植面積、商品化率均居全國第1位[1-3]。

黑龍江省三江平原地區屬溫帶濕潤半濕潤大陸季風氣候，年平均降水量為500～600 mm，有效活動積溫為2 200～2 500 ℃ ，無霜期為130～150 d，夏季溫暖，利于玉米生長[4-6]。

1 文獻綜述

蘇俊和閆淑琴（2008）[7]研究發現，黑龍江省氣候條件十分特殊，對玉米種質的要求存在較大差異，無法直接利用外引的種質，種質資源匱乏問題尤為突出。

唐春雙等（2022）[8]研究表明，黑龍江省屬于地域遼闊的高寒地區，共跨越10個緯度、6個積溫帶，玉米品種分為10個生態型。研究指出，只有不懈努力創新，才能培育出適應本生態區的突破性大品種、好品種。

蔣佰福等（2016）[9]、蔣佰福和龐海云（2005）[10]認為，黑龍江省三江平原地區應用自交系以國外的蘭卡斯特及地方種等血緣為主，應用的親本材料過度集中，造成玉米種質遺傳基礎日趨狹窄，極大地制約了黑龍江省突破性玉米新品種的產生和玉米種植業的發展。黑龍江省應以黃改群、改良瑞德以及蘭卡斯特群為骨干群體，導入地方外源種質優良基因，夯實遺傳基礎。

靳曉春等（2016）[11]研究表明，1980—2012年黑龍江省玉米種植面積年均超過10萬hm2的品種有21個，僅2個品種具有較強的耐密性，適合機械直收籽粒，種植人員應加快選育耐密性、適收的玉米新品種。

楊克誠等（2010）[12]研究表明，在影響玉米增產的諸多因素中，玉米優良品種（雜交種）的作用占35％～40％。

文章探討了黑龍江省三江平原地區生態與生產特點、品種選育方法及雜種模式，以期促進三江平原地區玉米新品種選育及應用推廣。

2 黑龍江省三江平原地區生態特點

黑龍江省三江平原地區橫跨第二、第三、第四、第五積溫帶，生產上第二積溫帶主栽品種為先玉335、696、天農九，第三積溫帶主栽品種為禾育187、迪卡Ｃ1563、德美亞3，第四、第五積溫帶主栽品種為德美亞1、利合228、Ａ6565、克玉19、益農玉14、先玉1219。

國外玉米品種種植面積較大，國內玉米品種種植面積較小。種植人員選育玉米新品種時抗病性尤為重要，組合篩選時應鑒定其抗病性、豐產性、廣適性，進行升級試驗。

3 黑龍江省三江平原地區生產特點

黑龍江省三江平原地區人均土地多、機械化程度高。其中，耕整地機械化率達到99.38％，播種機械化率達到98.43％，植保機械化水平達到92.09％，收獲機械化水平達到96.25％，在全國處于領先水平。

黑龍江省三江平原地區在生產方面存在許多問題，例如品種越區種植、脫水慢、不利于收貯等，致使種植成本增加。同時，個別品種抗倒伏性差，易發生穗腐、粒腐等問題。

4 品種應用與推廣

先玉335是美國先鋒公司在中國主推的玉米品種之一，從2005年引入中國市場以來，成為西北、東北、華北甚至黃淮區域的主栽品種。

先玉335品種的基本優勢和缺陷明顯。其優勢是早熟、灌漿及脫水快、抗旱且產量高、適應性廣；劣勢是抗倒能力差，不抗大小斑病、青枯病、矮花葉病，耐密性差，高感紅蜘蛛，在大喇叭口期及散粉期遇高溫和雨水易產生大禿尖。先玉335的產量較對照品種有5％以上的優勢，提升種子發芽率為95％以上，實現了單粒播種，為推廣工作奠定了堅實的基礎[13-15]。

5 黑龍江省玉米育種主要雜優模式

黑龍江省玉米育種主要雜優模式由原來的6個增加到8個，由以Reid×Lancaster、Lancaster×唐四平頭、Reid×紅玉米為主，變為以Lancaster×唐四平頭、Reid×自330、Reid×唐四平頭為主，以Reid×Lancaster、Lancaster×自330、Lancaster×其他為輔。

其中，Lancaster×唐四平頭雜交模式占絕對優勢，Lancaster×自330、Reid×自330和Reid×唐四平頭3種雜交模式是黑龍江省重要的玉米雜交模式。重新正確劃分黑龍江省玉米雜種優勢群及雜優模式，有利于利用和創新研究種質，優化雜優模式[16-18]。

6 玉米品種選育的新方法和思路

6.1 采用單倍體技術

單倍體育種從農大高誘1號到誘導系，誘導率從2％～3％提升到10％左右[19-20]。加倍方法從秋水仙素到自然加倍，單倍體育種能力有所提升。單倍體育種能夠有效縮短育種年限，夏季在北方對育種材料進行誘導，于冬季在海南省加倍，翌年即可進行新選系的篩選與測配。在外雜選系過程中更能體現其價值。

之前利用單倍體選系的工作由于誘導數量少，最終入選的優系較少，沒有利用單倍體技術組配出較好的組合，因此還是以常規選系為主。近年來，加大了單倍體選系的比例，希望后續工作中能夠通過單倍體技術獲得優良自交系，進而組培具有較大雜種優勢的組合。

6.2 以雜優模式和籽粒類型為基礎

對以雜優模式和籽粒類型為基礎組建的群體進行相互輪回選擇，由于種質更新過快及群體基礎選系在育種應用中存在不足，故放棄了輪回選擇，但群體選擇依然在進行。

2021年收集與保存地方種質12份，2022年計劃繼續開展地方種質收集工作。窄基因群體是工作重心，可利用互補的姊妹系與同類群自交系組建窄基因群體，通過混合選擇法與S2選擇法篩選更優系。黑龍江省其他育種單位相繼放棄了輪回選擇或減少了群體數目。

6.3 進行精準測試

玉米雜交組合的田間表現穩定性會受小氣候影響，因此需精準測試，篩選出年紀間與地區間產量波動較小的組合進行審定推廣。測試點次越多，結果準確度越可靠，成本越高。均衡成本與準確度后，實行初級鑒定（1年）2個點次，高級鑒定（2年）4個點次，組合適應性鑒定（3年）4～8個點次，組合審定品種需要進行異地示范。

品種優點的發揮效果受小氣候、栽培習慣影響很大，要把影響降低，就要在栽培方法、時間、農藥、化肥方面進行改進，這就需要種子公司、經銷商在示范時提供品種種植解決方案。種子公司的經銷商應在適應區鄉鎮分別建立示范點，將品種種植解決方案呈現給種植戶。

6.4 發展雜優模式群

我國玉米育種者在實踐中培育出BSSS、蘭卡斯特種質、Luda Red Cob、Sipingtou、PA、PB、Zi330、Zhong、Tropical and Subtropical Pools群體，但是由于我國育種單位眾多，至今沒有形成行之有效的雜優模式，因此發展雜優模式群是未來育種成功的關鍵。

6.5 合作育種

合作育種是實現雙贏的有效途徑。不同單位多年的育種工作積累了特有的種質資源庫，這些種質資源是突破育種的基礎與關鍵。但是由于地區獨特的氣候條件、資源來源及育種家偏好，資源庫的優勢會集中體現在個別方面。

與其他育種單位開展合作、獲得互補是克服自身弱項的有效途徑，開展合作的前提是有效分配品種權與效益。黑龍江省農科院在品種權商業轉讓方面提倡4（組配人）∶3（親本1育成人）∶3（親本2育成人）的分配比例，在合作開發方面提倡1（育成人）∶9（開發人）的分配比例。

7 結論與建議

7.1 玉米資源的收集與利用

注重省內外、國外種質的研究與引入利用，利用外引的血緣與當地種質雜交創造選系材料是行之有效的方法，如合344、K10、444等。同時，注意對美國及歐洲種質資源的引入，使外來的優良基因導入育種材料，豐富種質資源，提高選系的配合力和抗逆水平。充分挖掘當地玉米種質資源潛力，研究、整理、收集黑龍江省三江平原地區種質資源，為改良種質、創造更適合當地生態類型的自交系奠定堅實的基礎。

7.2 挖掘玉米雜優模式

研究省內外系圃及雜優模式，找出適合黑龍江省三江平原地區的血緣類群及雜優模式，選用適用的改良方法。選定模式后，用當地種質與高配合力的血緣類群進行早熟性基因轉入，嚴格區分模式中的兩類血緣，分別改良。當改良的后代適應當地生態條件時進行組配，育出突破性品種。

7.3 堅持輪回選擇

加強基礎群體改良準備工作，輪回選擇群體通過多次互交能有效打破優良基因與不良基因的連鎖，不斷選擇可以提高群體內優良基因的頻率，提高群體的平均表現水平，選育出含優良基因的自交系，既可滿足近期育種的需要，又可為育種工作的長期發展奠定基礎。

7.4 多年多點鑒定

玉米雜交組合的田間表現穩定性會受到小氣候影響，因此需要精準測試，篩選出年紀間與地區間產量波動較小的組合進行審定推廣。在此過程中，測試點次越多，結果準確度越可靠，成本越高。均衡成本與準確度后，實行初級鑒定（1年）2個點次，高級鑒定（2年）4個點次，組合適應性鑒定（3年）4～8個點次。

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