2023 年NK815 制種高產技術模型分析
——探規模化高質、高產、高效玉米制種新徑

馮培煜 宋瑞連 閆海鵬 邢春景 周 峰 王曉光 史桂清

（1 北京市農林科學院玉米研究所，北京100097；2 玉米DNA 指紋及分子育種北京市重點實驗室，北京100097；3 北京順鑫農科種業科技有限公司，北京100097；4 北京農科院種業科技有限公司，北京100097）

玉米品種NK815（京津冀審玉20170001）是北京市農林科學院玉米研究所利用自選自交系京C1120 作父本、京B547 作母本組配而成[1]，是首個通過京津冀聯合國家審定的夏播品種；并于2020 年通過黃淮海、東華北區域國家審定（國審玉20200155），具有高產穩產、極抗倒伏、耐高溫熱害、耐旱耐澇、抗多種病害等優良特性，適宜東華北春玉米區、黃淮海夏玉米區和京津冀早熟夏播玉米區種植。該品種高產、優質、多抗、廣適，易制種且制種產量高，具有良好的市場競爭力和推廣潛力，是京津冀、黃淮海等玉米主產區生產主栽品種。多年來，科研人員一直在探究玉米制種高質、高產、高效的方法與途徑，2020 年在甘肅張掖NK815 獲得了877.44kg/667m2的玉米單交種制種國內最高產紀錄；2023 年8 月29 日在新疆伊犁經專家組嚴格測產，NK815 核心制種區平均制種產量高達1034.62kg/667m2（13%含水量），創造了目前為止玉米單交種制種業內最高單產紀錄，對這一新高產記錄的產生模式及技術，專家組一致認為，通過良種良法配套，優良品種NK815 在新疆伊犁實現畝產創噸制種目標，所制種子質量高且效益突出，值得在全國借鑒推廣，對玉米制種產業發展有著十分積極的意義；同時，肯定了新疆伊犁地區是我國難得的玉米制種優質基地，且對玉米育種及自交系選育結構模式也有一定引導示范作用。因此應做好影響NK815 產量結構模式與關鍵因素的分析，以更好地提升育種水平及制種高產、大田高產“雙高產”產量結構模式的合理性。

1 新疆伊犁測產組織及方法介紹

測產專家組由中國農業科學院作物科學研究所研究員、農業農村部玉米單產提升工程專家組組長李少昆研究員，中國農業大學王璞教授，以及新疆種子協會、新疆伊犁州農業科學院、甘肅河西學院等單位的相關專家組成。在新疆維吾爾自治區可克達拉市20hm2的玉米NK815 制種田進行實收測產，平均產量達到996.76kg/667m2；其中在0.67hm2的核心制種區，專家組依據農業農村部玉米專家指導組和全國玉米栽培學組制定的《玉米高產、超高產田間測產驗收方法和標準》，現場采用對角線法選取3個樣點，按照每點面積不少于66.7m2，全部實收果穗，按均值及大小選取30 個代表性果穗，脫粒稱重，計算出籽率，測量籽粒含水量并折合成標準產量。

2 核心區地理位置及自然條件

制種地塊中心點位置：44.16100N、80.76715E；耕地所屬新疆可克達拉市66 團2 連。該制種區整體地勢平坦，為較平整的獨塊地，地力均一，排灌條件好。制種區為沙質壤土，收獲后測得24cm 耕作層土樣pH 值8.480，土壤有機質5.600g/kg、全氮（N）0.820g/kg、堿解氮（N）0.052g/kg、有效磷（P）0.005g/kg、速效鉀（K）0.102g/kg、水溶性鹽總量0.001g/kg，在當地屬于上等肥力地塊。

據可克達拉市氣象資料顯示，NK815 制種全生育期3 月30 日至8 月20 日，有效積溫（≥10℃）3073℃，有效降雨量為98.2mm，8 月7 日受中度冰雹雹災1 次，全生育期未發生暴風、霜凍等其他極端不利天氣。

3 整地及主要田間管理措施

3.1 前茬前茬為制種玉米，且已連續多年進行玉米制種。

3.2 整地與覆膜秋季深翻冬灌；春播前耙平后鋪地膜。覆膜用80cm 寬幅的超薄膜，在田間均勻鋪成膜面寬70cm、膜面（溝）間距30cm 等距的膜床，覆膜作業在3 月30 日前結束。

3.3 基肥基肥以牛羊糞混合為主的圈糞腐熟后均勻撒施，在翌年結合秋翻地進行施肥，每667m2施肥量不低于8000kg；鋪膜前整地撒施磷酸二銨50kg。

3.4 父母本種植模式及種植密度在70cm 寬的膜床面內等行距雙行種植母本，膜面母本行距60cm、株距10cm，種植母本13320 株/667m2；父本在膜面的母本雙行中間以株距100cm 均勻種植，密度667株/667m2，混合種植13987 株/667m2。

3.5 播期及花期調節3 月30 日覆膜與播種同時進行；父本分兩期播種，第1 期50%父本與母本同期播種，播后3d 播第2 期（50%）父本，使父母本花期相遇良好。

3.6 灌溉與追肥分播種后、拔節期、大喇叭期口前后、抽雄前、抽雄后、乳熟期、蠟熟期進行8 次灌水；大喇叭口及抽雄后灌水時結合追肥，2 次各追施尿素60kg/667m2。

3.7 去雜及去雄，及時割除父本間定苗結合去雜；在母本雄穗露出前人工采取倒四葉展開去雄技術進行去雄[2]。父本在散粉結束后（7 月1 日）及時割除。

3.8 收獲2023 年8 月31 日收獲，收獲時田間測得果穗含水量23.1%；收獲后及時烘干、脫水、脫粒、加工。

4 田間調查主要性狀及室內考種結果

4.1 收獲密度及穗數實際收獲母本密度11693株/667m2，田間收獲果穗籽粒在10 粒以上的果穗，即有效穗數11693 穗/667m2。

4.2 父本C1120成株株型半緊湊，株高219.0cm左右，穗位高95cm。果穗粗筒形，穗行數14～16 行，總葉片數21 葉，雄穗較大，分枝數10～12 個，花粉量大而足，適宜作父本。

4.3 母本B547平 均 株 高 220.3cm，穗 位 高85.6cm，雄穗分枝數1～3 個，田間表現葉片上沖，株型緊湊，長勢一般，適于密植；總葉片數19～20 葉；空稈率 0.01%，雙穗率 0.01%，穗長14.5cm、穗粗4.3cm、穗軸粗2.3cm，穗行數13.6 行，行粒數25.3粒，單株（穗）粒數344 粒，果穗籽粒重 98.4g，百粒重28.9g，平均出籽率87.3%。

4.4 種子質量及品質加工入庫種子室內檢測質量純度99.9%，發芽率96.7%，凈度99.9%，水分12.6%；分 別 用6.5mm、7.0mm、7.5mm 不 同孔徑的篩片過篩，產量分別為1096.2kg/667m2、998.6kg/667m2、917.3kg/667m2；平均百粒重分別為29.1g、30.3g、31.7g；折合每667m2產有效籽粒數分別為376.7 萬粒、329.6 萬粒、289.4 萬粒。

5 主要支撐技術及措施

5.1 保證父母本花期相遇良好NK815 已在新疆伊犁完成3 個生產年周期試制種，父母本錯期播種調節花期技術成熟，達到父母本花期完全相遇。

5.2 所用雙親種子質量高所使用雙親種子質量純度＞99.9%，發芽率＞95.0%，凈度＞99.9%，達到一次單粒穴播保全苗要求，即能保證在出苗及去雜后有效的母本及父本畝株數[3]。

5.3 “減父、增母”高密度種植在前3 個制種周期中，在確定了父母本錯期播種調節花期指標的同時，開展了父母本不同行比及不同形式種植方式試驗研究，確定了取消父本行，在降低、減少父本播種密度及種植畝株數的同時大幅度增加母本種植密度，即“減父、增母”增密技術，父母本混合播種密度在13000 株/667m2以上。

5.4 保證完全成熟的適宜種植地域在3 個生產年周期試制種中，所選的種植地域分別在可克達拉市63 團和66 團，海拔高度區間在570～600m 之間，每年在8 月25 日前即能保證完全成熟。

5.5 地膜覆蓋最大限度做到適時早播，保證苗全、苗齊、壯苗，同時使制種授粉期避開7 月份高溫天氣。

6 玉米制種規模化高質、高產、高效實現途徑

6.1 品種保障助力規模化制種高產、高效

6.1.1 不利且異常的自然氣候條件下NK815 仍獲得高產分析2023 年新疆伊犁的氣象資料，氣候要素并不是創造高產的絕佳條件。在NK815 制種全生育期內，有效積溫較前12 年年平均（2983℃）增加90℃，在苗期（4-5 月）2 個月內有效積溫反而減少了134℃，低溫不利于培育壯苗；6-8 月積溫增加，增加最多的為7 月份，比前12 年7 月份平均積溫增加了100℃，且7 月份日均溫度達到36℃，連續多天達到40℃以上，此期的持續高溫天氣不利于玉米灌漿及干物質積累；全生育期有效降雨量較常年有效降雨量（80.1mm）增加 18.1mm，而在玉米拔節期、抽雄期及關鍵的灌漿期（6-7 月）降雨量僅為13.6mm，遠低于常年同期40.6mm 的水平，拔節期、孕穗期及灌漿期間降雨量偏少的氣象因素也不利于創造高產；8 月7 日遭受的雹災，進一步影響了部分產量的形成。在這樣多重不利氣候條件下NK815仍獲得高產記錄，說明該品種及系列品種或組合均有更高的制種增產潛力。

6.1.2 類NK815 品種多，高產、高效空間大同NK815 類似品種或組合還有京科999、MC812 等，均為同一個母本，父本長勢強、花粉量大且花期長，更有利于提高制種產量。目前新疆伊犁地區各品種玉米制種種植密度普遍在7000～8000 株/667m2，比2023 年NK815 高產種植模式的密度低5000～6000株/667m2，說明有相當數量的品種或組合還有提高產量的條件，NK815 高產典型的產生為規模化高效益玉米制種提供了樣板。為此，應在做好小面積試驗的基礎上，采用適當減少父本種植密度的同時再增加母本密度（即“減父、增母”增密技術）提高制種產量。

6.2 新疆伊犁河谷地區制種優勢為規模化玉米制種潛力發揮奠定基礎新疆伊犁河谷位于我國西部內陸地區，三面環山，土地肥沃，氣候濕潤，雨量充沛，積溫高，日照充分時間長，晝夜溫差大。河谷平原區平均海拔530～1000m，年降水量約300mm，山地年降水量500～1000mm，河域多年平均徑流量32.1 億m3，屬典型的干旱半干旱綠洲灌溉農業生產區；多年平均年日照時數達2600～3000h；河谷年平均氣溫10.4℃，年極端最高氣溫42.8℃，年有效積溫（≥10℃，含鞏留西部）在3000～3500℃之間，最高達3765℃，新源縣在2318～3175℃之間，最高達3440℃；無霜期152～168d；氣溫日振幅大，年平均日較差在9.8～17.0℃之間，其中伊犁河谷13～15℃，最大18～23℃，在生長季節3 月、4 月氣溫回升快，適宜適時早播。適合須根系（玉米）農作物生長，到了秋季，又有利于作物干物質的積累形成籽大粒滿并獲得高產。全區適于玉米制種（有條件灌溉）面積在6.67 萬hm2以上，可滿足不同熟期的玉米生長條件，發展玉米制種產業潛力大。

6.3 綜合應用已有成熟技術，實現高質、高產、高效

6.3.1 增加密度，發揮地域優勢，提高產量我國雜交玉米制種平均產量有3 次大幅度提高階段：即由20 世紀70 年代前每667m2產150kg 左右，到80 年代250kg 左右，再到90 年代300kg 左右，直至20 世紀末至今到400kg 左右；單產高產典型也由500kg到600kg、800kg，直至超1000kg，高產記錄不斷被刷新。進一步分析，大幅度單產的提高是以高產典型為引領，是和技術進步以及制種基地逐步向高熱量區集中轉移的趨勢相一致的，技術進步和基地的轉移同樣也可分為3 個階段：一是母本所占行比逐步增大的技術革新與制種基地開始集中階段，時間是自1979 年改革開放始至以后十年，父母本種植行比由以縣、鄉（公社）、村集體繁制種時期的1∶1、2∶2、1∶2 擴大到了1∶4～6，母本收獲密度由2000株/667m2左右增加到3000 株/667m2左右，玉米主產區的縣、鄉（社）生產基地向河北北部及遼寧西部的春玉米種植區集中轉移，且專業型制種公司形成。二是地膜覆蓋制種技術推廣階段，母本密度比裸地種植密度提高了1500 株/667m2左右，密度高的達到了5000 株/667m2以上，此技術是1987 年在河北豐寧縣率先研發成功，并迅速在春玉米制種區推廣普及，現在春播制種區每年大約有20 萬hm2玉米制種田使用此技術。三是伴隨著我國西部大開發戰略的推進，基地逐漸向我國積溫更高、光照更充足的西部轉移，種植密度也以1000 株/667m2的遞增量在增加，目前，核心玉米制種區張掖一般母本收獲密度在6000 株/667m2左右，而新疆普遍比張掖種植密度多1000 株/667m2以上，其單產水平也高于張掖。因此，技術進步和基地轉移的3 個階段與單產提高的3 階段表現高度一致。

40 多年來的制種技術發展無論是減少父本行或增加母本行，還是直接增加母本密度，都是以不同的形式嘗試著“減父、增母”，即以提高母本收獲株數為主要技術路線在推進，目前新疆普遍采用父母本行比1∶7 模式，部分高產地塊為0∶2（二比扔）的種植模式，都是依附在能夠滿足植株個體充分生長的光、熱、水、肥等條件為基礎的。

6.3.2 合理實施地膜覆蓋及配套技術，實現增產增效2023 年春研發的“覆膜+鋪設滴水管線—滴水—播種”新三步早春播玉米制種技術[4]，使玉米制種出苗期比使用“鋪膜+播種—滴水”技術提早3～5d，去雄工作于6 月底可基本結束，從而使玉米制種花期有效地避開了當地7 月中旬后較易發生的高溫天氣，同時還有利于出全苗、出齊苗、出壯苗，為獲得高產打下良好基礎[5]。2023 年NK815 制種創造高產的事實足以證明此技術措施是可行且有效的。

6.3.3 綜合應用不育系、機械、化控、肥水管理等技術，提高制種效益制種母本種植密度的增加，勢必會增加單位面積的去雄及收獲時的勞動用工量。目前已推廣的機械去雄及收獲技術，更適合在新疆連方成片的耕地上應用作業；特別是母本不育系選育及制種技術的成熟開發，以及化控等技術均為實現玉米制種規模化的高質、高產、高效提供了技術及措施支撐。從2023 年收獲后實際測得的田間肥力數據來看，制種田土壤含磷量較低，這也是我國西北地區耕地普遍存在的問題，應適當增施磷肥，增加肥力投入以提高地力，大力推行成熟的配方施肥、肥水一體化等技術，為高產打下堅實的基礎。

6.3.4 充分發揮母本去雄關鍵保質技術，實現制種高質、高效雜交玉米制種保質技術同樣也經歷了3 個階段：一是母本雄穗“露頭”后到開始“散粉”前的去雄階段，核心技術要求是母本不散粉、不帶葉片，且將所抽出的雄穗帶出田間另作處理，大約時間點在2000 年之前，此時種子質量純度指標一般在90%左右；二是“摸苞”帶1～2 片葉超前去雄階段，要求將所抽出的雄穗帶出田間另作處理，時間大約在2000-2010 年，種子質量純度指標一般達到95%左右；第3 階段是2011 年至今的倒四葉展開去雄技術推廣應用階段，該核心技術要點是母本植株倒四葉片展開后在1～2d 內帶3～4 葉去雄，且可直接將所抽出的雄穗及葉片丟棄田間，至此種子質量純度指標可輕易達到98%以上且制種產量不減，制種效益及社會效益顯著。目前，由于品種的不育系選育一般需要3 年左右的時間，如果一個品種沒有發展成為大品種的把握，育種家一般不會及時跟進不育系選育工作，因此玉米制種實施人工去雄也是長期繞不過去的一步。

6.3.5 強化專業管理隊伍建設，狠抓“一品一技術”落實40 多年來制種產量（單產）的不斷提高也是伴隨著制種基地的集中及專業化生產技術型的專業制種公司建立而實現的，標志是一個品種（組合）有一套專有制種技術及相配套的專業管理隊伍。如在我國甘肅、新疆等地，不僅形成了一批專業化的種子生產型公司，而且以品種命名的集推廣、種子生產于一體的聯合（專一品種）體也不斷涌現。實踐證明，建立與品種配套的種子生產及栽培技術的專業管理隊伍更有利于品種的種子生產和推廣。可喜的是，目前各農業院校也如雨后春筍般建立起了種子生產、推廣等專業學科，不僅為規模化種子生產培養了專業理論人才，更為基地生產造就了大批技術實用人才，以此為代表進入到了現代化制種技術新階段。

6.4 實現高質、高產、高效應建立有效的組織體系及制度當下在玉米種子供應鏈市場，種子銷售公司與生產公司或農戶合作的結算方式普遍施行“耕地畝保產值+生產管理費”的形式。在這種模式下，生產公司或農戶普遍存在只要生產的產品質量（純度、發芽率、凈度、水分）達標，就“萬事大吉”的思想意識，并不考慮單位面積產量高低。如此，很難調動生產公司或農戶應用制種新技術、新措施的積極性，更造成了社會及自然資源的極大浪費。比如，玉米制種去雄是質量管理中最重要的技術措施，當過早或過多地帶葉去雄時，雖然自交化率確實得以降低，保證了純度，生產公司或農戶的去雄用工投入及勞動量也降低了，但產量卻受到較大影響。倒四葉展開去雄技術的提出[2]很好地解決了如何去雄、何時去雄才能既能保證質量，又有利于保證產量的問題，而將此項技術實施到位的關鍵就在于作業人的責任心和組織者的管理水平。因此，要想實現玉米制種高質、高產、高效，更重要的是相關技術如何實施，生產基地如何規劃布局，以及對生產激勵、培訓機制、政策、組織管理等方面措施的綜合運用。

6.5 玉米制種高質、高產、高效應以育種理論、品種及自交系的創新為基礎實現玉米制種規模化高效目標，不僅與制種基地地域條件及栽培技術的應用與管理水平有關，更與品種或組合的雙親自交系特征特性有直接關系。雜交種雙親中，父本的理想特征特性應是：花粉量大、花期長、植株高（最低也應高于母本果穗花絲高度）、抗倒、耐高溫等；母本的理想特征特性應是：植株矮（一般去雄后應比父本株高矮）、果穗穗位低、穗上部葉片拉開且不少于7 片葉，株型緊湊，雄穗小而花粉量少（或無花粉，是不育系），雌雄花期錯期長，果穗軸色白色、穗軸細、穗筒形、穗行數14 行以上、穗行粒數30 粒以上、脫水速度快，籽粒圓形、硬粒、百粒重30g 左右，且抗倒、抗病，具有既耐高溫又耐低溫的綜合優良遺傳性狀；品種或組合雙親的自然生育期或父本散粉期與母本吐絲期間隔時間短、當代雜交后母本籽粒（F0）性狀表現有顯性性狀。這樣具理想性狀的自交系及組培選育的品種，制種技術簡單，不僅有利于制種產量的提高，而且在制繁種過程中也有利于種子質量的保障與檢測，同時在生產管理過程中也會減少去雄、收獲、晾曬、加工等環節的用工投入，所產（圓粒）種子還具有保全苗、耐貯藏、適宜加工等性狀，從而形成全產業鏈育種目標于一體的大產業育種觀。

6.6 精準把握高產與提高制種繁殖率關系，實現制種高效益正常情況下，玉米制種單位面積產量越高，種子籽粒越小，粒重（百粒重）也越低；反之單位面積所產籽粒數越少，籽粒體積就會越大。對商品種子而言，任何沒有質量（標準）保證的種子都不能稱為種子，好的商品種子除必須達到國家規定的4項指標外，還應達到粒重（百粒重）、大小（篩目）、籽粒的均勻一致性、活力等指標。市場上粒大、籽重（百粒重）又均勻一致的種子售價較高，可實現制種高效益。

實際生產中在計量種子產量時，種子的籽粒大小（篩片標準）、粒重（百粒重）等指標的不同對制種產量數據的核準會存在較大的差異。不難看出，以重量（kg）為單位表述制種產量高低的產量指標不能明確真實地表述種子的使用價值，即制種產量高不一定表示種子價值指標之一的有效籽粒數就高；單位面積產出種子籽粒數多，或籽粒小不能說明種子質量就差。近幾年來，NK815 制種無論是在張掖還是在新疆伊犁，百粒重均穩定在30g 左右，比鄭單958 低10g 左右，比先玉335 低5g 左右，不難看出制種的高效益和制種單位面積產出較多的有效籽粒數是密不可分的。玉米制種行為歸根結底是繁殖問題，將每一粒自交系通過種植管理（制種）繁殖出一株株（穗）飽滿而粒多的后代（雜交種子），才是理想目標。為此在表述制種產量水平或衡量制種效益高低時以單位制種面積所產有效商品籽粒數為單位更為科學。

總之，玉米制種高質、高產、高效典型的不斷涌現，不僅說明育繁制種技術水平在不斷提高，更證明了種子生產繁育在農業產業方面位置的突顯。緊緊圍繞一個品種研發一套專用種子生產技術，即“一品一技術”，并在種子生產基地逐漸形成固定模式，不僅有NK815 繼續實現制種高質、高產、再高產，其他品種同樣也會創造更高產、高效的規模化制種田，最終實現玉米大田和制種田“雙高產”，更能實現高效的全產業鏈的雙豐收、多豐收目標。可以預判，隨著育繁制種理論技術不斷的創新發展以及制種基地逐步向高質、高產、高效區的集中，玉米制種面積也將會逐步減少，業界同仁應引以重視。