冯晓曦 王红梅 郭海斌 张军刚 王成业

黄淮海南部玉米生产存在的问题与育种对策

冯晓曦 王红梅 郭海斌 张军刚 王成业

（河南省驻马店市农业科学院，驻马店463000）

针对特殊生态条件下，黄淮海南部地区玉米生产存在的问题，如病害和自然灾害频繁、收购价降低、杂优模式单一、群众对密植认识不够、优质专用型玉米发展缓慢等，从育种的角度提出，通过创新种质，选育抗病、耐密、稳产型机收玉米新品种和优质专用型玉米新品种是应对这些问题的有效措施。

玉米生产；玉米育种；稳产；机收

黄淮海夏玉米区南部（豫中南、皖北、苏北）地处北亚热带向暖温带交汇过渡区域，不仅具备黄淮海地区夏玉米生育期内旱涝不均、极端天气频发等基本气候特点外，而且还具有发生几率和严重程度都比中、北部大得多的特点。近些年，生产上存在品种杂优模式单一、降低密度推广、机收品种缺乏、缺乏高技术含量、优质专用型玉米应用面积小等问题。选育适应性强、符合当地生产需要的玉米品种是有效抵御自然灾害，降低损失，破解生产难题的有效途径。

1 存在问题

1.1 气候因素导致单产不高

1.1.1 降水过分集中 黄淮海夏玉米区南部夏玉米生长期内降水明显多于中、北部地区，且存在过分集中、强度过大的问题。8月中下旬至9月中旬是这一地区雨水最集中的时期，通常会连绵数日。而此时正处于夏玉米灌浆关键时期，光照不足及雨后气温迅速回升、植株快速衰老，造成灌浆时间缩短，严重影响子粒容重。

1.1.2 苗期干旱 黄淮海夏玉米区南部同期平均气温略高于北部，有时会高出2℃以上，土壤水分蒸发量也大于北部地区，近些年苗期干旱的问题日益突出。苗期适度干旱有利于促进根系下扎，起到蹲苗和提高抗倒伏能力的作用，但过度干旱直接影响营养体生长和干物质积累。如果持续到孕穗期和花期，就会造成俗称的“卡脖旱”和授粉不良。

1.1.3 极端天气频繁 豫南地区如驻马店市，具有亚热带与暖温带的双重气候特征，是典型的季风型半湿润气候，极端天气频发是这一地区的主要特征。短时雷雨大风发生频率最高，近些年来以2009年和2011年最为严重，倒伏面积大。2013年和2014年连续2年都出现持续高温干旱，尤其是2013年，据驻马店气象局提供的数据显示：驻马店市最高气温达到40℃，35℃以上高温长达22d，期间无降雨（8月3-25日），为50年一遇的高温干旱天气。在此极端天气下，出现了大面积减产，对高温干旱敏感的品种减产尤为严重，表现为果穗畸形、扭曲、缺粒、苞叶短，部分严重缺水地区营养体过早停止生长，空株多，甚至是绝收。

1.1.4 病害重 除极端天气外，病害是正常年份中造成本区域夏玉米单产较低的另一大因素。夏玉米生育中后期降水多，田间湿度大，细菌性病害发生、扩散、侵染速度快。常年发生的细菌性病害有南方锈病、弯孢菌叶斑病、小斑病、茎腐病、瘤黑粉病。其他细菌性病害也偶有发生，如2013年驻马店部分地区由雨后高温造成的玉米顶腐病。病毒病以粗缩病为主，特别是与稻区毗邻的区域，发病较重，感病植株基本绝收。

1.2 玉米收购价降低 长期以来，我国玉米种植面积始终处于持续增长的趋势，特别是近10年扩张速度尤为迅猛，2012年成为我国第一大作物。管理简便、价格稳定、收益显著是其发展迅速的主要原因。然而，2015年玉米销售价格急转直下，国家临时收储价格比上一年降低0．24元/kg（降幅约10%）。市场反应更加剧烈，玉米收购价格与期货价格普遍降低20%以上，其中黄淮海地区市场价格同比下降25%以上。随着国家对粮食补贴方面的改革及农业产业结构供给侧调整政策的发力，及库存的持续高企，玉米价格面临短期持续低迷的危险。收益降低严重挫伤了群众种植玉米的积极性，有条件的地方已改种花生、大豆等其他作物，持续多年的玉米播种面积扩张势头被遏制。

1.3 杂优模式单一 2000年以后黄淮海南片杂优模式由农大108、豫玉22等品种的PB×Reid、PB×综合种等逐步演变为郑单958、浚单20、鲁单981、中科4号等品种的改良Reid×黄改和P群×黄改。近几年，随着先玉335及类似品种在水肥条件较好地区表现出了较高的增产潜力，且在子粒脱水快方面表现突出，受到群众欢迎，推广面积逐渐扩大，使Reid×Lancaster很快成为主流模式之一。虽然郑单958类和先玉335类品种都具备适应性广等优点，但相对单一的杂优模式仍然加大了病害、灾害大面积发生的风险，如2013年持续高温干旱造成的先玉335类美系品种大面积、大幅度减产。

1.4 品种审定密度和推广密度脱节 在郑单958之前，我国育种和生产上一直以稀植大穗型品种为主。郑单958的出现使种植密度从当初的3．75万株/hm2提升到目前的7．50万株/hm2。在区试的指导下品种审定密度逐步提高，但不少品种在实际生产中的耐密性表现不够理想，经销商一方面为了降低推广风险，另一方面为了迎合群众“大穗即高产”、“密植不耐旱”、“密植不抗倒”等观念，往往将推广密度降低4500～7500株/hm2，导致群众当前对密植（6．75万株/hm2以上）并不完全认可。

1.5 机械粒收品种缺乏 得益于农机水平的提高和政策支持，目前基本实现了机械穗收。先玉335等美系品种具有的子粒脱水快、硬度大、商品性优、苞叶薄、后期站秆能力强等优点，符合机械粒收的要求[1]。这类品种的大面积推广客观上加快了玉米机械粒收的推广进程，黄淮海地区机械粒收面积逐年增大。机械粒收可以省去收穗、晒穗、脱粒等一系列环节，还可以节省3～7d时间，省时、省力、省工，符合农村劳动力短缺的现实。虽然“适宜机收”这个育种目标已经提出了多年，部分省份区域试验和绿色通道也增加了机收组，但截至目前，我国尚未有1个机收品种通过官方审定。市场上所谓的机收品种作为商家宣传的噱头，仅仅部分符合机收要求，远未达到真正的机收标准。

1.6 缺乏具有高技术含量的品种 目前推广的国产玉米品种多以传统的常规育种选育，这种育种过多地依赖于育种家的经验，育种效率不高。单倍体育种（DH）、分子标记辅助育种（MAS）等科技含量较高的新技术仍未实现普及，与美国先锋、孟山都等国际种业巨头的育种效率和育种理念尚有一定差距[2]。

1.7 优质专用型玉米发展缓慢 随着应用范围的逐渐广阔，优质专用型玉米如糯、甜、青贮、高赖氨酸、高油、爆裂玉米等越来越受群众、加工企业和市场的青睐。但目前黄淮海南部优质专用型玉米总体规模和发展速度与普通玉米相比依然较低[3]。

2 育种对策

2.1 明确育种目标 生产需要为育种明确目标。黄淮海南部应以本地区生产实际为导向，确定育种目标。

2.1.1 抗病 本区域病害多发，给玉米生产带来巨大困扰，但对育种来讲，却是天然的病害鉴定圃，可以省去人工接种和人工制造发病条件的必要环节。应充分利用好这个优势，直接对种质资源、选系后代以及新组合进行抗病性鉴定。

2.1.2 稳产型宜机收 2014年8月，国家农作物品种审定委员会公布的适宜机收普通玉米审定标准显示，收获时含水量低于25%，生育期比对照早熟不少于2d，种植密度不少于6750株/hm2，倒伏倒折率不超过3．0%，产量不低于对照即可。简单概括为“早熟、耐密、抗倒、子粒脱水快”。早熟、耐密和抗倒是我国常年坚持的育种目标，在材料和品种方面已有一定积累，而在子粒脱水快方面相对匮乏，是难点和瓶颈。需要更加注重相关农艺性状的改良，比如着重选择轴细、子粒品质好、苞叶薄且成熟后松散、株型通透等有利于增加子粒灌浆速度的性状。

黄淮海地区尤其是南部，自然灾害频发，稳产是品种的必备条件。从2013年高温干旱灾害性天气下的大田生产表现来看，先玉335类美系品种减产幅度远大于郑单958类品种。而国内育种者在选育机收品种时，多以先玉335为模板，甚至直接采用了美系材料，客观上增加了生产应用风险。

2.1.3 耐密植 通过增加种植密度提高玉米产量和抗逆性成为共识。区域试验作为指挥棒，率先对种植密度提高了要求。2016年河南省区域试验最高密度已经由2010年的6．75万株/hm2提升到7．50万株/hm2，将来有可能会达到8．25万株/hm2，甚至9．00万株/hm2。因此，在耐密育种方面要进一步深化并开展前瞻性研究。从材料入手，通过对株型的改善，提高冠层的通透性；加大自交系选择压力，提高各世代选系密度；采用多点环境胁迫鉴定，通过基因型与环境的互作，综合选择结实性好、抗病抗逆能力强、抗倒的耐密自交系[4]。

2.1.4 优质专用型玉米 在当前国家主动进行玉米产业结构调整的背景下，专用型玉米迎来了前所未有的发展机遇：普通玉米价格下跌，种植普通玉米收益降低，而种植专用型玉米收益较高且相对稳定，应用面积将大幅增加。大力发展优质专用型玉米，不仅可以达到调结构的目的，还可以带动相关加工产业的发展，应用前景广阔。

2.2 种质资源创新与利用 种质创新是玉米育种取得突破性进展的必经之路，历史已经证明，每一次的品种更新换代都是种质创新的结果[5]。

2.2.1 以本地优势种质为核心 地方种质与外来种质在推动育种发展方面具有同等重要的作用[6]。本地优势种质是地方种质经历长期驯化和筛选过程中，不断融入其他优异种质，形成了对本地区的气候、土壤、栽培模式有着独特的适应能力，是品种取得抗逆稳产的保证，更是种质创新与利用的核心。四平头种质作为黄淮海地区的优势资源具有株型上冲、花粉量大、灌浆速度快、耐密、结实性好等优点[7]，黄早四和昌7-2以高配合力成为其典型代表。黄淮海南部种质创新应以四平头类为核心，在新的育种目标下，融入更丰富种质的有利基因，保持较高配合力，提高抗倒性、抗病性、宜机收性。

2.2.2 先锋等国外种质作为改良利用的重点 先锋种质是美国先锋公司整合全世界资源以先进的育种理念创建的种质，与我国种质有着明显差异，具有茎秆坚韧、株型通透、耐密植、子粒品质好、脱水快等优点。随着先锋公司在黄淮海地区审定品种的逐年增多，先锋种质在本地区的适应能力越来越强，可作为种质改良与利用的重点[8]。一些欧洲种质已经在我国东北地区取得了成功，如德美亚系列，由于抗病性不过关延缓了进入黄淮海地区的进程，但其早熟、脱水快、耐密、品质好等优点仍然比较突出，也应当作为利用的重点。

2.3 丰富育种手段，提高效率 生物技术育种能使育种效率大大提高，实现“经验育种”到“精准育种”[9-10]。单倍体育种技术只需2个世代便可得到纯合的DH系，极大缩短了育种周期，而且可以淘汰有害、致死和半致死的隐性基因，是一种有效的育种方法[11-12]。分子标记技术作为现代玉米育种中的一种最重要的辅助方法，对于建立玉米杂种优势群，创造玉米新种质资源，提高其育种效率，发挥了不可替代的作用[10]。分子育种技术、信息技术已经规模化地应用于国外育种实践，转基因玉米已经大面积推广。我国也取得了一定进展，但尚未能形成规模化利用。这些技术的应用正逐步改变着以常规育种为主的格局，分子育种与常规育种的紧密结合将进入常态化。

3 结语

气候条件是限制黄淮海南部地区玉米单产提高的外因，品种适应性不强、抗逆能力差、增产潜力有限、不符合当前机收要求是内因，因此，选育优良新品种无疑是解决问题的最有效途径。绿色通道和品种联合体的建立，及同生态区引种政策的实施，使审定和推广局部适应性强的区域性品种成为可能。大力发展优质专用型玉米符合产业结构调整政策，还可以保证群众收益，保持种植玉米积极性。这些都有利于解决黄淮海南部面临的生产问题与挑战。

[1] 王文娟，姬社林．适于机械化收获的玉米新品种选育．中国种业，2012（6）：18-19

[2] 张世煌．中美两国玉米育种思路和技术水平比较．种子世界，2007（4）：13-16

[3] 李晓亮，王常芸．我国专用玉米的研究利用现状及发展前景．玉米科学，2004，12（4）：106-109

[4] 赵久然，王荣焕．再议玉米耐密型品种的选育鉴定及配套栽培技术．玉米科学，2008，16（4）：5-7

[5] 叶雨盛，孙甲，郝楠，等．我国玉米种质资源创新的现状．种子，2008，27（10）：76-78

[6] 叶雨盛，宇文强，戴保威，等．地方种质资源在我国玉米育种中的利用．山地农业生物学报，2005，24（5）：435-437

[7] 雷晓兵，赵保献，梁晓伟，等．浅谈黄淮海地区玉米育种核心种质的改良与创新．河南农业科学，2011，40（8）：79-80

[8] 冯健英．美国先锋玉米种质在黄淮海地区的利用现状和前景．河北农业科学，2011，15（9）：57-59

[9] 李建生．玉米分子育种研究进展．中国农业科技导报，2007，9（2）：10-13

[10] 韩根．生物技术在玉米育种中的应用．安徽农业科学，2012，40（15）：8406-8407

[11] 杜何为，戴景瑞，李建生．玉米单倍体育种研究进展．玉米科学，2010，18（6）：75-77

[12] 倪向群，贾波，谢庆春．玉米单倍体育种研究进展．园艺与种苗，2012（4）：75-77

2016-08-04）

河南省现代农业产业技术体系（Z2016-02-05）

王成业