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我国玉米种业发展现状、挑战及展望

2022-12-31

种子科技 2022年21期
关键词:种业种质品种

黄 保

(河南省农业科学院粮食作物研究所,河南 郑州 450002)

1 玉米种业发展现状及存在问题

玉米不仅是全球种植面积最大和产量最高的粮食作物,也是重要的工业原料和饲料作物。随着我国畜牧业和玉米加工业迅速发展,玉米在我国经济发展中的重要地位不断凸显。

我国玉米生产发展迅速,总产值逐年增加[1]。根据相关数据统计显示,2016 年我国玉米种植面积达到0.37 亿hm2,年产量为2.20 亿t;2020 年玉米种植面积达到0.41 亿hm2,年产量为2.61 亿t,与2016 年相比增幅高达18.7%。2016—2020 年,玉米单位面积产量从5 973 kg/hm2增加到6 316.5 kg/hm2,增幅5.8%。

近年来,玉米单产水平稳步持续提高,基本保障了玉米生产的安全性。然而,随着国家对农业政策的调整、品种审定制度的改革以及市场化需求的不断变化,我国玉米种业现状主要表现在以下几个方面。

1.1 玉米品种同质化现象严重,数量呈井喷之势

随着国家和省级联合体、“育繁推”企业绿色通道品种审定制度的实施,导致玉米品种审定周期缩短,数量猛增。2016—2019 年,国审和省审玉米品种总计为5 738 个,然而大多数审定的玉米品种遗传基础狭窄、同质化现象十分严重[2],品种间具有很高的遗传相似性,不足以应对复杂多变的自然环境带来的生物和非生物胁迫的压力,导致局部地区玉米倒伏、果穗畸形、穗腐病等大面积发生,从而引起玉米减产。2018 年河南省年推广面积在0.07 万hm2以上的玉米品种有209 个,但年推广面积在6.67 万hm2以上的全域性玉米品种只有9 个,包括郑单958、伟科702、浚单20 等,品种的遗传多样性明显不足。

1.2 玉米种子产能过剩,种业形势异常严峻

近10 年来,我国玉米杂交种植面积出现了大幅度下滑现象,由2012 年的29 万hm2降为2022 年的17.3万hm2;市场上出现了玉米种子供大于求的现象。据报道,2022 年我国玉米需种量仅为11 亿kg,而玉米杂交种供种量达16.2 亿kg,面对这种情况,部分玉米种子企业通过主动减少制种面积来缓解目前市场上出现的产能过剩压力,但一些中小企业仍违规制种,加剧了国内玉米种子供应失衡[3]。大型种子企业面临种子产能过剩和玉米生产面积缩减的双重压力。

1.3 玉米生产成本偏高,全程机械化管理势在必行

近年来,随着土地流转进程加快、农村大力推行规模化生产,加之农民进城务工导致农村劳动力流失,玉米全程机械化管理已经提上日程,尤其是玉米籽粒机械化收获是制约玉米全程机械化管理的重要环节,也是降低玉米生产成本的重要因素之一,玉米能够机械收获的关键因素之一是能够快速脱水,若含水量较多,机收时会造成籽粒破损,导致产量下降。目前我国玉米机械化收获的比例为63%,其中籽粒机械化收获的比例只有1.89%,远远不能满足玉米生产的需求[4]。制约玉米籽粒机械化收获的主要因素包括两个方面:一是现有玉米品种本身还不能满足玉米籽粒机械化收获的要求。二是现有农机具整体装备水平较低,且作业标准不同,难以满足不同生态区玉米籽粒机械化收获的需求。

1.4 专用型玉米品种缺乏,玉米生产与市场需求脱钩

在我国种业市场中,大多为历史悠久、研发能力强的国际品牌公司,其综合技术领先,具有较高的成果水平。与国外企业相比,我国玉米种业存在发展时间短、经济基础薄弱、生产规模较小、综合实力较弱、缺乏制定长期发展的计划、科研创新能力不足、抵抗风险能力较弱以及玉米生产与市场需求相脱节等缺点。

随着国家农业供给侧结构性改革,玉米种植结构逐渐趋于多样化,出现了以鲜食为主的甜、糯玉米品种,以淀粉深加工为主的高淀粉玉米品种,以饲料为主的普通籽粒玉米、专用青贮玉米及粮饲兼用型玉米品种,以抗旱节水、利用氮素较高为主的绿色玉米品种[5]。据初步统计,2019 年河南省鲜食玉米种植面积1.13 万hm2,青贮玉米种植面积2.67 万hm2,品种类型和品种数量还远远无法满足社会发展需要,而高直链淀粉、高赖氨酸、高蛋白的绿色玉米品种在我国玉米市场上几乎不存在,部分专用型玉米主要依赖进口,市场需求与科技研发严重脱节。

2 制约玉米种业高质量发展的原因

2.1 种质资源保护与利用协调发展不平衡

目前我国农作物种质资源库保有量达到51 万份,然而真正能在商业化育种中得到应用的种质资源不到10%,有的作物甚至低至3%。种质资源与育种亲本之间的矛盾越来越突出。

近20 年来,通过国家或省级审定的玉米品种主要为先玉335、郑单958 的衍生品种,玉米品种的遗传相似度非常高。杂种优势模式主要为瑞德/ 黄改和SS/NSS,育种亲本主要集中在郑58、昌7-2、PH6WC、PH4CV 等玉米自交系[6],大量地方品种和热带种质束之高阁,导致已经审定的玉米新品种遗传基础日趋狭窄、同质化日益严重,在生产上抗风险能力差。

2.2 育种水平参差不齐,育种技术落后

一是育种规模小,科研投入不足。目前我国玉米育种以科研单位和高等院校为主,育种团队规模小,力量薄弱。种子企业作为玉米育种的新生力量,科技创新的积极性显著提高,但科研经费投入不足,科研团队能力参差不齐,科企合作还没有形成合力。

二是育种理论和育种实践脱钩,育种手段相对落后。目前,我国玉米育种以常规育种的方法为主,先进的育种技术和育种理论仍停留在实验室阶段,尚未形成工程化、商业化育种模式,急需加大科技成果的转化力度。

三是种子市场存在准入门槛低、企业多、规模小、研发能力弱、育种资源和人才不足以及育种水平参差不齐等问题,造成个人育种家、民间组织(农业专业合作社、家庭农场)、种子企业、科研单位同时参与农作物育种的局面[7]。主流的农作物育种技术仍然停留在传统育种技术阶段,极大地消耗和浪费资源,一些国际上先进的育种技术,如基因编辑、全基因组选择技术还停留在实验室阶段,未在商业化育种实践中得到真正应用。

2.3 知识产权保护意识不强,种质创新积极性不高

目前,农业生产上品种同质化现象严重,生产出来的基本是低水平重复品种,种子市场上套包侵权现象时有发生。维权打假成本高、相关法律法规不能完全适应农作物种业发展形势的需要,违法经营及不公平竞争现象较为普遍,种子市场监管技术和手段落后,监管不到位,知识产权保护力度不大,因此大多数育种家追求“短平快”育种思路,原始创新动力不足。

我国大部分的玉米品种均为某几个品种的相似品种或衍生品种,对玉米种质资源的研究重视程度不够,过度追求玉米新品种的选育,导致大量的种质资源束之高阁,而在育种实践中可利用的优异种质越来越少。应加大种质资源的研究力度,从源头上解决玉米生产中面临的瓶颈问题,拉近种质资源研究和遗传育种之间的距离。

2.4 育种体系分工不明确,种子企业竞争能力不强

《关于加快推进现代农作物种业发展的意见》(国发〔2011〕8 号)明确提出对科研院所和高等院校加大基础性、公益性研究项目的投入力度,充分利用公益性研究成果,逐步建立以企业为主体的商业化育种新机制[8]。目前大多数科研院所和高等院校是以农作物遗传育种为主,基础性、公益性的研究项目得不到重视;种子企业商业化育种体系建设仍处于起步阶段,种子企业的研发投入不足,可持续性不强,造成种子企业核心竞争力弱,科企合作紧密度不够,社会分工不明确。

2.5 玉米新品种井喷,审定制度需要完善

自从绿色通道和联合体等品种审定程序实施以来,品种审定数量出现显著增长。“十三五”期间全国审定各类型品种1.68 万个,比“十二五”期间增加117%。以玉米为例,2016 年国审玉米品种达到40 多个,2017 年国审玉米品种达到170 多个,2018 年国审玉米品种达到500 多个,2019 年国审玉米品种达到1 095 个,2020 年国审玉米品种达到1 379 个。

新品种的井喷不是新品种质量的井喷,而是新品种数量的井喷,这样不仅打乱了种子市场,助长了投机心理,并且严重降低了育种人员的积极性和种子企业创新能力。

3 对策建议

3.1 加强玉米种质资源的保护和利用

品种选育的物质基础是种质资源,我国拥有的玉米种质资源数量尚可,但是在种质资源的遗传变异方面认识不足。

中华人民共和国成立初期,我国拥有的玉米品种有12 000 个,种植面积达1 100 万hm2。现阶段,随着人们对玉米的需求越来越多,玉米种植面积达4 200 万hm2,但是年推广面积在0.67 万hm2以上的杂交种不足1 000 个[9]。应加强建设农作物种质资源保存库,加大基础性、公益性科研项目的投入力度,保护稀有的种质资源,开展与种质资源的形成和演化有关的研究,加强种质资源创新,组建一支稳定的玉米种质资源保护与利用的科研队伍,建立完善的种质资源保护体系。

3.2 完善玉米种质资源的鉴定评价体系

建立起地方种质和外来优势种质之间的杂种优势联系,寻找重要的核心资源,为培育高配合力对应的自交系奠定基础。开展玉米资源的抗逆性、适应性、结实性等有关的鉴定和遗传分析,加强创新该类种质资源,为玉米的遗传育种提供相应的基础材料[10]。加强建设玉米种质资源目标性状测试设施,开展种质资源目标性状精准鉴定,基因型高通量鉴定、功能基因深度发掘,建成农作物种质资源鉴定评价综合中心,建立国家种质资源精准鉴定的评价体系。

3.3 加快现代育种技术产业化

加强先进育种技术平台建设,尤其是玉米单倍体育种技术平台、基因编辑技术平台、全基因组选择育种技术平台,加快创新种质资源,通过采用国内外先进的技术手段改良种质,促进商业化育种技术体系迅速建成,并广泛应用在育种实践中。创新育种方法,采用生物技术育种与传统育种相结合的方法,提高育种的效率和技术水平。

3.4 加强知识产权保护意识

加强知识产权保护意识,严厉打击种子市场上套包侵权现象,鼓励种质创新,制定登记制度且登记优异种质资源,明确登记的主题、内容、流程等,且要有合理的监督管理措施。健全创新种质权益保护机制,加强权益保护和侵权管理监督的举措,支持新种质上市进行公开交易,激发种质资源保护与创新的活力,与玉米机械化发展的趋势相适应。制定新的检测种子质量的标准,并严格检查和监督种子质量,严禁不符合质量标准的种子进入市场,以此来提高我国玉米种子的竞争力。要求种业单位在种子生产阶段严格选择、包装种子产品等,提高种子产品质量,创建我国农作物种质资源共享利用体系。

3.5 加大对玉米种业的科研投入力度

在当前环境背景下,我国种业企业基础较为薄弱,企业需强化理解和投入商业育种,以加强科研院所和高等院校公益性、基础性科研项目的投入为基础,联合各地的研发力量,与建立密切的合作关系,形成合理的产学与研发联合攻关的模式,重点扶持“育、繁、推”一体化企业,加强科企合作,支持科研人才、种质资源等要素有序向种子企业流动,逐步形成以企业为主体、市场为导向、资本为纽带的利益共享、风险共担的农作物种业科技创新模式。鼓励企业兼并重组,接纳非农资本进入种业,通过借鉴其先进的管理理念,启用相关资金链,实现资源整合。

3.6 提高玉米品种的审定标准

要进一步完善品种审定制度,提高种子市场的准入门槛,严厉打击品种恶性竞争。要制定和把关玉米品种审定、品种试验、相关标准,提高玉米品种审定技术要求,解决好目前出现的品种多且同质化严重的问题。加强国家与省级之间试验审定的协同,强化联合体,为玉米品种审定开辟绿色通道。

3.7 与现代育种结合,实现种质创新

长期以来,在玉米遗传育种方面我国都采用传统的育种技术,传统育种方式周期长且效率低下,对玉米种业的发展不能起到良好的推动作用。随着现代农业的发展,生物技术育种已成为现代育种的发展趋势,目前单倍体育种已取得了较大的进展,但仍存在单倍体诱导率较低的问题。此外,在玉米的遗传育种中分子育种技术发挥着重要的作用,在今后应以实现传统育种和分子标记育种的有效结合为基本目标,探索表型与基因型之间的关系,为我国玉米种业的发展打下坚实的基础。

4 结束语

我国是农业大国,玉米在我国粮食作物生产中占据重要地位,其种业发展与我国现代农业的发展息息相关,因此种业单位的发展要紧跟市场发展的需要。但就目前来看,在玉米种业发展的过程中面临着优质玉米种子较少、玉米种业产值过剩等问题,严重威胁着我国玉米种业现代化的发展。为解决此问题,在有关部门的支持下,要不断提高自身素质,引进先进的科学技术,合理充分的利用土地资源,培育出高品质、高质量的玉米种子。为确保在激烈的市场竞争中我国玉米种业可持续发展,应加大对优质玉米品种的培育力度,以满足本土特色优势作为玉米种业发展的首要目标,推动我国农业产业持续健康发展。

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