寇思榮
(甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,甘肅 蘭州 730070)
玉米是世界上分布最廣的農(nóng)作物之一[1],玉米生產(chǎn)對保障糧食安全、促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展、滿足工業(yè)原料需求具有舉足輕重的作用。隨人口增加與人民生活水平的提高,玉米需求急劇增加。在耕地面積日趨減少、化肥施用量接近飽和的前提下,如何維持玉米產(chǎn)量的持續(xù)提高是今后玉米生產(chǎn)面臨的長期任務(wù)。與其它作物相比,作為C4作物的玉米具有很高的產(chǎn)量潛力[2],一般認(rèn)為,玉米單產(chǎn)的提高可從以下兩個(gè)方面入手,一是改善栽培管理?xiàng)l件,盡可能的釋放品種的產(chǎn)量潛力;二是培育玉米新品種,通過遺傳改良,使選育品種能夠充分利用現(xiàn)有資源,以達(dá)到增產(chǎn)的目的。實(shí)踐證明,前者對提高單產(chǎn)的程度是有限的,培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)的品種才是保證玉米持續(xù)增產(chǎn)最經(jīng)濟(jì)有效的途徑。
我國玉米種植面積和總產(chǎn)量僅次于美國,居世界第2位[3]。作為全球第二大玉米生產(chǎn)國和主要消費(fèi)國,必須立足國內(nèi)生產(chǎn),充分挖掘資源潛力,加快玉米生產(chǎn)發(fā)展,保障有效供給。由于我國玉米面積增加的潛力有限,增加玉米產(chǎn)量只有依靠提高單產(chǎn)水平來實(shí)現(xiàn)。目前我國玉米面積大多分布在雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū),由于受自然條件的影響,產(chǎn)量低而不穩(wěn),平均單產(chǎn)與發(fā)達(dá)國家相比,還有很大差距,省際及省內(nèi)各區(qū)縣之間也不平衡,增產(chǎn)潛力較大。近幾年,隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的逐步改善,高稈大穗晚熟型玉米品種已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要,單純依靠挖掘單株生產(chǎn)潛力大幅度提高玉米產(chǎn)量已十分困難。通過增加種植密度,依靠群體產(chǎn)量來提高單產(chǎn)是玉米生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢。目前,我國主栽的耐密植玉米品種如鄭單958、先玉335、浚單20、吉祥1號等已深受廣大農(nóng)民認(rèn)可,并迅速大面積推廣,有力地說明了選育和應(yīng)用穩(wěn)產(chǎn)、廣適、耐密品種的重要性。
玉米在甘肅省谷物生產(chǎn)中占有重要地位[4],近年來種植面積逐年增大,2014年超過93萬hm2。由于玉米具有較大的增產(chǎn)潛力和較高的種植效益,農(nóng)民種植玉米的積極性逐年增高。目前甘肅省大部分地區(qū)玉米生產(chǎn)中還以高稈、稀植、晚熟、大穗型品種豫玉22號、沈單16號等作為主栽品種,由于干旱、霜凍和大風(fēng)等自然災(zāi)害頻繁,高稈晚熟大穗型品種表現(xiàn)出禿頂長、結(jié)實(shí)差、倒伏、成熟不好等問題,最終導(dǎo)致減產(chǎn)。作為玉米育種工作者,必須清醒地認(rèn)識到玉米發(fā)展的趨勢,及早把育種思路調(diào)整到高產(chǎn)、廣適、耐密型上來。
進(jìn)入21世紀(jì)以來,甘肅省玉米育種工作者也育成了許多新品種,每年都要審定幾個(gè)至十幾個(gè)品種,但是,真正在生產(chǎn)中大面積推廣的卻沒幾個(gè),在全國較有影響的品種僅有吉祥1號。到目前為止,甘肅省種植面積較大的品種還是外來品種,雖然近年來甘肅省各種業(yè)公司也在積極推廣自育品種,但還沒有哪個(gè)品種能真正成為甘肅省的主栽品種。甘肅省的種業(yè)公司及玉米育種工作者必須深刻反思,調(diào)整育種思路,著眼本省,放眼全國,真正提高甘肅省玉米育種水平。
高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)是玉米育種永恒的主題,玉米產(chǎn)量潛力在一定程度上代表了品種、栽培技術(shù)對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的適應(yīng)性[5]、基于甘肅省惡劣的自然生態(tài)環(huán)境、先天不足的生產(chǎn)條件、落后的經(jīng)濟(jì)狀況所造成的玉米產(chǎn)量低而不穩(wěn)的現(xiàn)實(shí),在玉米品種選育目標(biāo)上應(yīng)將高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)作為品種遺傳改良的重中之重。同時(shí)要具有一定的抵抗自然災(zāi)害和生物災(zāi)害(病、蟲等)的能力,適應(yīng)性要強(qiáng)。
從甘肅省玉米種植區(qū)域來看,近幾年種植面積的擴(kuò)大,主要是由于全膜雙壟溝播栽培技術(shù)的推廣,而這些地方大多干旱少雨,因此,玉米育種必須重視抗旱性的選擇,育成品種必須有較強(qiáng)的抗旱性才有可能在生產(chǎn)中推廣種植,單純追求高產(chǎn)而不重視其抗旱性的選擇,在甘肅省自然環(huán)境條件下是無法大面積推廣的。近年來甘肅省種業(yè)商會協(xié)同省農(nóng)技推廣總站已在較干旱的地區(qū)進(jìn)行適宜全膜雙壟溝播栽培的抗(耐)旱玉米新品種的篩選,這是非常及時(shí)和必要的。
高產(chǎn)是玉米育種追求的永恒目標(biāo),但是抗倒性是保證高產(chǎn)的必要條件。發(fā)生在任何時(shí)期的倒伏都會最終導(dǎo)致產(chǎn)量的下降,尤其發(fā)生在玉米關(guān)鍵生長期的倒伏,如抽雄前后的倒伏會導(dǎo)致植株彼此覆蓋,枝葉重疊,通風(fēng)透光不良,影響光合作用正常進(jìn)行,使果穗變小、空稈、嚴(yán)重缺粒,最終致使產(chǎn)量損失,而且收獲困難。要選育能夠?yàn)槭袌鰪V泛接受的新品種,就要首先注意對倒伏材料的淘汰力度,田間選擇注意品種是否具有抗倒伏的外部條件,如根系是否發(fā)達(dá),莖稈是否健壯。在有倒伏發(fā)生的年份,及時(shí)對所有材料做詳細(xì)記載,對不抗倒伏的材料要不吝淘汰。抗倒性不僅指玉米生育期間的抗倒性,還要求在成熟后也要直立,有利于機(jī)械化收獲。目前,農(nóng)村勞動力大多外出打工,真正務(wù)農(nóng)的人越來越少,玉米生產(chǎn)全程機(jī)械化必然會提到議事日程。所以抗倒性的選育與其是一項(xiàng)重要的指標(biāo),倒不如說是玉米育種的永恒課題。
過去我們把緊湊型作為選育的主要目標(biāo),認(rèn)為緊湊型玉米品種就是耐密性品種?,F(xiàn)在考慮,耐密性和緊湊型是有區(qū)別的兩個(gè)概念。種植密度是與光照條件和土壤肥力相聯(lián)系的,某種株型的品種是否獲得高產(chǎn),必然受種植地區(qū)的生態(tài)條件、耕作制度的影響。從這個(gè)角度講,株型也是一種適應(yīng)性性狀,因此不能簡單的認(rèn)為理想株型就是緊湊株型。也就是說緊湊型品種只是植株的外在表現(xiàn),可以提高光能利用率,但不一定可以耐密植。當(dāng)然緊湊型在一定程度上增加了耐密的指標(biāo)。而真正耐密型品種是在密植條件下,個(gè)體發(fā)育良好,空稈率低、禿尖小,群體可以獲得高產(chǎn)的品種,應(yīng)該包括緊湊型和葉片分布均勻的非緊湊型。因此,耐密性是一個(gè)品種在種植密度加大情況下個(gè)體是否發(fā)育良好,空稈和禿尖是否加大,能否最大利用光熱資源,依靠群體優(yōu)勢來獲得高產(chǎn)的一種特性,與植株的根系發(fā)達(dá)程度、莖稈強(qiáng)度、抗倒伏能力密切相關(guān)。一個(gè)品種耐密性好,它就表現(xiàn)為在種植密度加大的情況下,群體內(nèi)的個(gè)體都可以發(fā)育良好,無空稈或少空稈,無禿尖或很少禿尖,群體高產(chǎn),這是耐密型品種的典型性狀。美國玉米育種公司選系密度通常是15萬株/hm2左右,以檢驗(yàn)自交系的綜合抗性。這種高密度條件下,利于篩選出抗倒性強(qiáng)、不空稈、不禿尖的自交系,同時(shí)也能組配出耐密性好的雜交種。
玉米生產(chǎn)機(jī)械化是必然趨勢,所以要求所育成品種一定要適宜機(jī)械化耕作,特別是要適宜機(jī)械化收獲。適宜機(jī)械化收獲的品種應(yīng)該是莖稈較矮、堅(jiān)韌而細(xì),成熟后不倒伏,穗位整齊,果穗苞葉層數(shù)較少,成熟后松散易扒皮,穗軸細(xì),籽粒脫水快。熟期應(yīng)比現(xiàn)有品種早10 d以上。從美國的玉米生產(chǎn)情況來說,玉米完熟后還要在地里放置20 d左右,然后直接用機(jī)械收獲籽粒。目前我們可能還達(dá)不到這種要求,但應(yīng)向這個(gè)方向努力。
低成本是參與市場競爭的一個(gè)重要條件。以生產(chǎn)和經(jīng)營種子為主的企業(yè),制種成本占據(jù)其整個(gè)成本的大部分,制種的難易程度和產(chǎn)量高低決定了品種的市場競爭力。制種產(chǎn)量高、制種容易是帶來效益的保證。鄭單958、吉祥1號能大面積種植,除雜交種本身性狀優(yōu)良外,容易制種且產(chǎn)量高也是其大面積推廣的重要因素之一。原來多數(shù)育種者只注意高配合力的選育,而忽視自交系自身產(chǎn)量。然而在當(dāng)前種子市場競爭激烈的環(huán)境里,一個(gè)好的品種更要求具有高的制種產(chǎn)量,這直接關(guān)系到種子企業(yè)效益。農(nóng)藝性狀差、生產(chǎn)力低下的親本,即便配合力很高,在未來的生產(chǎn)中也難以被接受。只有配合力高、籽粒性狀好、親本產(chǎn)量也高,并且父母本花期協(xié)調(diào),制種容易的品種在未來市場中才能生存。配合力高是選育優(yōu)良雜交種的必要條件,親本產(chǎn)量高則是生產(chǎn)雜交種的必備條件,縱觀幾十年的玉米育種進(jìn)程,雜種優(yōu)勢的利用為玉米創(chuàng)造高產(chǎn)提供了保證,而自交系產(chǎn)量的不斷提高也為玉米產(chǎn)量的增加做出了不可忽視的貢獻(xiàn),所以雙高自交系的選育是廣大育種者必須面對的現(xiàn)實(shí)問題。
以上觀點(diǎn),只是從選育最理想的玉米品種而言,而在實(shí)際工作中很難做到面面俱到,在育種過程中,不能過分追求某一育種目標(biāo),如果選育的新品種在保證高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的前提下,不抗個(gè)別病蟲害和對一些不良環(huán)境敏感,則這個(gè)新品種就應(yīng)該可以接受。在育種中過分追求某一目標(biāo),就很難培育出生產(chǎn)上需要的品種,只能培育出具有某種特性的育種材料,還可能給生產(chǎn)帶來不良后果。其實(shí),一個(gè)商業(yè)化品種并不一定要求其適應(yīng)性很廣,或在每個(gè)地方的表現(xiàn)都很突出,只要在某一生態(tài)區(qū)能表現(xiàn)突出,具有市場競爭力,就是一個(gè)好品種。
[1] 王慶祥.怎樣提高玉米種植效益[M].北京:金盾出版社,2007.
[4] 柴宗文,劉 健,李 福,等.甘肅省玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及對策[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技,2008(6):43-46.
[5] 張世煌.鄭單958帶給我們的創(chuàng)新思路和發(fā)展機(jī)遇[J]. 玉米科學(xué),2006,14(6):4-6.