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(1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所, 山西 忻州 034000; 2.忻州師范學(xué)院生物系, 山西 忻州 034000; 3.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物遺傳研究所, 太原 030031)
玉米是重要的糧食作物和飼料作物,玉米的廣泛用途決定了國(guó)民生產(chǎn)對(duì)玉米需求量的迅速增加[1-3]。由于全國(guó)氣候條件、種植制度比較復(fù)雜,近幾年山西省玉米育種工作者通過育種攻關(guān)選育出了許多適應(yīng)我國(guó)不同生態(tài)區(qū)種植的品種,但適應(yīng)范圍小,推廣面積不大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上山西省玉米生產(chǎn)發(fā)展的需要[4-6]。因此,確立了引進(jìn)外來優(yōu)異種質(zhì)與本地種質(zhì)相結(jié)合的原則,選育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、耐密植、優(yōu)質(zhì)、綜合抗性優(yōu)良,熟期與先玉335或鄭單958相當(dāng),產(chǎn)量高于先玉335或鄭單958,且其父母本同期播種或先播母本后播父本(錯(cuò)期時(shí)間不超過3~5 d),花期相遇時(shí)間長(zhǎng),制種產(chǎn)量較高(450~550 kg或更高),成本小,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)低,利潤(rùn)高的品種,以適合當(dāng)前及將來多年對(duì)新品種的要求[7-9]。
中地88(原名忻玉6028)是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所品質(zhì)育種課題組以自育系M 3-11為母本,自選系D 2-7為父本雜交選育而成的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)玉米單交種,由中地種業(yè)(集團(tuán))有限公司獨(dú)家運(yùn)營(yíng)[1]。
2004年 PA-1×BSSS綜-1
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2004年冬 F1×BSSS綜-1
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2005年 BC 1×BSSS綜-1 PB-3×國(guó)內(nèi)黃改系綜-2 (2005年)
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2006年 BC 2 ×BSSS綜-1 F1×國(guó)內(nèi)黃改系綜-2 (2005年冬)
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2006年冬 BC 3 自交 自交(2006年兩代)
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2007年 自交(2007年兩代) 自交(2007年兩代)
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2008年 自交 自交(2008年)
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2008年冬 M 3-11 × D 2-7
中地88
圖1 中地88的選育系譜
2014年5月通過山西省春玉米耐密組審定(晉審玉2014009),2016年完成同一生態(tài)區(qū)遼寧省引種備案(遼引玉2016080),2017年完成吉林省(吉引玉2017143)、內(nèi)蒙古(蒙引玉2017099)、天津市(津引玉2017014)和河北省(冀引玉2017015)的引種備案,2017年通過西北春玉米區(qū)、黃淮海夏玉米區(qū)審定(國(guó)審玉20176072)。該品種已申請(qǐng)農(nóng)業(yè)部植物新品種保護(hù),申請(qǐng)?zhí)枮?0141500.3和20160855.4。該品種植株健壯,種子活力高,適合單粒播,耐密植,抗倒、抗病(主要如青枯病、銹病、大斑病、小斑病等)、非轉(zhuǎn)抗蟲(不生螟蟲、金龜子,抗蝸牛、耐紅蜘蛛及蚜蟲),耐貧瘠,耐高溫、耐干旱,結(jié)實(shí)好,脫水快,連續(xù)多年多生態(tài)區(qū)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),高容重、籽粒商品品質(zhì)較好,適合機(jī)械化種植適應(yīng)區(qū)域廣。
玉米雜交種中地88的成功選育對(duì)提高我國(guó)西北春玉米區(qū)、黃淮海夏玉米區(qū)、東華北春玉米區(qū)及同一適宜生態(tài)區(qū)的玉米種植效益,農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效有十分重要的意義。
1.1.1 母本M 3-11的選育
母本M 3-11為自育系,采用PA-1(DO.M 3-11/XU 19-51 B)與國(guó)外堅(jiān)稈綜合種BSSS綜-1(PH 6 WC-1/田M 3-11)雜交,再以堅(jiān)稈綜合種選系連續(xù)3代回交,再自交4代選育而成(圖1)。
1.1.2 父本D 2-7的選育
父本D 2-7為自育系,采用PB-3(P 178/599-1)與國(guó)內(nèi)綜合種(黃改系綜-2)雜交,再以綜合種選系回交1代,連續(xù)自交多代選育而成(圖1)。
PA-1(DO.M 3-11/XU 19-51 B)是課題組自育的骨干自交系,屬改良瑞德群,具有配合力高、適應(yīng)性好、制種產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn),但抗病性較差。以國(guó)外堅(jiān)稈綜合種BSSS綜-1(PH 6 WC-1/田M 3-11)改良 PA-1為育種目標(biāo),是為了不打破瑞德群×黃早四群的雜種優(yōu)勢(shì)模式。PB-3(P 178/599-1)來源于熱帶血緣的自交系,具有配合力高、綜合農(nóng)藝性狀好、高抗玉米穗粒腐病的特性。PB-3(P 178/599-1)熱帶種質(zhì)加入到國(guó)內(nèi)綜合種(黃改系綜-2)中,擴(kuò)寬了中地88的種質(zhì)基礎(chǔ),使其具有更好的抗病性、抗倒性以及高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性,對(duì)惡劣條件有更好的適應(yīng)性。
中地88(原名忻玉6028)以自育系M 3-11為母本,自選系D 2-7為父本于2008年組配而成(圖1)。2014年5月通過山西省春玉米耐密組審定,2014—2015年參加國(guó)家西北組玉米品種區(qū)域試驗(yàn),同時(shí)2015—2016年中地88參加中地種業(yè)(集團(tuán))有限公司開展的綠色通道黃淮海夏玉米區(qū)域試驗(yàn),且2015年參加了遼寧省同一生態(tài)區(qū)的引種試驗(yàn),2016年參加吉林省、內(nèi)蒙古、天津市和河北省同一生態(tài)區(qū)的引種試驗(yàn),2016年參加了中地種業(yè)(集團(tuán))有限公司自行開展的西北春玉米生產(chǎn)試驗(yàn)和黃淮海夏玉米生產(chǎn)試驗(yàn)。
2.1.1 西北春玉米組
2014—2015年西北春玉米組2年區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量為15 943.5 kg/hm2,比對(duì)照鄭單958平均增產(chǎn)6.57%。
2014年參加西北春玉米組第1年區(qū)域試驗(yàn)(B組),平均產(chǎn)量為16 362.0 kg/hm2,排第3位,較對(duì)照鄭單958增產(chǎn)7.34%,14個(gè)試點(diǎn)中,13點(diǎn)增產(chǎn),1點(diǎn)減產(chǎn)(表1)。
隨著引水渠系連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),渡槽結(jié)構(gòu)混凝土面將產(chǎn)生不同程度的裂縫。渡槽運(yùn)行一定時(shí)間后,在原裂縫或新裂縫產(chǎn)生基礎(chǔ)上,形成新的滲漏。對(duì)裂縫的處理,以往解決的方式是人工鏟除,費(fèi)時(shí)耗力,損傷混凝土面,不易清除干凈。因此對(duì)混凝土面進(jìn)行必要的整體防滲加固[2]。但是,要實(shí)施整體防滲補(bǔ)強(qiáng)加固,需要解決渡槽結(jié)構(gòu)承載能力不足的問題。本文在比較和分析的基礎(chǔ)上,提出基于碳纖維貼片方式的渡槽加固技術(shù),取得了較好效果。
2015年參加西北春玉米組第2年區(qū)域試驗(yàn)(一組),平均產(chǎn)量為15 525.0 kg/hm2,排第4位,較對(duì)照鄭單958增產(chǎn)5.80%,15個(gè)試點(diǎn)中,13點(diǎn)增產(chǎn),2點(diǎn)減產(chǎn)(表1)。
2.1.2 黃淮海夏玉米組
2015—2016年黃淮海夏玉米組2年區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量為10 395.00 kg/hm2,比對(duì)照鄭單958平均增產(chǎn)6.13%。
表5 中地88品質(zhì)分析結(jié)果
試驗(yàn)區(qū)域年份測(cè)試點(diǎn)容 重(g/L) 粗蛋白(干基%) 粗脂肪(干基%) 粗淀粉(干基%)賴氨酸(干基%)西北春玉米組2016北京 7658.773.5174.790.3西北春玉米組(自主生試)2016北京 7708.633.5476.070.31黃淮海夏玉米組(自主生試)2016北京 7809.593.4774.270.32平均771.79.003.5175.040.31
表6 中地88青貯品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果
品種名稱中性洗滌纖維含量( % ) 酸性洗滌纖維含量( % ) 粗蛋白含量( % ) 淀粉含量(% )品質(zhì)分級(jí)中地8834.5115.0710.839.61一級(jí)
表7 2014—2015年中地88抗病性鑒定結(jié)果分析
年份檢測(cè)單位 大斑病 絲黑穗病 腐霉莖腐病 穗腐病 病級(jí)抗性發(fā)病率(%)抗性發(fā)病率(%)抗性病級(jí)抗性2014年作物所5MR19.5S0HR5.0MR2015年甘肅省植保所5MR12.6S2.4HR5.2MR綜合MRSHRMR
表1 中地88參加西北春玉米組區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果
試驗(yàn)類型年份品種產(chǎn)量(kg/hm2 )產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)(%)增/減點(diǎn)次位次區(qū)試2014鄭單95815244.5——13中地8816362.07.3413/132015鄭單95814674.5——12中地8815525.05.813/24
2015年參加黃淮海夏玉米第1年區(qū)域試驗(yàn),平均產(chǎn)量為10 343.85 kg/hm2,排第1位,較對(duì)照鄭單958增產(chǎn)7.17%,其中34點(diǎn)增產(chǎn),4點(diǎn)減產(chǎn)(表2)。
表2 中地88參加黃淮海夏玉米組區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果
試驗(yàn)類型年份品種產(chǎn)量(kg/hm2 )產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)(%)增/減點(diǎn)次位次區(qū)試2015鄭單9589651.45——4中地8810343.857.1734/412016鄭單9589940.35——5中地8810446.155.0934/41
2016年參加黃淮海夏玉米第2年區(qū)域試驗(yàn),平均產(chǎn)量為10 446.15 kg/hm2,排第1位,較對(duì)照鄭單958增產(chǎn)5.09%,其中34點(diǎn)增產(chǎn),4點(diǎn)減產(chǎn)(表2)。
2.2.1西北春玉米組產(chǎn)量結(jié)果
2016年參加西北春玉米組生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量為14 982.0 kg/hm2,排第1位,較對(duì)照鄭單958增產(chǎn)6.65%,15個(gè)試點(diǎn)中14點(diǎn)增產(chǎn)1點(diǎn)減產(chǎn)(表3)。
2.2.2 黃淮海夏玉米組產(chǎn)量結(jié)果
經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(北京)測(cè)定,中地88籽粒平均容重771.7 g/L,平
表3 中地88參加西北春玉米組生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果
試驗(yàn)類型年份品種產(chǎn)量(kg/hm2 )產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)(%)增/減點(diǎn)次位次生試2016中地8814982.06.6514/11鄭單95814047.5——2
表4 中地88參加黃淮海夏玉米組生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果
試驗(yàn)類型年份品種產(chǎn)量(kg/hm2 )產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)(%)增/減點(diǎn)次位次生試2016中地8810151.15.1535/31鄭單9589653.85——2
均含粗蛋白9.00%、粗脂肪3.51%、粗淀粉75.04%、賴氨酸0.31%,品質(zhì)達(dá)到普通玉米一等級(jí)國(guó)標(biāo)(GB 1353-1999一級(jí)普通玉米標(biāo)準(zhǔn):容重≥720 g/L)、高淀粉玉米一等級(jí)國(guó)標(biāo)(GB 1353-1999一等高淀粉玉米標(biāo)準(zhǔn):粗淀粉≥75%)、飼料用玉米二等級(jí)國(guó)標(biāo)(GB/T 17890-1999飼料用玉米二等級(jí)標(biāo)準(zhǔn):容重≥685g/L、粗蛋白≥9.0%),品質(zhì)優(yōu)良(表5)。
經(jīng)北京農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院對(duì)中地88進(jìn)行品質(zhì)檢驗(yàn),達(dá)到青貯玉米一等級(jí)國(guó)標(biāo),品質(zhì)優(yōu)良(表6)。
中地88平均生育期130.4 d,比對(duì)照鄭單958熟期早0.7 d。葉鞘淺紫色,株型半緊湊,平均株高290 cm,穗位130 cm。平均空桿率0.2%,雙穗率0.6%,穗長(zhǎng)17.7 cm,穗粗5.2 cm,禿尖0.1 cm,穗行數(shù)17.2行,行粒數(shù)35.7,單穗粒重182.8 g,百粒重37.2 g,出籽率87.5%,果穗柱型,紅軸,籽粒馬齒型,黃色。病蟲害田間大部分試點(diǎn)均為1級(jí),平均絲黑穗病株率0.0%,黑粉病株率0.3%,莖腐病株率1.7%。平均倒伏率0.1%,倒折率0.3%。
表8 2015—2016年中地88抗病性鑒定結(jié)果分析
年份檢測(cè)單位 小斑病 彎孢葉斑病 莖腐病 穗腐病 瘤黑粉 粗縮病 病級(jí)抗性病級(jí)抗性發(fā)病率(%)抗性病級(jí)抗性發(fā)病率(%)抗性發(fā)病率(%)抗性2015年河北省植保所3R5.0MR28.2MR4.4MR71.4HS4.5R2016年河北省植保所5MR3.0R6.7R2.7R25.0S3 R綜合MRMRMRMRHSR
2014—2015年經(jīng)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所和甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所接種鑒定,高抗腐霉莖腐病,中抗大斑病、穗腐病,感絲黑穗病(表7)。
中地88平均生育期100.5 d,比鄭單958熟期早1.3 d。幼苗葉鞘紫色,花藥黃色,花絲淺紫色,株型半緊湊,株高288 cm,穗位高111 cm,成株葉片數(shù)20。果穗為筒型,紅軸,籽粒半馬齒型,黃色。平均穗長(zhǎng)18.3 cm,穗粗4.9 cm,穗行數(shù)16.1,禿尖0.4 cm,單穗粒重165.6 g,百粒重35.7 g,出籽率88.5%。病蟲害田間表現(xiàn)大部分試點(diǎn)均為1級(jí),平均粗縮病株率0.00%,黑粉病株率0.10%,莖腐病株率0.03%。田間倒伏率0.86%,倒折率0.53%,空桿率0.52%。
2015—2016年經(jīng)河北省植物保護(hù)研究所接種鑒定,抗粗縮病,中抗小斑病、彎孢葉斑病、莖腐病、穗腐病,高感瘤黑粉病(表8)。
中地88綜合抗性強(qiáng),對(duì)光照不敏感,抗旱耐瘠,抗病蟲抗倒,適中等以上肥水土壤,適應(yīng)性廣,可在西北春玉米區(qū)、東華北春玉米區(qū)和黃淮海夏玉米區(qū)及同一適宜生態(tài)區(qū)的丘嶺、山區(qū)、平原等多種肥水土壤上種植。以中上等肥水土壤上種植為宜。在西南部分地區(qū)(重慶、四川、廣西、云南、湘西及貴州等灰斑病較輕的地區(qū))和黑龍江第一積溫帶及中熟區(qū)中地88的引種、審定已陸續(xù)展開,種植區(qū)域?qū)⒏采w我國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)[10-12]。
5.2.1 東華北和西北春玉米區(qū)
蓄足底墑,施足底肥,精耕細(xì)作,播前曬種或種子包衣,力爭(zhēng)苗全苗勻。中地88芽勢(shì)強(qiáng),可在4月中下旬、地溫穩(wěn)定且在10 ℃以上進(jìn)行播種;東華北春玉米區(qū)種植密度為60 000~67 500株/hm2,西北春玉米區(qū)種植密度為82 500~97 500株/hm2,要加強(qiáng)田間管理,注意防治病蟲害。中地88在瘠薄、干旱、鹽堿地土壤上種植,可獲得較高產(chǎn)量;在中上等肥水土壤上種植,更能發(fā)揮其增產(chǎn)潛力[13-15]。
5.2.2 黃淮海夏播區(qū)
直播或套種,6月上中旬播種為好。適宜密度為67 500~75 000株/hm2,蓄足底墑,可按60 cm等行或(40~50)cm×80 cm寬窄行種植,一播苗勻苗全;注意增施微肥和鋅肥,倡導(dǎo)配方施肥;可輕施拔節(jié)肥,大喇叭口期重施孕穗肥,后期滿足水肥供應(yīng),以水調(diào)肥。生長(zhǎng)期內(nèi)注意防治病蟲害,完熟收獲(適時(shí)晚收),以達(dá)到高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)[16-17]。
1) 在多年的育種實(shí)踐基礎(chǔ)上,利用母本M 3-11(改良瑞德群)配合力高、適應(yīng)性好、制種產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn),父本D 2-7(黃改+PB)含熱帶血緣,具有配合力高、綜合農(nóng)藝性狀好、高抗玉米穗粒腐病的特性,不同的遺傳背景,優(yōu)劣性狀互補(bǔ),擴(kuò)寬了中地88的種質(zhì)基礎(chǔ),使其對(duì)惡劣條件有更好的適應(yīng)性。
2) 中地88的成功選育不僅豐富了我國(guó)主產(chǎn)區(qū)玉米的種質(zhì)資源,而且為適應(yīng)我國(guó)不同生態(tài)區(qū)種植的新品種選育提供理論參考。
3) 中地88與對(duì)照鄭單958熟期相當(dāng),平均比對(duì)照增產(chǎn)5.09%以上,是一個(gè)安全、綠色環(huán)保的玉米新品種。
4) 中地88種子活力高,適合單粒播,耐密植,抗倒、抗病(主要如青枯病、銹病、大斑病、小斑病等)、非轉(zhuǎn)抗蟲(不生螟蟲、金龜子,抗蝸牛、耐紅蜘蛛及蚜蟲),耐貧瘠,耐高溫、耐干旱,結(jié)實(shí)好,連續(xù)多年多生態(tài)區(qū)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),高容重、籽粒商品品質(zhì)較好,適應(yīng)區(qū)域廣,因此,中地88具有較好的推廣前景,對(duì)我國(guó)玉米增產(chǎn)具有重要的意義。
5) 中地88(2017年11月6日在山西山陰縣比正常晚收1個(gè)多月)站稈性強(qiáng),苞葉松脫水快,田間果穗籽粒含水量18%~22%,持穗性好,不掉穗掉粒,籽粒破損率3%,適宜機(jī)械化籽粒直收。
6) 中地88(2015—2017年中地種業(yè)先后在寧夏賀蘭牧場(chǎng)、山西山陰及天鎮(zhèn)牧場(chǎng)種植)生物產(chǎn)量67.5 t/hm2,且適口性好,營(yíng)養(yǎng)豐富,適宜糧飼青貯兼用。