林紅 孫德全 李綏艷 馬延華 潘麗艷 李東林 范金生 楊國偉 吳建忠
(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院草業(yè)研究所/黑龍江省飼料作物遺傳改良與加工重點實驗室,哈爾濱 150086)
玉米是黑龍江省第一大糧食作物,2021 年種植面積652.4 萬hm2,總產(chǎn)量4149.2 萬t,占全省糧食總產(chǎn)量的52.7%[1]。位于黑龍江省第三、四積溫帶的早熟玉米區(qū),年種植面積在全省玉米播種面積的30%以上,是黑龍江省及全國玉米全程機械化水平較高的區(qū)域。目前生產(chǎn)上大多以美國、德國、法國等國外品種為主,本土自有品種占有面積較小[2-5],針對該區(qū)域缺乏產(chǎn)量高、抗逆性強、脫水快、適宜籽粒收獲的自主選育玉米品種,黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院草業(yè)研究所通過引進鑒定評價國內(nèi)外優(yōu)異種質(zhì),利用分子標記和單倍體育種技術,創(chuàng)新選育了一批早熟玉米自交系和雜交種。本文詳細介紹龍育73 及其親本的選育過程及主要栽培技術,并對雜優(yōu)模式進行分析,為黑龍江省玉米早熟區(qū)玉米生產(chǎn)上種質(zhì)創(chuàng)新、新品種選育及生產(chǎn)提供技術支撐。
1.1 母本TF14 的選育及特征特性TF14 是從引自加拿大群體F06 中選擇優(yōu)良單株經(jīng)連續(xù)7 代自交選育而成。在適宜區(qū)出苗至成熟生育日數(shù)為113d左右,需≥10℃活動積溫2200℃左右,幼苗期第1葉鞘紫色,雄穗一級分枝數(shù)3~6 個,穎殼紫色,花絲、花藥均為綠色。株高205cm,穗位高75cm,成株可見15 片葉。果穗錐形,穗軸白色,穗長14.6cm,穗粗4.6cm,穗行數(shù)12~16 行,籽粒偏硬粒型、黃色,百粒重29.8g。
1.2 父本TWS49 的選育及特征特性TWS49是以自交系綏系709×KF2 為基礎材料,通過孤雌生殖單倍體誘導技術選育的DH 系。在適宜區(qū)出苗至成熟生育日數(shù)為108d 左右,需≥10℃活動積溫2020℃左右,雄穗一級分枝數(shù)6~10 個,穎殼紫色,花絲、花藥均為綠色。株高175cm,穗位高65cm,成株可見15 片葉。果穗筒形,穗軸白色,穗長13.5cm,穗粗4.3cm,穗行數(shù)12~14 行,籽粒偏硬粒型、黃色,百粒重25.6g。
1.3 龍育73 選育及試驗過程2013 年以自交系TF14 為母本、自交系TWS49 為父本組配雜交組合,組合編號TC1073。2014-2017 年通過品種比較及異地鑒定試驗,選拔出該組合,命名為龍育73;2018年參加黑龍江省玉米七區(qū)品比試驗;2019-2021 年參加黑龍江省第三積溫帶機收組玉米區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗;2022 年由黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會予以審定,審定編號:黑審玉20220025。
龍育73 在適宜區(qū)出苗至成熟需≥10℃活動積溫2100℃左右,生育日數(shù)為110d 左右。幼苗期第1 葉鞘紫色,葉片、莖綠色,葉片寬度10.9cm,穗上葉片數(shù)5 片,成株株高255cm,穗位高180cm,可見葉13 片,株型半緊湊;花藥、花絲均為綠色,雄穗一級分枝數(shù)4~7 個,苞葉長度適中。果穗長錐形,穗軸白色,穗長21.5cm,穗粗4.6cm,穗行數(shù)14~16 行,籽粒黃色、偏硬粒型。籽粒成熟時容重較高,達到766~781g/L,粗淀粉含量74.06%~74.27%,粗蛋白含量9.74%~9.81%,粗脂肪含量4.51%~4.77%,賴氨酸含量0.26%~0.27%。籽粒生理成熟到機械收獲期間,田間表現(xiàn)根系發(fā)達、莖稈韌性好、抗倒能力強。
3.1 試驗階段產(chǎn)量2016-2017 年品種觀察和比較試驗每hm2平均產(chǎn)量10005.7kg,比對照品種德美亞1 號平均增產(chǎn)13.8%;2018 年黑龍江省玉米七區(qū)品比試驗平均產(chǎn)量9751.3kg,比對照品種德美亞1 號平均增產(chǎn)11.5%。2019 年黑龍江省第三積溫帶機收組玉米區(qū)域試驗每hm2平均產(chǎn)量7943.6kg,比對照品種德美亞1 號增產(chǎn)9.8%;2021 年黑龍江省第三積溫帶機收組玉米生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量8977.1kg,比對照品種德美亞1 號增產(chǎn)12.5%(表1)。
表1 黑龍江省第三積溫帶機收組玉米區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗龍育73 產(chǎn)量表現(xiàn)
3.2 大面積機收產(chǎn)量為加快該品種在適宜區(qū)機收推廣,2021 年在北安、依安、克山、訥河、五大連池5 個地點進行大面積機收試驗,每個地點種植1hm2左右,密度9.0 萬株/hm2,播種時每hm2機械化一次性施入玉米緩釋肥(總養(yǎng)分含量≥51%,控釋N ≥18%,N-P2O5-K20 比例為29-10-12)600kg,施肥深度12~15cm,5 月12 日機械化精量播種,其他栽培措施同一般高產(chǎn)田。10 月15 日進行籽粒機械收獲。由表2 大面積機收主要性狀可以看出,在第三、四積溫帶不同生態(tài)地點,同一天播種和收獲的情況下,隨著種植地點≥10℃活動積溫的降低,籽粒含水量隨之升高,機收籽粒破碎率也隨之增加,籽粒含水量超過25%時,機收籽粒破碎率達到5.15%(國家標準≤5%)。機收籽粒雜質(zhì)率和田間損失率也隨著籽粒含水量升高而增加[6]。
4.1 適宜種植密度黑龍江省第三、四積溫帶的機械化水平在全國居于先進水平,生產(chǎn)上大多品種的種植密度在8.5 萬株/hm2以上,根據(jù)龍育73 的品種特性和群體產(chǎn)量,其適宜種植密度為9.0 萬株/hm2。
4.2 適時籽粒收獲龍育73 在籽粒晚熟后、籽粒含水量在18%~23%時進行籽粒收獲,這個階段收獲籽粒破碎率最低[6];籽粒含水量在25%~30%時,適宜采用果穗機械收獲。
4.3 適宜區(qū)域龍育73 適宜在黑龍江省第三積溫帶≥10℃活動積溫2300℃以上區(qū)域作為機收籽粒玉米種植,在第四積溫帶≥10℃活動積溫2100℃以上區(qū)域作為機收果穗玉米種植。
5.1 引進國外基礎群體,創(chuàng)新選育自交系引自加拿大的玉米群體具有遺傳基礎豐富、配合力好等特點;同時利用孤雌生殖單倍體誘導技術快速選育玉米DH 系。
5.2 利用典型雜優(yōu)模式選育早熟宜機收品種通過對黑龍江省第三、四積溫帶主要推廣的玉米品種遺傳背景的分子水平分析,雜種優(yōu)勢模式多為Iodent×歐洲硬?;騃odent×蘭卡斯特。龍育73母本TF14 的主要血緣來自于加拿大早熟群體F06,其75% 成分為Iodent,25% 成分為美國BSS 種質(zhì);父本TWS49 來自于綏系709×KF2,綏系709來源于美國蘭卡斯特×地方種質(zhì),KF2 來源于KWS49×地方種質(zhì),TWS49 中25%成分為美國蘭卡斯特、25%成分為歐洲硬粒、50%成分為本土地方種質(zhì)(表3)。利用典型雜優(yōu)模式組配的龍育73 聚集國外種質(zhì)配合力高、高產(chǎn)、脫水快及本土種質(zhì)適應性好等優(yōu)良性狀,適宜在黑龍江省第三、四積溫帶推廣種植。龍育73 的雜種優(yōu)勢模式既融合了市場上推廣種植的代表品種的主要模式,也雜交導入了地方種質(zhì)資源,為黑龍江省第三、四積溫帶早熟區(qū)玉米品種構建新的雜種優(yōu)勢模式提供了技術支撐。
表3 黑龍江省主要早熟玉米品種來源