楊 虎,周 剛,,曹永勝,陳光勇,秦光明,李 萌,唐余成,宋 偉,張世洪
(1.十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,湖北 十堰 442000;2.武漢隆??缔r(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司,武漢 430000)
玉米(Zea maysL.)是中國(guó)第一大糧食作物,全國(guó)范圍內(nèi)都有種植[1]。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,中國(guó)玉米種植面積常年穩(wěn)定在0.4 億hm2以上,產(chǎn)量已連續(xù)數(shù)年超過2 億t,其中2021 年全國(guó)玉米產(chǎn)量為2.725 億t,位居世界第二,僅次于美國(guó),占全球總產(chǎn)量的22.5%。中國(guó)不僅是一個(gè)玉米主產(chǎn)國(guó),同時(shí)也是一個(gè)玉米消費(fèi)大國(guó)。玉米是中國(guó)重要的糧食作物,被廣泛用于食品業(yè)、副食業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)等方面,其產(chǎn)量直接影響中國(guó)的糧食安全[2]。
玉米是湖北省第二大糧食作物,但常年缺口約600 萬t,自給率僅為30%[3]。只有增加單產(chǎn),提高玉米總產(chǎn)量,才能在現(xiàn)有種植面積不變的情況下,降低湖北省玉米的供需矛盾,從而增加經(jīng)濟(jì)效益,保障糧食的供給與安全[4]。而要提高單產(chǎn),需要不斷選育和推廣優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗的玉米雜交種,以持續(xù)保持玉米的高產(chǎn)。一般來說,在提高玉米單產(chǎn)的諸多因素里,遺傳改良對(duì)豐產(chǎn)率的影響占35%~40%[5],在各影響因子中居首位。因此,選育、開發(fā)、推廣適合市場(chǎng)需求的玉米新品種,對(duì)于穩(wěn)產(chǎn)保供、保障國(guó)家糧食安全、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意義重大。
十堰市位于秦巴山區(qū),屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫為15.9 ℃,平均海拔為736.9 m,擁有適合玉米種植得天獨(dú)厚的地理?xiàng)l件。十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院深耕玉米育種40 余年,常年從事玉米新品種的選育、示范和推廣等方面的工作,在種質(zhì)資源改良與創(chuàng)新方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn),通過不斷引進(jìn)、改良與創(chuàng)新種質(zhì)資源,陸續(xù)培育出許多優(yōu)良的玉米新品種。金玉2002 于2022 年通過湖北省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定,審定編號(hào)為鄂審玉20220013。其母本W(wǎng)D11具有熱帶血緣,父本為外引系DH-15。金玉2002 具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性廣、易制種的特點(diǎn)。本研究著重介紹了金玉2002 的選育目標(biāo)、選育思路、選育經(jīng)過、親本及品種特性特征、參試結(jié)果、優(yōu)點(diǎn)、生產(chǎn)中注意事項(xiàng)、栽培技術(shù)要點(diǎn)及制種技術(shù)要點(diǎn)等。
以選育出適合湖北省二高山地區(qū)推廣種植的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗、廣適的玉米新品種為目標(biāo),從而提高湖北省玉米產(chǎn)量,促進(jìn)湖北省玉米產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)發(fā)展。
湖北省屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,只有以熱帶血緣材料與溫帶材料進(jìn)行組配,才能選育出適應(yīng)于湖北省廣泛種植的優(yōu)良玉米新品種。母本W(wǎng)D11 是2010年從先鋒公司引進(jìn)的雜交種先玉802 經(jīng)過不斷自交、篩選、鑒定,南繁北育穿梭選育而成的核心自交系,具有熱帶血緣。其特點(diǎn)是株型好、穗位較低、果穗較長(zhǎng)、抗逆性好,具有較高的配合力,與DH-15 雜交有較強(qiáng)的雜交優(yōu)勢(shì),經(jīng)過一系列試驗(yàn),最終通過湖北省品種審定委員會(huì)審定。
父 本DH-15 的 系 譜 為[(F19×Y8G61)×C21(誘導(dǎo)系)]DH-15,是湖北金湖農(nóng)作物研究院以F19/Y8G61 為基礎(chǔ)材料,采用單倍體誘導(dǎo)技術(shù)培育而成。2013 年春季組配基礎(chǔ)群體F19/Y8G61,2013年冬季在海南省誘導(dǎo),2014 年采取藥物注射加倍選育而成(表1)。
表1 父本DH-15 的主要選育工作
母本W(wǎng)D11 的系譜為先玉802?-1-1-2-1-3-1-4-1-2-1-1,是十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院周剛自主選育的玉米自交系。2010 年引進(jìn)先鋒公司的玉米雜交種先玉802,2010 年冬季在海南省陵水縣基地?cái)U(kuò)繁,2011 年春季在湖北省十堰市育種基地大量自交,從中篩選符合育種目標(biāo)性狀的優(yōu)良單株。自2011 年起,通過在十堰市、陵水縣連續(xù)自交、篩選、鑒定,最終選育而成(表2)。
表2 母本W(wǎng)D11 的主要選育工作
2017 年冬季在海南省進(jìn)行首次測(cè)配,2018 年開展組合鑒定試驗(yàn),2019 年開展組合品比試驗(yàn),2020年參加湖北省春播山區(qū)組D 組區(qū)域試驗(yàn),2021 年參加湖北省春播山區(qū)組E 組區(qū)域試驗(yàn),同年同步進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。2022 年通過湖北省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定,品種審定編號(hào)為鄂審玉20220013。
晚熟,全生育期130 d 左右,株型平展,株高230~240 cm,穗位高90~100 cm,主莖總?cè)~片數(shù)20~21 片。幼苗葉鞘紫色,花絲紫色,護(hù)穎綠色,花藥黃色,雄穗分枝9~11 個(gè),子粒黃色、半馬齒型,果穗錐型,穗軸白色,穗長(zhǎng)16~18 cm,穗粗(直徑,下同)4.3 cm,穗行14 行,行粒數(shù)22~25 粒。
全生育期131 d左右,株型半緊湊,株高267 cm,穗位高105 cm。穗上位葉片數(shù)6~7 片。幼苗葉鞘紫色,花絲綠色,護(hù)穎淡紫色,花藥淺紫色,雄穗8~10個(gè)分枝,子粒黃色、硬粒型,果穗筒型,穗軸紅色,穗長(zhǎng)19.5 cm,穗粗4.8 cm,穗行數(shù)16~18行,行粒數(shù)35粒??共⌒詮?qiáng),大斑病1 級(jí),小斑病1 級(jí),灰斑病1 級(jí),銹病3 級(jí),穗粒腐病1 級(jí),莖稈堅(jiān)韌,根系多,抗性好。
3.3.1 植株農(nóng)藝、產(chǎn)量性狀 全生育期131 d。株型半緊湊,株高320 cm,穗位高141 cm。幼苗葉鞘紫色,花絲紫色,護(hù)穎淺紫色,花藥紫色,子粒黃色、半馬齒型,果穗筒型,穗軸紅色,穗長(zhǎng)18.0 cm,穗粗4.9 cm,禿尖長(zhǎng)1.1 cm,穗行數(shù)平均18.4 行,行粒數(shù)38.4 粒,干穗出子率85.4%,千粒重318 g,各年份試驗(yàn)表現(xiàn)見表3。
表3 2018—2021 年金玉2002 的考種表現(xiàn)
3.3.2 抗性 金玉2002 根系發(fā)達(dá),莖稈粗壯,抗倒伏、抗倒折能力強(qiáng),與對(duì)照品種華玉11 相當(dāng);金玉2002 抗病性強(qiáng),經(jīng)湖北省兩年區(qū)域試驗(yàn)鑒定,其平均倒伏率為1.2%,倒折率為0.2%,大斑病3 級(jí)、小斑病3級(jí)、銹病5級(jí)、灰斑病3級(jí)、莖腐病發(fā)病率為2.2%、紋枯病9 級(jí)病株率為4.0%、瘤黑粉病株率為0、穗腐病3 級(jí)、腔孢病5 級(jí)、彎孢菌葉斑病3 級(jí)(表4)。
表4 2020—2021 年金玉2002 的抗性表現(xiàn)
3.3.3 品質(zhì) 經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè),子粒容重為766 g/L,粗蛋白質(zhì)含量(干基)為12.0%,粗脂肪含量(干基)為4.7%,粗淀粉含量(干基)為71.51%,賴氨酸含量(干基)為0.30%。
2018 年開展玉米新組合鑒定試驗(yàn),金玉2002 產(chǎn)量為11 329.5 kg/hm2,比對(duì)照品種華玉11 增產(chǎn)8.7%。2019 年開展品種比較試驗(yàn),金玉2002 產(chǎn)量為11 631.0 kg/hm2,比對(duì)照華玉11 增產(chǎn)10.4%。2020年參加湖北省山區(qū)組D 組玉米區(qū)域試驗(yàn),金玉2002全部點(diǎn)次平均產(chǎn)量為9 461.4 kg/hm2,居第六位,比對(duì)照品種華玉11(平均產(chǎn)量為9 103.2 kg/hm2)增產(chǎn)3.9%,增產(chǎn)不顯著,7 個(gè)點(diǎn)位增產(chǎn),1 個(gè)點(diǎn)位減產(chǎn),增產(chǎn)點(diǎn)率達(dá)87.5%。2021 年參加湖北省山區(qū)組E 組玉米區(qū)域試驗(yàn),金玉2002 全部點(diǎn)次平均產(chǎn)量為9 852.2 kg/hm2,居第三位,比對(duì)照品種華玉11(平均產(chǎn)量為9 139.7 kg/hm2)增產(chǎn)7.8%,增產(chǎn)顯著,9 個(gè)點(diǎn)位增產(chǎn),1 個(gè)點(diǎn)位減產(chǎn),增產(chǎn)點(diǎn)率達(dá)90.0%。
綜合2020—2021 年兩年試驗(yàn)結(jié)果,金玉2002 平均產(chǎn)量為9 656.9 kg/hm2,比對(duì)照品種華玉11(平均產(chǎn)量為9 121.5 kg/hm2)增產(chǎn)5.9%,16 個(gè)點(diǎn)位增產(chǎn),2個(gè)點(diǎn)位減產(chǎn),增產(chǎn)點(diǎn)率達(dá)88.9%。
2021 年在恩施市、巴東縣、襄陽市、長(zhǎng)陽縣、五峰土家族自治縣、房縣、鄖陽區(qū)、竹山縣同步開展生產(chǎn)試驗(yàn),金玉2002 平均產(chǎn)量為9 868.7 kg/hm2,比對(duì)照品種華玉11 增產(chǎn)8.4%,8 個(gè)點(diǎn)位全部增產(chǎn),增產(chǎn)點(diǎn)率100%(表5)。
表5 2018—2021 年金玉2002 的產(chǎn)量表現(xiàn)
金玉2002 外觀品質(zhì)好,子粒金黃、硬粒型;果穗結(jié)實(shí)性好,無禿尖,苞葉包被較好;抗病性好,抗倒伏能力強(qiáng);早熟性好。
苗期和大喇叭口期要注意對(duì)地老虎、玉米螟、草地貪夜蛾等病蟲害進(jìn)行防治;中后期遇高溫、干旱、陰雨天氣時(shí),需注意田間抗旱排澇,避免誘發(fā)青枯病;成熟后要及時(shí)收獲,防止子粒霉變。
選擇土壤肥力中等偏上、地勢(shì)平坦、四周無蔭蔽、光照充足、排水灌溉較好的地塊進(jìn)行種植。整地要做到兩犁兩耙,冬季犁地要適當(dāng)深翻,深度≥25 cm為宜,要利用好冬季雨雪天氣凍凌土壤、滅殺部分越冬害蟲及蟲卵。播種前要仔細(xì)耙地,使土壤細(xì)密,土地平整。
玉米新品種金玉2002 適宜在湖北省二高山地區(qū)春播種植,露地直播于4 月上中旬。播種時(shí)氣溫要穩(wěn)定≥10 ℃,土壤表層5 cm 深處地溫穩(wěn)定在12 ℃,墑情以手握松散為宜。最佳種植密度為37 500~45 000 株/hm2。
施足底肥。底肥主要是有機(jī)肥,輔以化肥。施用優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥15 000 kg/hm2,也可施600~750 kg/hm2優(yōu)質(zhì)復(fù)合肥。底肥在旋耕前或播種時(shí)施到地里,做到種肥隔離。
合理追肥。追肥主要是速效氮,如尿素,輔以鉀肥、磷肥,如硫酸鉀、過磷酸鈣或磷酸二氫鉀。一般采用二次追肥法,施足苗肥和重施穗肥。定苗后追施苗肥,3~5葉時(shí)為宜,尿素追施112.5~150.0 kg/hm2。大喇叭口期追施穗肥,宜在10~12 片葉時(shí)追施,尿素追施225~300 kg/hm2。
出苗后經(jīng)常查看苗情,根據(jù)苗情及時(shí)補(bǔ)種、補(bǔ)苗、間苗和定苗,做到早定苗,育壯苗。
播種后使用異丙草胺、莠去津、禾耐斯等對(duì)水噴施,封閉田間雜草。出苗后及時(shí)用土蠶一只凈、溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯等藥物對(duì)蠐螬、地老虎、螻蛄等地下害蟲進(jìn)行防治。在大喇叭口期用0.3%辛硫磷顆粒、90%晶體敵百蟲800~1 000 倍稀釋液等對(duì)玉米螟進(jìn)行防治。在苗期和大喇叭口期用甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽等藥物對(duì)草地貪夜蛾進(jìn)行防治。
成熟后要及時(shí)收獲,以防子粒霉變。
要求選擇肥力中上等、地勢(shì)平坦、排灌方便、光照充足、隔離安全的地塊作為制種區(qū)。具有500 m以上的空間隔離區(qū),15 d 以上的隔離期[6]。
合理的種植密度為75 000~82 500 株/hm2,父母本行比為1∶4。父母本同期播種。
要重點(diǎn)做好苗期和抽雄開花前的去雜去劣工作,及時(shí)清除不符合親本自交系典型性狀的植株。母本去雄工作做到及時(shí)、干凈、徹底,在散粉前應(yīng)將其雄穗全部去除,不留殘枝,要求每日一次??蓭б黄~去雄。去除后的雄穗要帶出制種田,帶到離制種田較遠(yuǎn)的安全地帶進(jìn)行處理[7]。
為提高制種產(chǎn)量,必要時(shí)可以采取人工輔助授粉。花期相遇,花粉充足,氣候條件好時(shí),可只進(jìn)行1 次人工輔助授粉,如遇高溫干旱或陰雨天氣,需進(jìn)行2~3 次人工輔助授粉[8]。
成熟后及時(shí)采收,采收時(shí)對(duì)母本果穗進(jìn)行精選,去除雜劣果穗。脫粒后的種子要及時(shí)晾曬,使種子水分降低到13%以下,曬干后對(duì)種子進(jìn)行精選、包裝,貼好標(biāo)簽后入庫保存。