來源丨中國種業，農財網種業寶典
作者丨賈恩吉、欒奕、車殿珍、張東升
目前我國農村勞動(dong)力短缺,玉米生產機械化粒收是大勢所趨。為適應玉米生產機械化粒收，玉米育種目標應作相應調整，由過去單純追求單株產量晚熟稀植大穗的育種模式轉變到耐密植中早熟抗性好群體產量高的育種思路上來。本文從玉米機械粒收的角度，闡述與之相適應的玉米育種目標，期望對育種工作者有所啟示。
玉米是我國第一大糧食作物，2019年播種面積已超過4000萬hm2，成為種植面積最大(da)、總產(chan)量最多的作物，對保障我國糧食安全具有重要戰略地位。
據統計，2019年全國玉米生產綜合機械化率已超過 90%，主要集中在土地整理、機械播種、無人機防控及機械摘穗等方面，但機械粒收率還不高，主要是由于收獲時籽粒含水量較高（大多超過30%）、機械收粒破損率高所致。
過去玉米育種目標定位在晚熟、 高產、稀植大穗方面，土地精耕細作，全程人工管理,，農村勞動力充足。隨著科技的(de)發展，農村勞動(dong)力向城鎮轉移，基(ji)于手工操作的(de)傳統(tong)玉米生產技(ji)術(shu)已不(bu)能(neng)適(shi)應(ying)當前玉米生產發展，而(er)面向市(shi)場，建立與(yu)之相適(shi)應(ying)的(de)玉米全程機械化技(ji)術(shu)體系是解(jie)決這一難題的(de)必然選(xuan)擇。
農村土地集(ji)約化(hua)(hua)(hua)、生產(chan)規模化(hua)(hua)(hua)、全(quan)程機(ji)械(xie)(xie)化(hua)(hua)(hua)是(shi)大(da)勢(shi)所趨。玉(yu)米(mi)(mi)育(yu)種(zhong)目標(biao)(biao)必須(xu)盡快作出調整，確立以中早(zao)熟、密植、高(gao)產(chan)、抗(kang)逆性強，適應(ying)全(quan)程機(ji)械(xie)(xie)化(hua)(hua)(hua)為育(yu)種(zhong)目標(biao)(biao)，盡快選育(yu)出宜機(ji)械(xie)(xie)粒收的(de)(de)高(gao)產(chan)玉(yu)米(mi)(mi)新(xin)品種(zhong)，滿足生產(chan)需(xu)求(qiu)。為此，本文從玉(yu)米(mi)(mi)生產(chan)機(ji)械(xie)(xie)化(hua)(hua)(hua)粒收的(de)(de)角度出發，揭示(shi)玉(yu)米(mi)(mi)自(zi)交系及雜(za)交種(zhong)的(de)(de)選育(yu)目標(biao)(biao)。
玉米生產機械化粒收對自交系選育的啟示
選育自交系的目的是為了組配高產玉米雜交種。一個優良玉米單交種是由2個優質的玉米自交系組配而成的。要滿足玉米生產機械化粒收需要，無論是雜交種還是自交系都要求種子發芽率高（95%以上）、純度好（98%以上）、凈度達98%以上(shang)。芽勢強，才(cai)能(neng)保證苗齊苗壯；種子大小均勻，硬度要(yao)好，耐機械磨(mo)損。
玉米生產機(ji)械(xie)化(hua)粒收(shou)要求(qiu)選(xuan)育(yu)出的玉米自交系(xi)抗倒伏能力(li)、耐密性要強；父(fu)本雄穗分枝稍多，花期較長；母本分枝較少，穗位(wei)以上(shang)節(jie)間長，便(bian)(bian)于機(ji)械(xie)去雄；母本生育(yu)期不(bu)宜過長，最好是(shi)中(zhong)早熟，脫(tuo)水要快，便(bian)(bian)于機(ji)械(xie)化(hua)收(shou)粒。針對以上(shang)機(ji)械(xie)化(hua)生產對玉米自交系(xi)選(xuan)育(yu)的要求(qiu)，特建議如下育(yu)種(zhong)目標。
（一）選育米質好、硬粒型或半硬粒型的自交系作母本
硬粒型或半硬粒型的種子較馬齒型具有較強的耐機械磨損能力，更強的耐低溫能力，出苗整齊、芽勢強。可以引進歐美的早熟堅稈硬粒型品種，與本地早熟硬粒型品種進行雜交、回交等，采用常規育種技術和生物技術手段進行選系，通過DH系育種及分子標記技術等(deng)手段，可以迅速得(de)到純系，進而組(zu)配出符合育種目(mu)標的雜交組(zu)合。
（二）選育耐密性強的玉米自交系
玉米自交系的選育除要具備較高的一般配合力和特殊配合力外, 還要有較強的耐密植能力。玉米自交系的耐密能力可以通過密度試驗進行，密度可以設置在9萬~18 萬株/hm2之間。最(zui)佳種植密度(du)應(ying)是在該密度(du)下自交系的空稈少(shao)、禿尖(jian)少(shao)、不倒伏，群體產量最(zui)高。從表觀上(shang)看，耐密自交系的株型應(ying)為緊(jin)湊或半(ban)緊(jin)湊型，穗上(shang)部(bu)葉(xie)片為小窄葉(xie)、斜上(shang)沖、節間長，通風透光好(hao)。
耐密玉米自交(jiao)系(xi)的(de)(de)選育(yu)(yu)，可(ke)以通過(guo)引進歐(ou)美(mei)等發達(da)國家的(de)(de)玉米種(zhong)(zhong)質(zhi)資源與(yu)本地(di)玉米種(zhong)(zhong)質(zhi)進行雜交(jiao)改良。歐(ou)美(mei)等發達(da)國家玉米生產全程機械化(hua)程度較高，耐密種(zhong)(zhong)質(zhi)資源豐富，但存在一些弱點，比如感大斑病(bing)、莖腐病(bing)等，通過(guo)與(yu)地(di)方(fang)種(zhong)(zhong)質(zhi)的(de)(de)融合改進，選育(yu)(yu)出抗性好(hao)、耐密性強的(de)(de)優良玉米自交(jiao)系(xi)。
（三）選育抗倒伏能力強的玉米自交系
玉米自交系的抗倒伏能力強弱關系到能否進行機械化收獲。玉米自交系如果大面積倒伏，不僅嚴重影響產量，還無法進行機械收獲。玉米倒伏可分為莖折和根倒， 其中，莖稈在穗位節或穗位節以下的折斷稱為莖折, 莖稈與垂直線大于一定角度（30°或45°）而莖稈不發生折斷的稱為根倒。GB/T 21962—2008 《玉米收獲機械技術條件》中規定機械粒收的條件為田間植株倒伏率應低于5%。
玉米自交(jiao)(jiao)系(xi)抗倒(dao)伏(fu)能力的(de)(de)強(qiang)(qiang)弱取決(jue)于(yu)根(gen)系(xi)根(gen)量(liang)的(de)(de)多(duo)少、層數、面(mian)積，莖(jing)(jing) 基部節數和長(chang)短，莖(jing)(jing)稈柔韌性(xing)的(de)(de)強(qiang)(qiang)弱及抗莖(jing)(jing)腐病的(de)(de)能力。一般來說(shuo)，根(gen)系(xi)發達、分布面(mian)廣、氣生根(gen)多(duo)、支(zhi)持根(gen)多(duo)、莖(jing)(jing)基部節間短、莖(jing)(jing)稈柔韌性(xing)好的(de)(de)自交(jiao)(jiao)系(xi)抗倒(dao) 伏(fu)能力較強(qiang)(qiang)。在自交(jiao)(jiao)系(xi)選(xuan)育(yu)時，可以有目(mu)的(de)(de)地針對上述特點進行選(xuan)育(yu)及改良。
（四）選育抗病蟲害尤其是抗莖腐病能力強的自交系
玉米(mi)(mi)自(zi)交(jiao)(jiao)系(xi)抗(kang)病(bing)蟲能力弱，不僅嚴重(zhong)影(ying)響自(zi)身(shen)產量，還(huan)影(ying)響機械收獲。在自(zi)交(jiao)(jiao)系(xi)選(xuan)育(yu)時(shi)，作為組建基礎群體之(zhi)一的(de)親本自(zi)交(jiao)(jiao)系(xi)必須(xu)具備較強的(de)抗(kang)玉米(mi)(mi)葉斑病(bing)、絲黑穗病(bing)及莖腐病(bing)的(de)能力，并抗(kang)玉米(mi)(mi)螟。通(tong)過引進熱帶(dai)、亞熱帶(dai)及國外抗(kang)性優(you)良的(de)玉米(mi)(mi)自(zi)交(jiao)(jiao)系(xi)與(yu)當(dang)地一般(ban)配(pei)合力高的(de)玉米(mi)(mi)自(zi)交(jiao)(jiao)系(xi)進行雜交(jiao)(jiao)，利用常(chang)規育(yu)種技術與(yu)生(sheng)物技術相結(jie)合，選(xuan)育(yu)抗(kang)病(bing)蟲能力強的(de)優(you)良玉米(mi)(mi)自(zi)交(jiao)(jiao)系(xi)。
（五）選育生育后期脫水快的優良玉米自交系
機(ji)(ji)械(xie)粒(li)收是玉(yu)米(mi)生產全程機(ji)(ji)械(xie)化的關(guan)鍵(jian)技術環(huan)節，籽(zi)粒(li)含水(shui)量(liang)(liang)高是影響收獲質量(liang)(liang)的重要技術瓶頸(jing)。玉(yu)米(mi)機(ji)(ji)械(xie)粒(li)收的質量(liang)(liang)指(zhi)標主要包括籽(zi)粒(li)破碎(sui)率(lv)(lv)、雜質率(lv)(lv) 和損(sun)失(shi)率(lv)(lv)，損(sun)失(shi)率(lv)(lv)又包括落穗率(lv)(lv)和落粒(li)率(lv)(lv)。國內(nei)外相(xiang)關(guan)研(yan)究表明，玉(yu)米(mi)籽(zi)粒(li)含水(shui)量(liang)(liang)顯著影響機(ji)(ji)械(xie)收獲破碎(sui)率(lv)(lv)，且在(zai)一(yi)定范圍內(nei)，含水(shui)量(liang)(liang)越高，破碎(sui)率(lv)(lv)越大。可見，選育(yu)生育(yu)后期籽(zi)粒(li)脫水(shui)快的優良(liang)玉(yu)米(mi)自交系至關(guan)重要。
選育生育后期脫水快的玉米自交系，在組建基礎材料時，要選用熟期較早的材料作為親本之一，另一個親本要配合力高、抗逆性好、自身產量高、偏中早熟或中熟。通過DH育(yu)種(zhong)選(xuan)(xuan)系，選(xuan)(xuan)育(yu)出熟(shu)期早、配合力(li)高、抗逆性(xing)好的(de)優良(liang)品系。同(tong)時(shi)，還要對玉(yu)米(mi)自交系的(de)穗部(bu)性(xing)狀進(jin)行研(yan)究(jiu)。前(qian)人研(yan)究(jiu)表明(ming)，玉(yu)米(mi)籽粒達(da)到生理成熟(shu)后，果穗苞(bao)葉蓬松，長度(du)適中(zhong)（包住籽粒就好），層數較少(shao)，利于脫(tuo)水(shui)。中(zhong)小穗和穗行數少(shao)、穗軸稍細(xi)，穗行間“兩(liang)行夾一溝”的(de)排(pai)列易于脫(tuo)水(shui)。在自交系選(xuan)(xuan)育(yu)時(shi)，可充分考慮(lv)上述特點進(jin)行選(xuan)(xuan)系。
玉(yu)米(mi)生產(chan)機械化粒收對雜交種選育的啟示
玉米(mi)雜交種(zhong)是由兩種(zhong)不同(tong)類型的(de)玉米(mi)自交系組配而成的(de)，適(shi)應(ying)機(ji)(ji)械化(hua)生產(chan)要求，玉米(mi)自交系的(de)優良(liang)性狀可以在雜交種(zhong)上得到充分(fen)體現。玉米(mi)生產(chan)機(ji)(ji)械化(hua)粒收要求選育出的(de)玉米(mi)雜交種(zhong)適(shi)當早熟，耐密性、抗逆(ni)性強，生育后期籽粒脫(tuo)水速率快，出苗(miao)整齊(qi)，芽勢(shi)強。
（一）雜交種適應機械化收獲的理想熟期為中早熟
在東北春玉米區，生育期一般要求125天左右，積溫 2500℃左右，可以使玉米在生理成熟后大約有1個月的時間站稈晾曬，使籽粒有充足的時間降水，達到機械粒收的標準。雜交種的熟期太早，產量上不去，太晚籽粒降水困難，影響收獲質量。在組配雜交組合時，要充分考慮2個親本的熟期，最好2個親(qin)(qin)本都是中(zhong)早(zao)(zao)熟(shu)（制(zhi)(zhi)種方便），或早(zao)(zao)熟(shu)親(qin)(qin)本與中(zhong)熟(shu)親(qin)(qin)本組配 （需(xu)錯(cuo)期，制(zhi)(zhi)種不便），盡量不要(yao)利(li)用晚熟(shu)材料作制(zhi)(zhi)種親(qin)(qin)本。
（二）機收豐產的關鍵核心技術是提高雜交種的種植密度
高密度下，玉米單株生產力下降，群體產量增加；但也不是種植密度越大越好，合理的種植密度能協調群體與個體之間的矛盾。在合理種植密度下, 玉(yu)米植株(zhu)空稈少、不倒伏，果穗(sui)禿尖(jian)少，群體產量最高。從表(biao)觀上(shang)看，耐密株(zhu)型緊湊，穗(sui)上(shang)部葉片為小窄葉、斜(xie)上(shang)沖(chong)、節間(jian)長，通風透光(guang)好。
機收玉米的種植密度應該不低于7.5萬株/hm2。因品種而異，有些品種的種植密度可達到12萬株/hm2, 甚至更高。品種的種植密度可通過密度試驗進行選 擇，即通過多年多點不同生態環境、不同密度條件, 篩選(xuan)出適(shi)宜機(ji)械化生產(chan)的優良(liang)品種最佳種植密度。
（三）雜交種抗倒抗病蟲害是玉米生產機械化的必要條件
玉米雜交種收獲時，植株倒伏較重，人工收獲都很困難，更不宜機收。抗倒伏玉米雜交種的選育，可通過人工設置一些障礙因子，比如人工拉力，多變的氣候條件如風災等考察品種的綜合抗倒伏能力。多年多點不同生態環境差異也能篩選出抗倒伏及抗病蟲能力強的高產玉米雜交種。表觀上看，一 般根系發達,氣生根多(duo)，支(zhi)持根多(duo)，莖稈柔韌性(xing)好(hao)，抗莖腐病的(de)玉米(mi)雜交種抗倒伏能力(li)較強。
（四）收獲時玉米雜交種籽粒的含水量嚴重影響機械粒收的質量
研究表明，在一定范圍內，收獲時籽粒含水量越高，籽粒破損率也越高。但也不是籽粒含水量越低越好，當籽粒含水量低于16%時, 籽粒破損率、落粒率會逐漸升高。籽粒含水量在18%~23%范(fan)圍內，破損率低，最適合機(ji)械(xie)化粒(li)收。
選(xuan)育籽粒(li)脫(tuo)水快(kuai)的玉(yu)(yu)米雜交(jiao)(jiao)種，除了(le)考慮(lv)熟(shu)期適當早(zao)熟(shu)外，還要對(dui)玉(yu)(yu)米雜交(jiao)(jiao)種達(da)到生理成熟(shu)前后(hou)籽粒(li)脫(tuo)水速率和穗(sui)部性狀進行研究。表觀上，可以利用成熟(shu)時果(guo)穗(sui)苞(bao)葉(xie)蓬松、層數(shu)少、長度適中、穗(sui)軸 稍細的玉(yu)(yu)米自交(jiao)(jiao)系(xi)進行組配；利用大家(jia)公認的脫(tuo)水較快(kuai)的玉(yu)(yu)米自交(jiao)(jiao)系(xi)組配。
推進玉(yu)米(mi)生產全程機械化，還能做什么？
由于我國農村勞動力短缺，為了省時省力，提高生產效率，增加經濟效益，玉米生產全程機械化是大勢所趨。目前，玉米生產在機械整地、機械播種以及機械摘穗等方面普及率已超過90%，但在(zai)機(ji)械粒(li)收(shou)方(fang)面(mian)普及率還不高(gao)，主要是因為收(shou)獲時玉米(mi)籽粒(li)的含(han)水量過高(gao)所致。
降低收獲時籽(zi)粒含水(shui)(shui)量(liang)，需(xu)要適當縮短玉(yu)米雜(za)(za)(za)(za)交(jiao)(jiao)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)生(sheng)育期和培育生(sheng)理成熟后 期籽(zi)粒脫水(shui)(shui)快的(de)(de)(de)優良玉(yu)米雜(za)(za)(za)(za)交(jiao)(jiao)種(zhong)(zhong)(zhong)。縮短玉(yu)米雜(za)(za)(za)(za)交(jiao)(jiao)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)生(sheng)育期，可(ke)使(shi)其有充足的(de)(de)(de)時間在田間降水(shui)(shui)，達到符(fu)合機(ji)械粒收的(de)(de)(de)標準(zhun)。但這(zhe)需(xu)要犧(xi)牲一部分(fen)積溫作為 代(dai)價，勢必影響玉(yu)米雜(za)(za)(za)(za)交(jiao)(jiao)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)產量(liang)。這(zhe)部分(fen)損失的(de)(de)(de)玉(yu)米雜(za)(za)(za)(za)交(jiao)(jiao)種(zhong)(zhong)(zhong)產量(liang)，需(xu)要通過(guo)選育耐密植的(de)(de)(de)優良玉(yu)米 雜(za)(za)(za)(za)交(jiao)(jiao)種(zhong)(zhong)(zhong)來彌補。通過(guo)單位面積株數的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，群體產量(liang)的(de)(de)(de)提高(gao)，增(zeng)加(jia)玉(yu)米雜(za)(za)(za)(za)交(jiao)(jiao)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)產量(liang)。
歐美國家的玉米雜交種在籽粒達到生理成熟后，還需要在田間站稈晾曬1個多月，使籽粒充分降水。這需要玉米雜交種的根系發達，氣生根多，莖稈的柔韌性好，高抗莖腐病。在這方面,我們也(ye)應(ying)該(gai)加大研(yan)究(jiu)力度，培育適宜機械化粒(li)收(shou)的莖稈和(he)根(gen)系。
玉米雜交種生理成熟后期籽粒脫水是一個復雜過程，除與環境、氣候條件有關外，還與遺傳因素有關。潮濕的生態環境不利于玉米雜交種籽粒脫水, 親本脫水慢的自交系也會減緩組配雜交種的脫水速率。在組配雜交組合時，除了要考慮2個親本要有較高的一般配合力和特殊配合力外，還要考慮2個親本至少有1個是脫水較快的，只(zhi)有這樣才能(neng)選育 出脫水較快的玉米(mi)雜交種。
玉(yu)米機械(xie)粒收在歐美國(guo)家現已(yi)全面普及，可以(yi)引進他們的優異種質與國(guo)內熟期早、抗性好的優良玉(yu)米自交(jiao)系(xi)(xi)進行(xing)組配(pei)選(xuan)系(xi)(xi)，也可以(yi)直接(jie)對引進的玉(yu)米雜交(jiao)種進行(xing)二環(huan)系(xi)(xi)選(xuan)育，利用其耐密(mi)植、籽粒脫水快(kuai)、莖稈(gan)柔韌性好、根(gen)系(xi)(xi)發達等突出特點，加(jia)以(yi)改造利用。
種(zhong)子是(shi)農(nong)業的“芯片”，種(zhong)子的核(he)心是(shi)種(zhong)質(zhi)，要想打(da)好種(zhong)業翻身(shen)仗(zhang)，就必須(xu)在種(zhong)質(zhi)資源(yuan)(yuan)上(shang)下功夫。選育(yu)適合玉米生產機械化粒收(shou)的品種(zhong)，需(xu)要充分挖掘國內現有(you)玉米種(zhong)質(zhi)資源(yuan)(yuan)，積極(ji)引(yin)進國外優(you)異種(zhong)質(zhi)，通過(guo)大膽創新突破，才能育(yu)成符合玉米育(yu)種(zhong)目(mu)標的新種(zhong)質(zhi)。
綜合前人觀點及多年的玉米育種經驗，可以將適宜機械化粒收的玉米育種目標定為：種子角質較多，芽勢強；植株耐密植、抗倒伏、抗莖腐病，莖稈柔韌性好；根系發達，氣生根較多；熟期稍早(中早熟)，生育后期籽粒脫水速率快，收獲時籽粒含水量為18%~23%；雜交種產量高于同熟期對照品種的5%及以上。
