以下文章來(lái)源于南北學(xué)苑 ，作者路明
種子是農(nóng)業(yè)的芯片, 優(yōu)良品種更新?lián)Q代對(duì)我國(guó)玉米產(chǎn)量提高發(fā)揮了重要作用。研究近40 年來(lái)我國(guó)玉米大品種的歷史貢獻(xiàn)和發(fā)展趨勢(shì)對(duì)當(dāng)前我國(guó)玉米育種具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究以1982—2020 年期間全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心發(fā)布的歷年玉米品種推廣面積為依據(jù), 篩選出近40 年來(lái)我國(guó)種植的鄭單958 等27 個(gè)玉米大品種, 累計(jì)推廣3.21億公頃, 占期間我國(guó)玉米總種植面積的29.09%, 其中超大品種4 個(gè), 分別是鄭單958、中單2 號(hào)、丹玉13、先玉335; 特大品種6 個(gè), 分別是浚單20、掖單2 號(hào)、農(nóng)大108、掖單13、四單19、煙單14, 推廣年限在8~30 年之間, 平均17.63年, 單年最大推廣面積在69.97 萬(wàn)~456.95 萬(wàn)公頃, 平均150.79 萬(wàn)公頃。主要分布于山東、河南、河北、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古等省區(qū), 13 個(gè)品種單年超66.67 萬(wàn)公頃的省(區(qū))是山東、河南、河北、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、遼寧、四川。大品種種植面積占總面積的比例變化特征是1982—1989 年期間快速上升、1990—1997 年期間面積占比穩(wěn)定、1998 之后下降, 至2020 年面積占比下降到12%左右。裕豐303、中科玉505 等具有發(fā)展成為大品種的潛力, 未來(lái)智能設(shè)計(jì)育種將高效培育出新一代突破性品種, 加速提升我國(guó)玉米單產(chǎn)水平。面對(duì)當(dāng)前玉米生產(chǎn)問(wèn)題及今后發(fā)展趨勢(shì), 建議在區(qū)域試驗(yàn)的分布布局、試驗(yàn)精準(zhǔn)度和品種審定標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)一步完善玉米品種區(qū)域試驗(yàn)。
一、玉米大品種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和大品種確立
作物大品種通常是指適應(yīng)性廣、種植面積大的品種，但迄今尚沒(méi)有關(guān)于大品種的明確定義或確切的指標(biāo)。本研究綜合考慮我國(guó)玉米品種推廣應(yīng)用的歷史性，將 1982 年以來(lái)年推廣面積達(dá) 66.67 萬(wàn)公頃以上的品種作為大品種候選，再根據(jù)全國(guó)玉米品種推廣面積排序?yàn)橹饕罁?jù)，將玉米大品種定義為“最大年推廣面積在 66.67 萬(wàn)公頃以上且累計(jì)推廣面積 333.33 萬(wàn)公頃以上的品種”。
同時(shí)參考《國(guó)務(wù)院關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)的通知國(guó)發(fā)[2014]51 號(hào)》中對(duì)于我國(guó)城市的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將大品種劃分為 3 類(lèi)，第 1 類(lèi)為超大品種，即累計(jì)推廣面積 2000 萬(wàn)公頃以上品種；第 2 類(lèi)為特大品種，即累計(jì)推廣面積 1000 萬(wàn)公頃以上2000 萬(wàn)公頃以下的品種；第 3 類(lèi)為大品種，即累計(jì)推廣面積 333.3 萬(wàn)公頃以上 1000 萬(wàn)公頃以下的品種。
根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，1982-2020 年共有 24 個(gè)玉米品種符合大品種的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，另外，在上世紀(jì) 80 年代初推廣的丹玉 6 號(hào)、鄭單 2 號(hào)、魯原單 4 號(hào)由于在上世紀(jì) 70 年代已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模推廣，所以將這 3 個(gè)品種也納入大品種的范圍。27 個(gè)大品種累計(jì)推廣 3.21 億公頃，占期間我國(guó)玉米總種植面積的 29.09%，其中前 10 位品種分別是鄭單 958、中單 2號(hào)、丹玉 13 號(hào)、先玉 335、浚單 20、掖單 2 號(hào)、農(nóng)大 108、掖單 13 號(hào)、四單 19、煙單 14 號(hào)。推廣年限在 8-30 年之間，平均 17.63 年。
單年最大推廣面積在 69.97-456.95 萬(wàn)公頃，平均 150.79 萬(wàn)公頃。19 個(gè)品種進(jìn)入年推廣面積前 3 名，持續(xù)時(shí)間在 1-19 年之間，平均 6.16 年，其中鄭單 958、中單 2 號(hào)、先玉 335、丹玉 13 和掖單 2 號(hào)的持續(xù)時(shí)間分別為 19、17、11、10 和 10 年。
根據(jù)大品種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，將有確準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的 24 個(gè)大品種劃分為 3類(lèi)：第 1 類(lèi)為超大品種（4 個(gè)），包括鄭單 958、中單 2 號(hào)、丹玉 13 號(hào)、先玉 335；第 2 類(lèi)為特大品種（6 個(gè)），包括浚單 20、掖單 2 號(hào)、農(nóng)大108、掖單 13 號(hào)、四單 19、煙單 14 號(hào)；第 3 類(lèi)為大品種（14 個(gè)），包括京科 968、豫玉 22、掖單 4 號(hào)、四單 8、登海 605、本玉 9 號(hào)、魯單981、掖單 12、沈單 7 號(hào)、德美亞 1 號(hào)、掖單 19 號(hào)、吉單 101、西玉 3號(hào)、魯單 50。
圖1 1982-2020 年期間的大品種
二、玉米大品種的歷史貢獻(xiàn)
從 20 世紀(jì) 70 年代后, 我國(guó)玉米進(jìn)入了單交種時(shí)代。本研究以 1982 年起始算, 我國(guó)玉米品種實(shí)現(xiàn)了5 次更新?lián)Q代。
第 1 次更新?lián)Q代期: 80 年代初期到中期
代表品種有中單 2 號(hào)、丹玉 6 號(hào)、鄭單 2 號(hào)、魯原單 4 號(hào)、吉單 101、四單 8 號(hào)等, 其中, 中單 2 號(hào)豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病、廣適, 克服了 70 年代流行的大、小斑病, 實(shí)現(xiàn)了“豐產(chǎn)、多抗和廣適”三大目標(biāo)的統(tǒng)一, 1982—1986 年連續(xù) 5 年種植面積排名第一, 面積占全國(guó)玉米種植面積的 10.59%, 種植面積在 66.67 萬(wàn)公頃以上的年份達(dá) 19 年, 共推廣 3237.13 萬(wàn)公頃, 是我國(guó)歷史上累計(jì)推廣面積第 2 大、應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)的品種。
第 2 次更新?lián)Q代期: 80 年代中期到 90 年代中期
代表品種有丹玉13、煙單14、掖單2 號(hào)、掖單4 號(hào)、沈單7 號(hào)等, 其中, 丹玉13 綜合抗性好、適應(yīng)性廣、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn), 在1987—1994 年連續(xù)8 年居全國(guó)玉米種植面積第1 位, 面積占全國(guó)玉米種植面積的12.66%, 1988—1991 年連續(xù)4 年超過(guò)300 萬(wàn)公頃, 超66.67 萬(wàn)公頃以上達(dá)13 年, 累計(jì)推廣2810.47 萬(wàn)公頃。
第 3 次更新?lián)Q代期: 90 年代中期到90 年代末期
代表品種有掖單13、掖單12、掖單19、本玉9 號(hào)、四單19、西玉3 號(hào)等, 其中, 掖單13 株型緊湊、耐密、中矮稈、抗倒伏、產(chǎn)量高, 是我國(guó)首次育成的具有夏玉米公頃產(chǎn)量66.67 kg 生產(chǎn)能力的緊湊型高產(chǎn)雜交種, 標(biāo)志著我國(guó)在玉米育種方面探索出一條通過(guò)緊湊大穗獲得高產(chǎn)的新途徑, 開(kāi)創(chuàng)了以群體生產(chǎn)力獲得高產(chǎn)的新路, 1995—1999 年連續(xù)5年種植面積居全國(guó)第1 位, 面積占全國(guó)玉米種植面積的6.96%, 1995—1997 年連續(xù)3 年超過(guò)200 萬(wàn)公頃,累計(jì)推廣面積1557.4 萬(wàn)公頃。
第 4 次更新?lián)Q代期: 21 世紀(jì)初期(2000—2003年)
代表品種有農(nóng)大108、豫玉22、魯單50 等, 其中, 農(nóng)大108 高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗倒、耐旱、耐瘠薄和抗多種病蟲(chóng)害的諸多優(yōu)點(diǎn), 適應(yīng)性廣, 在我國(guó)東北、華北、西北春玉米區(qū)、黃淮海夏播玉米區(qū)和西南山地玉米區(qū)廣為種植, 2000—2003 年連續(xù)4 年種植面積居全國(guó)第1 位并超過(guò)200 萬(wàn)公頃, 面積占全國(guó)玉米種植面積的10.91%, 累計(jì)推廣1837.13 萬(wàn)公頃。
第 5 次更新?lián)Q代期: 21 世紀(jì)初期后(2004 年—至今)
代表品種鄭單958、先玉335、浚單20、京科968、登海605、德美亞1 號(hào)等, 其中, 鄭單958集高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)耐密、廣適多抗于一身, 2004 年以來(lái)已連續(xù)19 年為全國(guó)推廣面積最大的玉米品種,面積占全國(guó)玉米種植面積的9.0%, 2009—2013 年連續(xù)5 年超過(guò)400 萬(wàn)公頃, 最高年份達(dá)456.93 萬(wàn)公頃,累計(jì)推廣5971.12 萬(wàn)公頃, 成為我國(guó)玉米育種史上的一個(gè)里程碑品種。先玉335 高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、早熟、脫水快、出籽率高、商品品質(zhì)好, 深刻影響了我國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展, 累計(jì)推廣2368.5 萬(wàn)公頃。
三、玉米大品種的區(qū)域分布
對(duì)玉米大品種各省市自治區(qū)的種植面積分析表明，近 40 年來(lái)在全國(guó) 28 個(gè)省市自治區(qū)均有分布，前十位分別是山東、河南、河北、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、山西、安徽、遼寧、陜西(圖1)，所占比例為3.75%~20.35%，其中高于5%以上的分別是山東(20.35%)、河南(14.98%)、河北(13.57%)、吉林(9.34%)、黑龍江(6.95%)、內(nèi)蒙古(5.87%)，共占71.06%。
圖2 玉米大品種推廣種植的前十大?。▍^(qū)）
四、玉米大品種種植面積變化趨勢(shì)
對(duì) 1982—2020 年我國(guó)玉米大品種種植面積及占全國(guó)玉米總面積比進(jìn)行分析，大品種年推廣面積在460.4萬(wàn)~1137萬(wàn)公頃(圖3-A)，年平均822.64萬(wàn)公頃，主要呈現(xiàn)2個(gè)波峰趨勢(shì)，1989—1997年為第1個(gè)波峰，年推廣超過(guò)900萬(wàn)公頃，年平均1006.89萬(wàn)公頃，1996年達(dá)到最高的1137萬(wàn)公頃；2009—2015年為第2個(gè)波峰，年推廣也超過(guò)900萬(wàn)公頃，年平均1007.92萬(wàn)公頃，2012年達(dá)到1084.08萬(wàn)公頃。之后呈快速下降趨勢(shì)，2020年達(dá)到較低的496.67萬(wàn)公頃。
大品種面積占比在12.04%~49.80% (圖3-B)，平均31.34%，總的變化趨勢(shì)是由上升到趨穩(wěn)再下降，1982—1989年呈快速上升，由26.48%提高到47.61%，平均占比34.13%；1990—1997年這8年期間都在40%以上，平均占比45.79%；其后23年進(jìn)入下降期，大品種面積占比由34.9%逐步下降到12.04%，平均占比25.35%。
圖3 1982-2020 年我國(guó)玉米大品種種植面積的變化趨勢(shì)
A. 種植面積 B. 種植面積占比
五、我國(guó)玉米大品種的驅(qū)動(dòng)因素分析
玉米單產(chǎn)是由品種、耕地、氣候、栽培技術(shù)、生產(chǎn)方式以及投入等綜合因素決定，優(yōu)良品種選育與推廣是提高玉米單產(chǎn)的關(guān)鍵因素，近幾十年來(lái)我國(guó)玉米育種科技進(jìn)步很快，玉米育種水平總體上已躍居世界先進(jìn)行列。對(duì)我國(guó)玉米品種選育創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析，主要包括以下四方面：
一是種質(zhì)資源引進(jìn)和創(chuàng)新。我國(guó)玉米育種在很大程度上依賴(lài)外來(lái)種質(zhì)的引進(jìn)與利用，研究表明，美國(guó)玉米種質(zhì)利用率每增加一個(gè)百分點(diǎn)，我國(guó)玉米平均產(chǎn)量增益約 10 kg hm-2，如引進(jìn)的 MO17 直接應(yīng)用組配出中單 2 號(hào)、丹玉 13 號(hào)、四單 8 號(hào)等，形成了我國(guó)的蘭卡斯特類(lèi)群；從先鋒雜交種 3147、3382、U8 中分別選育出了 5003、7922、U8112，在 5003×8112 基礎(chǔ)上選育出了掖478，直接組配并通過(guò)審定掖單 13 號(hào)、掖單 12 等品種。目前，我國(guó)玉米已形成了四平頭、旅大紅骨、蘭卡斯特、Reid 等雜種優(yōu)勢(shì)群。
二是育種理論和基礎(chǔ)研究的進(jìn)步。以雜種優(yōu)勢(shì)利用理論為核心的種質(zhì)改良始終是玉米育種的基礎(chǔ)，極大地推動(dòng)了我國(guó)玉米育種科技進(jìn)步。1970 年以后我國(guó)由雙交種進(jìn)入以單交種為主的階段，中單 2 號(hào)、丹玉 6 號(hào)、鄭單 2 號(hào)、吉單 101 等一批單交種基于雜種優(yōu)勢(shì)大幅提高了產(chǎn)量，尤其是中單 2 號(hào)是我國(guó)在由雙交種向單交種轉(zhuǎn)變進(jìn)程中的里程碑代表品種。2000 年以后，農(nóng)大 108、豫玉 22、魯單 50 等一批適應(yīng)性好、抗病性強(qiáng)、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)品種投入生產(chǎn)，尤其是農(nóng)大 108 拓寬了遺傳基礎(chǔ)，融入了北美種質(zhì)、熱帶和亞熱帶種質(zhì)及國(guó)內(nèi)地方種質(zhì)，在育種理論上開(kāi)拓了新的雜種優(yōu)勢(shì)模式。近年來(lái)我國(guó)玉米前沿基礎(chǔ)和核心技術(shù)取得重大進(jìn)展，牽頭組織對(duì)玉米自交系 Mo17、SK、mexicana 和黃早四進(jìn)行基因組測(cè)序與組裝，挖掘出一批控制產(chǎn)量、株型、抗病、抗旱等重要性狀的關(guān)鍵基因，顯著提升原始創(chuàng)新能力。
三是育種技術(shù)的突破。以抗病、耐密等為代表的傳統(tǒng)育種技術(shù)的突破，極大的促進(jìn)了品種更新?lián)Q代。80 年代中期以后，以丹玉 13、煙單 14、掖單2 號(hào)、四單 8 號(hào)為代表的玉米品種在適應(yīng)性、抗病性和產(chǎn)量方面都有了明顯的提升，尤其是丹玉 13 以抗性遺傳為基礎(chǔ)，是單基因抗性與多基因抗性相結(jié)合的抗多種病害的高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性廣雜交種。90 年代中期以后，以掖單系列為代表的玉米品種開(kāi)啟了耐密品種選育和生產(chǎn)應(yīng)用的先例，提高了種植密度，在產(chǎn)量方面又有了大幅度的提高，其中掖單 13 號(hào)是我國(guó)第一個(gè)株型緊湊兼大穗型雜交種。2004 年后推廣的鄭單 958、浚單 20、京科 968 等，其中鄭單 958 集高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)耐密、廣適多抗于一身，突破了雜交種在高密度下易倒伏與結(jié)實(shí)性差等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。近年來(lái)突破了單倍體、基因編輯、轉(zhuǎn)基因、全基因組選擇等關(guān)鍵育種技術(shù)瓶頸，極大地提升了我國(guó)玉米育種創(chuàng)新能力。
四是跨國(guó)種業(yè)公司的競(jìng)爭(zhēng)。以原美國(guó)先鋒公司的先玉 335、德國(guó) KWS 公司的德美亞 1 號(hào)，也極大地推動(dòng)了我國(guó)玉米育種目標(biāo)的改變。先玉 335 以其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣、耐密植、脫水快、商品品質(zhì)好和適于機(jī)械收獲等顯著特點(diǎn)迅速占領(lǐng)了我國(guó)東華北、西北春玉米區(qū)和部分黃淮海夏玉米區(qū)，一躍成為我國(guó)玉米播種面積第二大品種，給我國(guó)玉米育種、種業(yè)和生產(chǎn)帶來(lái)了重大影響，促進(jìn)了我國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革。德美亞 1 號(hào)具有早熟耐密高產(chǎn)脫水快宜機(jī)粒收等特點(diǎn)，在部分地區(qū)密度達(dá)到 10 萬(wàn)株/公頃，相當(dāng)于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)品種密度的近 2 倍，使得黑龍江第四積溫帶大面積種植玉米，大大推動(dòng)了黑龍江省玉米面積快速發(fā)展。
備注：論文具體內(nèi)容詳見(jiàn) https:// zwxb. chinacrops.org /CN/Y2023 /V49/I8/2064
