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关于玉米紧凑型育种存在的问题及解决途径研究 摘要：本文首先简要回顾了紧凑型玉米的育种历史，接下来提出了存在的问题并介绍了解决问题的途径。 下载 关键词：紧凑型 玉米育种 问题 解决途径 紧凑型玉米育种是我国玉米育种发展史上的个重要阶段，经过广大育种工作者的多年努力，从理论到实践都获得了巨大的成功。 我国紧凑型玉米育种始于20世纪60年代，它的兴起是受国际高光效育种和理想型育种的影响。高光效育种的出发点是提高作物光合效率，降低能耗，以此来达到增产的目的；理想型育种则是从提高光能利用率入手，希望通过株型理想化来提高光能利用率以达到增产的目的。高光效育种单纯从提高光合效率入手，采取过各种手段，但经过多年努力却收获甚微。而作为理想株型只是一个笼统的概念，育种者对于什么样的株型才是理想型并无统一的看法，因而育种者也各为自己所理解的理想型而奋斗，但由于理想型育种和产量育种脱节，虽经多年努力结果也不理想。20世纪70年代初，烟台市农科所利用在525自交系大诏中发现的无叶舌植株进行育种时，从无叶舌植株叶片上冲直立受到启发，从而提出了玉米理想型育种的问题，进而正名为紧凑型育种，主张株型育种和产量育种定要结合，同时对紧凑株型的标准进行了研究和探讨。株型育种和产量育种的结合，实际上就是高光效育种和理想型育种的结合。紧凑型概念的提出对我国玉米育种产生了巨大的推动作用。 1974年北京市农林科学院利用塘四平头中的杂株选育出了优良自交系黄早四。黄早四的选育成功，真正开创了我国紧凑型玉米育种的先河。1976年烟台市农科所引进黄早四后，与早在1973年就被引入我国的优良自交系M017组配，于1978年组配出了紧凑型优良杂交种烟单14，1981年烟单14在龙口市下丁家创下了夏玉米亩产9433.7kg的高产纪录。烟单14的育成使我国玉米最高亩产首次突破500kg大关，同时也标志我国玉米育种迈上了个新台阶。紧接着掖107、8112、478、H21等高配合力优良自交系分别在20世纪70年代末至80年代中期相继问世，组配出了在全国有相当影响的紧凑型杂交种如掖单2号、掖单4号、掖单12、掖单13和鲁玉10号等。同时，紧凑型杂交种的示范推广也迅速发展，19861989年，李登海连续几年创亩产9001000kg的高产纪录，充分展示了紧凑型品种的生产潜力。我国玉米界也逐渐认识到紧凑型品种对增产的作用，纷纷转向紧凑型玉米研究，形成一股潮流，从而使紧凑型玉米研究在全国范围内蓬勃发展起来，十几年来紧凑型玉米品种对我国玉米生产做出了巨大贡献。据有关资料介绍，从1980年至1993年间，仅在山东省内，掖单2号累计推广面积达7500万亩，烟单14累计推广6300万亩，掖单4号累计推广2965万亩。掖单13虽是20世纪90年代初开始大面积推广的品种，但1994年山东省种植面积已达900万亩。 1 紧凑型玉米的育成，对玉米育种产生了巨大的影响 首先是影响到育种目标。传统的玉米育种目标是单株大穗。换句话说，人们关心的是单株生产力的高低，希望在3000株/亩左右的密度下以单株大穗来获取高产。紧凑型品种则是以株型紧凑，增加种植密度，靠群体产量来获取高产。因而紧凑型育种不太注重单株产量，而注重群体产量。许多紧凑型品种的果穗虽属中小穗，但在高密度条件下果穗减小并不明显，表现均匀，因而产量得以提高。到目前为止，育种工作者已经充分认识到紧凑株型的优点。据前段时间调查表明，大多数育种工作者以紧凑株型为首要的育种目标。 其次，紧凑型品种的育成影响到选系密度。选系密度与大田种植密度有关。长期以来，王米的种植密度在3000株/亩左右，近几年虽略有增加，也不过在4000株/庙左右，因而至今许多单位的选系密度也在30004000株/亩左右。般紧凑型品种最适密度在50006000株/亩左右，但因肥水条件限制，般种植密度在5000株/庙左右。玉米耐密性与遗传有关。要使杂交种耐受高的密度自交系也应有相应的耐密性。特别是在选系材料的早代，必须利用高密选择以增加选择压力。因而许多育种者主张选系密度在5000株/亩左右。 第三，紧凑型品种的育成对选系的抗倒性提出了新的要求。随着种植密度的增加，玉米植株的倒伏现象也会出现。人们真正注意抗例性的间题是在掖单4号育成推广以后。掖单4号由于具有较强的抗鲥性而被称为“铁秆玉米”。在掖单4号育成前后的几年里，育成的许多品种没有特别注意这个问题，因而这些品种在5000株/亩的密度下即出现倒伏现象。种植密度的增加要求品种有较强的抗倒性。育种工作者在选系时注意抗倒性选择以后，育成的各类杂交种的抗倒性已比以前大大增强。 2 虽然紧凑型育种取得了很大成绩，但仍有许多问题有待解决 首先是对概念的理解问题。虽然整个玉米界都在谈论紧凑型，但对于紧凑型概念的理解还有一定的差异。有人认为紧凑型玉米叶片上冲，穗上部茎叶夹角小于25，穗下部夹角小于40；平展型玉米叶片平展或穗上部夹角大于25，穗下部的夹角大于40。而另有人认为，紧凑型玉米穗上茎叶夹角平均小于25，穗下茎叶夹角小于39；平展型玉米穗上茎叶夹角平均大于40，穗下部茎叶夹角大于55；处于二者之间的类型为半紧凑型。从以上可以看出，前一种意见把后一种意见的半紧凑型一类也归入平展类型。现在的紧凑型是个宽松的概念，只能把某一范围内的一类株型统称紧凑株型。从提高光合效率和增加密度的角度来看，株型越紧凑，即穗上部茎叶夹角越小越好，但夹角过小，使叶片包被雄穗，则会造成散粉不良。因而不能只注意株型而忽视其他农艺性状的选择。紧凑型育种是栽培生理学和遗传育种学相结合的产物，故而希望栽培生理专家能从栽培理论与实践的角度，提出紧凑型育种的最优模型，使紧凑型概念界定在最小、范围内，使育种有个明确的目标。 其次是育种的方向问题。长期以来，人们习惯种植大穗品种，至今在许多地区仍然保持这种习惯。这些地区多为一年两熟的夏玉米区，在种玉米之前无整地习惯，玉米多采用穴播，穴播的密度只能在3000-4000株/亩左右，难以达到5000株/亩。紧凑型品种在这些地区种植时密度达不到要求。另外，目前的大田肥水条件也达不到高密度种植的需要，紧凑型品种的生产潜力得不到充分发挥，产量表现并不太突出，加之许多紧凑型品种果穗偏小，因而在这些地区难以推广。而许多大穗平展型品种在目前30004000株亩的密度及肥水条件下与紧凑型品种产量差别不是很大，而收获时付出的劳动力较紧凑型品种为少，因而上述地区的群众乐于接受。掖单12号、掖单13号就其株型而言，紧凑程度稍差，但从20世纪90年代初开始大面积推广以来，到1994年山东省的推广面积已超过所有其他紧凑型品种。究其原因，果穗较大是最重要的因素之一。菏泽地区历来习惯种植大穗平展型品种。而掖单13号在短短几年内就在该地区大面积推广，这充分说明了大穗的优势。就目前来讲，株型固然很重要，大穗特性也不可忽视，这一点已引起许多育种单位和推广部门的重视。紧凑大穗型将成为今后段时间内玉米育种的发展方向。 第三是紧凑型育种的基础问题。育种基础狭窄是普遍存在于育种界的事实，虽早在十年前就呼吁这个问题，并采取了一些相应措施，但收效并不大。黄早四当年育成后，以其较高配合力和良好的适应性而得到广泛应用。8112育成后，则以其较高的配合力和自身产量以及较强的抗倒性及抗逆性而迅速大量地被利用。国内颇有影响的几个紧凑型杂交种如烟单14、掖单2号、掖单4号、掖单12、掖单-13、鲁玉10号等，每个品种都具有黄早四或8112的亲缘。近几年，黄早四和8112的病害越来越重，利用的前景不容乐观。造成育种种质基础狭窄的原因就在于育种者急功近利，注重育种的高起点。当个优良自交系出现后，就大量被用来组配杂交种和改造其他自交系，使育种的种质越来越局限在少数几个骨干系中。而且随着商品意识的增强，各单位间育种材料的交流越来越少。因此，国家有必要成立专门机构，从事收集、整理、鉴定已有的种质资源，并对育种材料进