山西省玉米基础现状与可持续发展战略

山西省玉米基础现状与可持续发展战略 樊智翔郭玉宏王早荣安伟米小红 ( 山西 省农业科学院玉米 研究所 忻州 。 3 4 0 0 0 ) 摘 要 结合山西地域、 气候生态特点对5 0 年来玉米生产状况和主要品种的种质基础及杂种优势模式 进行分析， 认为山 西省玉米主 要种质兼容于 我国4 大种质类群R e id , I e n c a s t e r , 四 平头和旅大红骨; 主 要杂种优 势模式为L a n c a s te r x 四平头、 L i t e r x 旅大红骨, R e id x 旅大红骨和R e i d x 四平头。山西独特的生态条件有 利于玉米生产和良 景 今后要抓住机遇从玉 种研究的自 然选择压力严重不足， 遗传基础狭窄. 优良 种质积爪 相当薄弱。 究和种业开发上构建山西省玉米可持续发展综合战略棋式， 即: 能力库( 玉米育 种 研究网 站 动 力 贰亩西 地 域 大 型 玉 米良 筑 基 地( 集团 ) 效能1 、 效能2 ( 普 通玉米、 专用 玉米 生 产和 良 种供给) 。 促进山西玉米可持续跨越式发展。 关 健 词山 西 省 ，玉 米 ，基 础 现 林 可 持 续 发 展 战 略 、“ 玉米是重要的 饲料、 粮食、 加工兼用作物， 山西省常年种植面积近9 o x 1 护 h t n ? ， 占 全省粮食 作物播种面积的2 5 %一 3 0 %， 是5 0 年来山西省发展最快的 农作物之一。随着人民生活水平提 高和 畜牧业的 不断 发展， 对玉米的 需求将持续增长， 使玉米育种和生产面临巨大压力 t 1 。因 此， 在加人W T O 新形势下， 结合山西玉米基础现状、 地域、 生态特点， 构建山西玉米可持续发展 综合战略模式， 意义深远。 1 山西省玉米品种的发展演变 近5 0 年来， 山西省玉米种植面积不断增加， 年播种面积从5 0 年代的6 0 x 1 0 h r n 2 ， 增加到 1 9 9 9 年的近9 0 x 1 0 0 1 n . 2 ， 净增了5 0 %。其间品种的更新换代可分为6 个阶段。 第一阶段是 1 9 5 0 一 1 9 5 8 年， 代表品种有金皇后、 白马牙、 华农2 号等。第二阶段是1 9 5 9 一 1 9 6 5 年， 此阶段 引进了 较多 外来种质， 代表品种有晋杂 1 号、 农大7 号、 维尔4 2 等。第三阶段是 1 9 6 6 一 1 9 7 5 年， 在推 广双交种的同 时， 开始选用单交种， 代表品种有晋 单 1 , 3 , 4 , 5 , 8 , 1 3 号。 第四阶段是 1 9 7 6 -1 9 8 8 年， 以 选育和推广单交种为主， 代表品 种有中 单2 号、 晋单1 2 号、 晋单1 5 号、 丹玉6 等。 玉米面 积为6 1 x 10h.2， 平均单产提高到2 8 9 k g / 6 6 6 . 7 m 2 。 第五阶 段是1 9 8 9 -1 9 9 5 年， 该 阶段形成了山 西省玉米种质基础、 品种生产现状的基本框架， 并兼容于我国华北春玉米和黄淮 海 夏 玉 米区 基 本 杂 种优 势 群、 杂 种 优 势 模式 2 1 ， 代 表品 种 有 农 大印、 沈 单， 、 中 单2 号、 丹 玉1 3 , 掖单2 、 烟 单1 4 , 晋 单2 7 , 晋单2 9 等。 该阶 段玉米面 积达“. 8 x 1 0 0 h lW ， 平均 单产达3 2 2 . 6 k g / 6 6 6 . 7 扩。 第六阶 段为1 9 9 6 年至今， 本 省选育的 杂交 种在生产中的比 重有所提高， 玉米面 积接 近9 0 x 1 0 0 h . 2 ， 平均 单产3 6 1 k g / 6 6 6 . 7 矛0 1 9 9 6 -1 9 9 9 年列我省前1 0 位的 玉米品 种( 按播种面 积计) 如表1 所示。 从表1 可见， 1 9 9 6 - 1 9 9 9 年山西省前1 0 位生产用品种主要为外来品种， 省育品种所占比 例 仅为1 0 %一 4 0 % 3 1 。 前5 位品 种除1 9 9 8 年排列稍有变化外， 其余3 年均为中 单2 号、 丹玉 1 3 、 农大6 0 , 烟单1 4 , 掖单1 3 , 1 9 9 8 和1 9 9 9 年， 省育品种比例上升到3 0 %一 4 0 % o 显然， 山 西 玉米面积逐年扩大， 单产逐年提高主要得益于新品种的不断引进。 2 9 0 2 1 世 纪作钧 科技与 生 产崖展学术 讨论会论文集 2 山西省常用玉米自交系的来源和遗传基础分析 由表 2可 见， 在2 6 份常用 自 交系中， 本省 自选自交系有6 份， 占 2 3 . 1 %, 1 9 9 6 一 1 9 9 9 年按 播种面积列各年 前 1 0 名的2 0 份 杂交组合中， 山 西自 育优良 组合 分别占当年主推 杂 交 组 合 的 2 0 % 、 1 0 % , 4 0 % 襄1 1 9 9 6 -1 9 9 . 年山西省玉米列前1 0 位的品种( x 1 护 hd l 位 次 1 9 9 61 9 9 7 1 9 9 日1 9 9 9 面积 1 7 . 8 1 1 6 . 6 9 1 0 . 4 7 8. 7 0 6. 3 1 品种 印18873以0097 43几j内1 6 3 中单2 号 丹玉 1 3 农大 印 烟单1 4 掖单1 3 晋单2 9 掖单 1 2 沈单7 晋单2 4 中单 1 4 面积 1 3. 8 5 1 3. 4 1 1 0 兑 8. 3 7 5. 8 3 3. 4 6 1 . 7 3 1 . 3 9 1 . 3 4 1 . 2 5 品种品种 品种 中 单 2 号 丹玉 1 3 农大印 烟单 1 4 掖单 1 3 沈单7 晋单3 7 中单 1 4 掖单 1 2 西玉 3 面积 1 2 . 2 1 8 . 7 0 6. 6 4 6 . 1 1 5. 1 0 4. 5 2 2. 5 7 2 . 5 3 2. 5 2 2. 4 0 农大3 1 3 8 中单2 号 农大 1 0 8 烟单 1 4 丹玉 怜 晋单3 6 晋单 3 7 农大6 0 晋单2 4 晋单 2 4 塑 1 3. 仍 : 8. 7 0 ，1内乙内，J峪尾. 1 . 7 5 中单2 号 丹玉 1 3 烟单 1 4 农大印 掖单 1 3 晋单 3 7 农大3 1 3 8 西玉 3 晋单3 3 晋单2 4 印58肠4912 78910 和3 0 %， 其中山 西自 选自 交系仅占1 0 %一 3 0 %c 4 年间山西省自 育的新组合均未打人每年所 推广的 前5 名杂交种中， 且当年推广面积低于4 x 1 0 0 h 1W ， 远远低于外引组合M o 1 7 x自3 3 0 , M o 1 7 x E 2 8 、 沈5 0 0 3 x 综3 1 、 黄早四x M o 1 7 、 掖4 7 8 x 丹3 4 0 、 综3 1 x P 1 3 8 、 黄C x 1 7 8 .截至1 9 9 9 年， 山西自 育组合中， 只 有一个组合冲7 2 x 丹3 4 0 ( 屯玉2 号) 在全国农作物品种审定委员会审 定， 且亲本为外引种质。这至少说明三点。 我省自 选种质 的创新与利用还 有待强化。外 引常规骨干系选 配的优良组合， 基本适宜山西省 的生态特点， 某 些优良 组合的使 用寿 命明 显长于 周边省份。例如 中单 2 号， 山西 在 1 9 9 9 年尚种 植 1 3 . 0 3x1 0 0 1 1r r ? ， 位居第一。 表2 山西省常用玉米自交系来诬 自 交系 M0 1 7 自3 3 0 沈5 0 0 3 E 2 8 综 3 1 黄早四 掖4 7 8 丹 3 4 0 掖8 1 1 2 C 6 4 9 龟1 8 7 一 4 早 2 1 一1 长 3 1 5 4 杂种优势群 互刀 飞 . 群互 朋. 8 m u p I a n . 群自3 3 0 亚群 改良R e i d 群 旅大红骨群 综合种选亚群 四平头群 改良R e c d 群 旅大红骨群 改良R e c d 群 L a n . 群L a n . gm P 改良R e i d 群 . 朋. 群 L 川. I a n . 群 I a n . 即 习P gn月y 来源 外引 外引 外引 外引 外引 外引 外引 外引 外引 外引 外引 外引 外引 自 交系 关 1 7 一1 掖 5 1 5 长6 9 中黄6 4 辐 8 0 冲7 2 掖 5 0 2 P 1 3 8 黄 C 农大 1 7 8 金黄 %C 海 9 2 一1 掖 1 0 7 杂种优势群 L e n . 群L 阴. d m+P 四平头群 1 -. 群L - o u F 不详 不详 不详 四平头群 外杂选亚群 四平头群 改良R e i d 群 中综4 外杂选群 外杂选亚群 来源 自选 外引 自选 外引 不详 不详 外引 外引 外引 外引 外引 外引 外引 山西的生态条件温和， 对玉米种质的自 然选择压力低， 更易接受外来品种、 种质， 这是山西自 育种质在全国相对滞后的原因之一。同时可以看到， 大批外引种质， 特别是优良常用自 交系 M o 1 7 、 自3 3 0 , E 2 8 、 沈5 0 0 3 , 黄早四、 综3 1 、 掖4 7 8 、 丹3 4 。 等的推广应用， 极大地促进了山西省玉 米遗传育种的发展。 从表2 还可看出， 山 西使用的玉米种质分属4 大种质类群. 即R e i d , I a n -t e r 、 四平头和旅 奥匆翔等: 山西省玉米羞础现状与可持埃发展战略 大红骨; 主要杂种优势利用模式为L a n c a s t e r x 四 平头、 L a n c a s t e r x 旅大红骨、 R e i d x 旅大红骨和 R e i d x 四平头。山 西省玉米主要种质基础兼容于我国华北春玉米区， 黄淮海夏播玉米区的主 要 杂 种 优 势 模 式 2 1 。 因 此 在 玉 米种 质 扩 增、 改良 、 创 新时 应 广 泛 地 考虑 与 这 些 生 态区 的 科 研 单 位协作， 设立异域育种站网络， 以加强山 西玉米育种基础研究与商业化育种进程， 为山西玉米 生产和大型种业建设莫定基础。 3 山西省地域、 生态特点与玉米综合发展 山西省位于华北平原西黄土高原， 东经1 1 0 0 1 5 一 1 1 4 0 3 2 ， 北纬3 4 0 3 5 一 4 0 0 4 3 ， 东以太行 山 与河北相邻， 西隔黄河与陕西相望， 南以 黄河与河南为界， 北连内蒙古自 治区。 境内的大部 分地区海拔在 1 o o o n 】 左右， 与东部海拔不足 l o o m的华北平原相比， 明显形成高原地势。东部 山 地、 中部盆地、 西部高原山地， 形成了山 西省独特的气候特征一大陆性气候， 各地1 0 期间 的 积温2 0 0 0 - 4 6 0 0 9 0 ， 无霜期8 0 - 2 0 5 d o 4 - 1 0 月 份日 照为1 6 5 7 . 9 h 。 平均降雨量一般达到 6 0 0 m m以上。独特的 地理位置和 气候条件为山 西玉米可持续发展奠定了有利的自 然基础。 首先， 山西地理位置适中， 交通四通八达， 玉米调运极为便利， 使山西玉米享誉全国。山西 玉 米不仅较东北玉米的水分含量低， 调运方便， 成本低、 质量高， 而且还明显优于黄淮海生态区 玉米的质量。 在加人W 1 Y ) 有利形势下， 通过组建“ 山西地域大型良 繁种业基地( 集团) ” ， 可为 山 西玉米育种研究、 生产提供发展动力。 其次地形、 地貌复杂， 各种生态区 域气候差异明显。从玉米生产自 然形成和耕作制划分， 主要分3 个生态区 域: 北部高寒早熟玉米区; 中部春播中晚熟区; 南部夏播玉米区。这些差异 明 显的生态特点， 均适合玉米的生长发育， 尤其为专用玉米提供了 广阔的自 然生态基础。近年 来， 一 批优质蛋白 玉 米( Q P M ) 和高油玉 米相继引进， 较好地解决了玉米丰产与优质之间的矛 盾 5 1 。 例 如， 1 9 9 9 年以 来， 朔 州 市 推 广的 优 质蛋白 玉 米( Q P M ) 中 单9 4 0 9 ， 在 较 大面 积 取 得了 7 0 0 一 7 5 0 k g / 6 6 6 . 7 扩的 丰 产 水 平。 因 此， 山 西 要 在 发 展 普 通 玉 米的 同 时， 发展 优质 专 用玉 米 及 其加工， 进一步强化山西玉米生产的可持续发展能力。 4 山西省玉米可持续发展战略模式的构建 加人u rn 给我省玉米生产带来了 前所未有的 发展机遇。 从玉米自 身的发展规律、 战略高 度及山西自 然生态基础着眼， 进行未来战略系统模式的 构建， 意义深远。如图1 所示。 由 图1 可见， 以山西独特的 地域、 生态特点为基础的山西玉米可持续发展综合战略模式应 当概括为: 能力库 一 动力源一 效能1 、 效能2 0 “ 能力库” 是以多个异域育种站构成的山 西玉米育种研究网为核心， 加强异域种质驯化、 交 换、 扩增与创新。 应当 在黄淮海区与东北分别设立育种站， 结合培训人才建立国 外派出育种机 构， 进行国内国际间多途径交流， 以活化“ 能力库” ， 强化种质、 人才、 技术、 创新能力。“ 能力库， 的 高效运作， 必须有足够的资金作为“ 动力源” ， 具体措施是建立“ 山西地域大型玉米良 繁种业 基地( 集团) ” 。“ 动力源” 不仅能够促使玉米育种研究获得充裕资金和人才保障， 促使山西在普 通玉米生产的基础上尽快发展适于山西各种地域特色的 专用玉米生产、 加工， 并为全国各地输 送适价优质的玉米种子， 同 时带动整个山 西畜禽养殖业、 玉米精炼油业等相关行业经济的持续 发展。只有对“ 动力源” 为核心的建设工作不断强化， 规范运作. 才能使山西玉米真正实现可持 2 9 2 2 1 世纪作钧科技与生产发展学术讨论会论文集 续发展， 走向全国、 走向世界。 能力库 效能 7 I 】 山 产- - - - - - - - - - 一、 西普通玉朱及不断 扭层的区过化 门It， 、1专用玉未生产，加工 、炭二二二 夕尹 ， 一_ _ 户护 护 效能2 圈1 山西玉米可持续发展战略系统模式示意 参考文献 1 张世煌， 胡瑞法， 彭泽斌. 中国 农业科学， 2 0 0 0 , 3 3 ( 增刊) : 1 一 8 2 王蛇波， 王振华， 王永普. 玉米科学， 1 9 9 8 , 6 ( 1 ) : 9 一 1 3 3 赵克明. 玉米科学， 1 9 9 8 , 6 ( 1 ) : 2 1 一 2 4 4 张世煌， 彭泽斌， 袁力行等. 2 1 世纪玉米遗传育种展望一玉米遗传育种国际学术讨论会文集， 北京: 中国农业 科技出版社, 2 , 3 7 一 4 1 5 石德权， 邻庆法， 汪黎明. 2 1 世纪玉米遗传育种展望一玉米遗传育种国际学术讨论会文集， 北京: 中国农业科 技出版社， 2 0 0 0 , 7 一 1 2 B a c k g r o u n d a n d S u s t a i n a b l e D e v e l o p i n g S t r a t e g y o f M a i z e P r o d u c t i o n i n F a n Z h ix i a n g G u o Y u h o n g W a n g Z a o ro n g S h a n -d A n W e i M i X i a o h o n g ( M a iz e R e s e a r c h I n s t it u t e , S h a n x i A c a d e m y of A g r ic u l t u r a l S c ie n c e s , X i n z h o u , S h a n x i , 0 3 4 0 0 0 , C h i n a ) A b s t r a ct D u e t o t h e s p e c i a l e c o l o g i c a l a n d g e o gr a p h i c a l c o n d i t i o n s , b y a n a l y s i n g p r o d u c t i o n , h e t - e ro s i s e x p l o i t a t io n a n d g e n n p l a s m b a s e o f m a i z e i n S h a n x i p ro v in c e d u r i n g t h e p a s t fi v e d e c a d e s , t h e p r e - d o m i n a n t g e r m p l a a m i s i n v o l v e d i n f o u r h e t e ro t i c g ro u p s , i . e . R e i d , L a n c a s t e r , S i p i n g to u a n d L a d a R e d C o b , w h i c h a r e u s e d w i d e l y i n m a iz e b r e e d i n g ; th e h e t e ro t i c p a t t e rn s u s e d a re L a n c a s t e r x S i p i n g t o u , L a n c a s t e r x L a d a R e d C o b , R e i d x L t i d a R e d C o b a n d R e i d x S i p i n g to u . W h i l e t h e s p e c i a l e c o l o g i c a l a n d g e o g r a p h i c a l c o n d i t i o n s b e n e f i t m a i z e a n d s e e d p ro d u c t i o n , a n d t h e e n v i ro n m e n ta l c o n d i ti o n a r e n o t s a t i s - fi e d f o r 二b r e e d i n g . W h e r e a s th e g e t m p l a s m b a s e o f m a i z e i n S h a