从事紧凑型玉m育种的回顾与展望
60年代中期是我国从种植农家品种转向推广杂交玉m品种的历史性转折时期,杂交种的杂种优势被广大农民迅速接受。60年代末至70年代初,国内外玉m育种专家相继提出了选育高光效的理想株型的杂交种,即具有玉m株型紧凑、叶片上冲或近于直立、通风透光、适于密植等特点。于70年代初,就有登攀1号、争光1号等紧凑型玉m杂交种相继于品比中出现,由于其于抗病性和产量方面较差,没有引起重视。烟台农科所玉m育种专家于伊先生曾提出,用从农家品种莫耶岛小粒红中分离出的无叶舌(隐性遗传)紧凑型玉m自交系组配理想型杂交种。莱阳农学院的刘恩训教授也提出过用有叶舌(显性遗传)的紧凑型自交系组配紧凑型玉m杂交种。我国的玉m育种界也方案了考察国外先进国家于玉m育种方面有关紧凑型玉m育种的动向。紧凑型杂交种的增产潜力及优势,究竟有多大,当时于国内尚未得到证实。我们从1972年开始进行夏玉m高产攻关试验,至今已29年了,从1973年开始进行玉m育种至今经历了61代的选育过程。我们是于立志开创我国的玉m高产道路的试验探索中,边搞高产攻关试验边搞育种,发现了应用紧凑型玉m杂交种是发展我国玉m高产再高产的有效途径,进而确立了以
紧凑型为主体的玉m育种方向。
1紧凑型玉m育种的发展过程 1.1发现了平展型玉m杂交种
于夏玉m区的产量高限1972~1979年,将全国能够征集到的玉m杂交种(包括获得国家发明奖和科技进步一等奖的品种于内,共计100多个品种),先后种植了140多块0.073hm2(1.1亩)之上的夏玉m高产地块,先后突破了7500kg/hm2、9000kg/hm2、9750kg/hm2,但是没有一个品种能够突破10500kg/hm2,历时8年的实践证明:平展型玉m品种,由于株型结构的原因,于60000株/hm2之上的情况下,出现严重的空秆和倒伏两个主要矛盾。于培创玉m高产的情况下,叶面积指数很难突破4.0;经济系数很难突破0.45;有效密度突不破60000株/hm2;产量很难突破10500kg/hm2;于较高密度(60000株/hm2之上)的情况下,单株生产力一般很难突破180g。
1.2证明了紧凑型玉m杂交种能突破平展型玉m杂交种的产量高限
1.2.1首次选育出紧凑型高产玉m杂交种
于进行玉m高产攻关的同时,我们认识到玉m高产主要靠
品种,只有育出高产品种,才能创出高产。因此,我们决心学习搞玉m育种,且于1973年开始进行玉m育种工作,于莱阳农学院刘恩训教授的支持下,于1978年选育出紧凑型玉m自交系掖107,于海南与紧凑型自交系黄早四组配育成紧凑型玉m杂交种掖单2号。且于1979年直接纳入攻关试验种植,产量突破了夏玉m11250kg/hm2大关,单产达11652kg/hm2,此高产纪录震动了整个黄淮夏玉m种植区。此产量的突破是于平展型玉m种植的高限密度情况下的单株穗粒重的突破。经过4年对掖单2号进行不同栽培方式及综合配套技术研究,掖单2号春玉m于72000株/hm2密度情况下,最高产量达
13554kg/hm2;夏玉m于63000株/hm2密度情况下,最高产量达到12369kg/hm2。但是掖单2号于密度超过60000株/hm2的情况下的致命缺点是不抗倒伏,这就限制了玉m高产再高产的突破。
1.2.2以高抗倒伏的中大穗、中高秆、中晚熟和紧凑型为育种目标
针对掖单2号由于不抗倒伏无法再提高产量的矛盾,我们以选择株型紧凑,茎秆坚韧,高抗倒伏的中大穗型、中秆或中高秆中晚熟的玉m杂交种为育种目标,1986年,用按照育种目标育
成的紧凑型玉m杂交种掖单6号、7号、9号培创高产田,分别获得了单产14431.5kg/hm2,13428kg/hm2和
14148kg/hm2,首次突破了14250kg/hm2高产大关。这类品种株型紧凑,抗倒性强,于种植密度达到75000株/hm2之上时,随密度的增加果穗变小,单株穗粒重明显下降。于种植密度达到97500~105000株/hm2时没出现严重倒伏和严重空秆现象,但由于单株生产力明显下降,达不到再高产的目的,产量不能突破15000kg/hm2。
1.2.3紧凑大穗型玉m育种目标的提出与实践
于总结前段经验的基础上,我们提出了选育15000kg/hm2高产品种的目标,即选用多基因控制的致矮性遗传传递力较强,根系发达,茎秆坚韧,抗病、子粒大、粒重高的高配合力的紧凑型玉m自交系组配成紧凑大穗型玉m杂交种。利用多基因控制的致矮性遗传传递力强的玉m自交系,解决了高产品种因为增加密度和加大肥水供应而引起的群体植株偏高导致倒伏的危险性,且保证于75000株/hm2时,叶面积指数达到5.0的情况下,有抗拒7~8级大风的能力。只有于较大叶面积指数和抗倒的前提下,才能通过延长绿色叶面积持续期和增强叶片光合生产率,来增加群体“源”的供应量,同时育成的品种必须穗子大、子粒
大、粒重高,能保证光合产物有足够的“库”存贮起来。根据育种目标,又经过三年六代的育种与培创玉m高产田的研究,终于选育出了多基因控制的致矮性遗传传递力强、株型紧凑、高配合力的478自交系,育成紧凑大穗型杂交种掖单12、掖单13,1989年培创夏玉m高产田,掖单12、掖单13产量分别达到16062.15kg/hm2和164444.35kg/hm2。首次开创了我国夏玉m亩产超吨粮和一年两作(其中小麦7275kg/hm2)全年总产23719.35kg/hm2的高产纪录,实现了亩产过吨半粮的目标。
1.2.4发现了紧凑型较平展型高产突破的几个方面
于夏玉m区域,于有效创造产量的前提下,紧凑型较平展型玉m杂交种有以下几个方面突破:(1)叶面积指数的突破:平展型玉m杂交种最大叶面积指数一般于3.5~4.0之间,而紧凑型玉m最大叶面指数可达5.5~6.0左右。(2)经济系数的突破:平展型玉m杂交种经济系数一般很难能突破0.45,而紧凑型玉m可达到0.55。(3)种植密度的突破:平展型玉m密度一般不能突破60000株/hm2,而紧凑型玉m可达到75000~90000株/hm2。(4)于较高密度情况下单株生产力的突破:平展型玉m于60000株/hm2的高限密度下,平均单株穗粒重一般不超过175g,而紧凑大穗型的玉m杂交种掖单13于75000株/hm2