北京市农林科学院玉米研究中心 赵久然
摘要：基于目前玉米科研动态、种业发展和生产需求，提出超级玉米应具有5项育种指标：①超高产，1000kg/亩或比同生育期主栽对照品种增产20％；②优质，达到国标二级以上；③广适，适宜我国几大玉米主产区；④多抗，抗多种病虫害和多种不利生态因子；⑤易制种，500kg/亩，易保证质量。实现育种目标的途径是高配合力＋理想株型＋多抗广适，而主要采取以耐密植为核心的多抗广适稳产性育种方案。育种与栽培紧密结合，实现群体密植而不倒，果穗全、匀、饱，协调稳定零风险。适宜的产量构成要素模式是：高密度（5000±500株／亩）、中大穗200-250克。
关键词：超级玉米 育种目标 理想株型 零缺陷品种
一、高产、更高产，实现超高产——我国现状和未来对玉米的需求
玉米目前是我国第二大作物，常年播种面积3.6亿亩左右，年产玉米1.2亿吨，是我国粮食增产、保证粮食安全的主力军。玉米是高产之王、饲料之王、食品工业原料之王，可粮、经、果、饲四元综合利用。玉米是我国畜牧养殖业的基础和支柱，因具有C4高光效特性，将是未来重要的生物能源作物，还是广大半干旱地区占我国耕地面积一半以上旱地的不可替代的主栽作物。我国对玉米的需求将持续增加。预计到2010年，对玉米的需求将达到1.6亿吨。在耕地面积不断减少，人口不断增加，粮食安全日益突出的形势下，将主要依靠科技进步，提高单产。我国自解放初玉米平均亩产64公斤持续增长到目前的350公斤左右。在较大面积上实现了比全国平均产量增加一倍的亩产700公斤的高产目标。只有更高、没有最高，还须通过不断的遗传改良和各项综合技术的创新，实现更高的产量目标，既实现比目前全国平均产量增加二倍的亩产1000公斤的超高产目标。通过小面积的超高产试验示范，实现对大面积玉米生产的引导和带动作用。
二、超级玉米——超高产、优质、多抗、广适、易制种
根据我国玉米生产需要和科研发展动态，提出超级玉米的五项指标。
1、超高产。在适宜生态区和优化可行的栽培技术条件下，可较稳定地达到1000公斤／亩的超高产水平，或比生产上同生育期主栽对照品种增产20％以上。
(赵久然，博士、研究员，北京市农林科学院玉米研究中心主任，100089，北京)
北京农业育种基础研究创新平台“超级玉米种质创新及中国玉米标准DNA指纹库构建”项目
2、优质。达到玉米国标二级以上指标。
3、多抗。抗多种主要病（虫）害，耐密植、抗倒伏、耐干旱、耐肥、耐阴雨寡照等。
4、广适。适宜我国黄淮海、京津唐夏玉米区或东华北、西北春玉米区或西南玉米区，至少应在一个主产区通过国家品种审定。
5、易制种。在我国西北甘肃等主要玉米种子生产基地，制种产量可达亩产500公斤水平，制种技术易操作，易保证含水率、芽率和纯度等质量指标。
上述5项指标，超高产是主要特征和亮点，就像人的头一样重要，多抗和广适是成就超级玉米为大品种的基础，像人的两只脚。而优质和易制种也是必不可少的，是人的两只手臂。因此，五项指标有机完美结合，构成了超级玉米“人”的有机整体。
超级玉米是以超高产为主要目标，兼具优质、多抗、广适、易制种等性状为一体的一类玉米。诸如抗病种类，不同地区则不完全一样，但对水、肥等高效充分利用、多种抗性和广泛适应性等是共同的目标。各主要生态区可根据生产和生态条件，细化具体指标，也可根据总体目标分步实施。另外，也不是所有地区、所有类型的玉米都要搞超高产，有些地区强调抗旱、耐瘠稳产，特用专用玉米则更强调品质，切勿一哄而上，到处都搞超级玉米。超级玉米品种与零缺陷品种既有共同点，也有不同的侧重点，两者是不同的理念。前者强调超高产，后者重点强调零风险。稳产、多抗、零风险是零缺陷品种的核心。
三、实现途径——以耐密植为核心的多抗广适稳产性育种
超级玉米为玉米科技工作者提出一个更新、更高、更远的追求目标。需综合采用杂种优势利用技术、形态改良技术和分子生物学技术，使高配合力、理想株型与多抗广适三方面有机地结合。
高配合力即是杂种优势利用技术的体现，但配合力的提高是一个遗传改良渐进的过程，如无重大的技术和理论突破，很难在短时间内有大的提高。而理想株型即是利用形态改良技术。多抗广适需要常规育种方法与分子生物学技术紧密结合。超级玉米突破的关键是以耐密植为核心的多抗广适稳产性选育及鉴定。将品种的适宜密度由目前的3500-4000株／亩提高到4500-5000株／亩，即密度提高25％以上，但要保证不倒伏、不空杆、不秃尖、单穗粒重稳定，不明显降低，从而实现增产20％以上的目标。
在过去70年，美国玉米的单株生产力没有明显增加，而提高单产的主要原因是增强了耐密性和抗性。这进一步说明以耐密植为核心的多抗、广适、稳产性选育和鉴定筛选是快速提高产量潜力的主要途径。
四、理想株型——紧凑型玉米的进一步发展
以掖单号品种为代表的上世纪80年代选育、90年代大力推广并成为主流的紧凑型玉米为我国玉米科研上台阶和大幅度增产发挥了重要作用。但紧凑型主要强调叶片上冲，而对其它方面没有全面充分考虑。有些紧凑型品种存在叶片宽大，雌雄不协调，不耐荫等，不适宜密植以及抗性和适宜性等方面的问题。
近年来，对紧凑型育种明显淡化。但株型育种是提高群体光能利用，协调群体和个体矛盾的主要途径，必须深入下去。因而提出理想株型应该是：紧凑形＋小雄穗＋坚茎杆＋开叶距＋大根系。
1、紧凑型。即叶片夹角小，坚挺上冲，特别是穗位以上叶片夹角要小，中下部叶片较平展，利于光能截获。
2、小雄穗。一般雄穗花粉量非常巨大，绝大部分无用。而大雄穗消耗养分多、遮光，大量花粉落在上部叶片变成黑霉点后影响光合，因此，小雄穗是有利的。
3、开叶距。叶片不但要坚挺上冲，叶间距还要适当拉开。叶片不要过于宽大，以免重叠郁蔽，不能密植。
4、坚茎杆。坚韧的茎杆是密植而不倒的必要条件。
5、大根系。发达庞大的根系（根系下扎深，3层气生根，条数多，功能强），一方面增强抗倒性，特别是抗根倒。同时是对水、肥高效吸收利用的最直接形态指标。可同时增加耐干旱和耐肥能力。
五、自交系选育突破——新种质、大群体、高密度、强胁迫、变换地、严选择
1、新种质：育种要有大突破，首先要有新的优异种质。应优先采用近年从国外引入我国的优异新种质，作选育自交系的基本材料。
2、大群体：通过增大早代特别是S1～S2的选择群体至3000株以上，使基因重组类型增多、变异范围加大，选择优异基本株机会增加。使过去一般只从几百株变异群体中选优株的百里挑一，提升到从数千株变异群体中选优株的千里挑一，并给严挑精选留够空间。
3、高密度：采取高密度（6000株／亩）条件下选育出的自交系抗倒伏、耐低光照、不易空秆、秃尖，适宜密植。这些都是超级玉米品种所必须具备的。美国和CYMMIT近年自交系选育方法之一采取高密度（一般合每亩6000株以上），而目前我国大多数育种家还仍在低密度条件下选育自交系。
4、强胁迫：在自交系选育过程中，因地制宜地通过简便易行的措施制造生产中经常遇到的一些不利因子，诸如低温播种、干旱不浇水、病虫害重发地、风大地区、低氮和高氮等。经过这些胁迫选择出耐低温、耐干旱、抗病虫、抗倒伏、耐肥等自交系和杂交种。
5、变换地：通过S1在东北，S2在河南、山东，S3在北京，S4到海南测配这样一种变换选择地穿梭选育的方法，使所选育的自交系适应性广、抗性丰富，特别是去除对光照温度的敏感性，而扩大适应区域和增强综合抗性。
6、严选择：严格选择标准，对影响总体育种目标和生产上可能造成严重减产风险的不良性状，如抗倒性差、高感丝黑穗病、易空秆、秃尖、不易制种等实施一票否决。
六、良种良法配套——密植而不倒，果穗全、匀、饱
超高产目标需要以具有超高产遗传潜力的品种为基础，再辅以优化可行的配套栽培技术来加以实现。超级玉米品种80％是育出来的，20％是种出来的。即是在一般密度和一般措施条件下，亩产水平可稳定达到800公斤，另外200公斤的产量潜力的挖掘需要适当地提高密度和科学的水肥供给。种植密度由4000株／亩提高到5000株／亩时，不发生倒伏、空杆、秃尖、畸形穗，单株生产力稳定，不明显降低。即密植而不倒，果穗全（无空杆）、匀（大小均匀一致）、饱（无秃尖等）。从而实现增产20％以上的目标。
超高产产量要素适宜构成模式应为：高密度（5000±500穗／亩）、中大穗（200～250克）。协调稳定零风险：群体与个体协调、库源关系协调、产量三要素协调、生物产量与经济产量协调。叶面积达到高峰后，保持较长时间稳定，不会出现倒伏、空杆、秃尖，严重病虫害等风险。
七、理想目标——超高产、零缺陷（零风险）品种
在强调实现超高产同时，更应强调品种的零缺陷。所谓零缺陷品种，即是站在农民作为玉米品种种植者和种子消费者的角度，玉米品种在整个种植生产过程中，没有缺陷、不出毛病。企业在品种开发推广过程中，也没有技术风险问题。玉米品种所表现出来的任何缺陷都是遗传基因与环境因子互作的结果，但绝大多数缺陷都是可以通过遗传育种来弥补或改善的。通过自交系的遗传改良和正确选配杂交组合对大量组合进行严格的鉴定筛选，不断地朝着零缺陷目标努力。实现绝对完美，完全达到零缺陷是非常非常困难的，但可以不断逼近目标，逐渐趋于完美。玉米品种可能存在13个方面的缺陷，需一一加以克服和弥补。
1、保全苗能力差；2、感病；3、感虫，抗虫力弱或易招致虫害；4、倒折，抗倒折性差；5、对水分敏感，抗旱性差；6、对温度敏感，抗低温冷害能力差；7、对光照敏感，耐寡照和耐密植能力差；8、对土壤肥力敏感，耐瘠薄性或耐肥性差；9、对除草剂敏感，易发生药害；10、果穗性状不佳；11、成熟期不适和脱水慢；12、种子生产方面的问题；13、玉米品质方面的问题，主要是玉米籽粒的物理品质要好。
一个品种有一个或几个突出优点并不难，难的是没有缺陷。超级玉米品种与零缺陷品种既有共同点，也有不同的侧重点，两者是不同的理念，前者是站在育种者角度强调超高产，后者是站在生产者和消费者角度重点是不造成损失、零风险，强调的是稳。两方面完美结合，则是实现理想目标，即超高产、零缺陷。
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