我国杂交玉米高产能力比发达国家还有很大差距,我国玉米产业还有很大的发展空间。4月3日,在作《亩产1000公斤以上玉米高产品种选育》报告,他指出,玉米是我国种植培养面积最大、产量最高的粮食作物,也是用途最广的农作物。
当前,国家投资建设大面积的高标准农田,加之栽培技术的提高、粮食价格的提升和高产创建的开展,更迫切地需要高产品种。李登海介绍,“我国已选育出了一批具有亩产1000公斤以上高产能力的品种”。
(一)早在20世纪80年代末,我们率先在全国选育出了亩产超过1000公斤的掖单12号、掖单13号高产品种。在农业部“八五”和“九五”期间,“推广紧凑型玉米1亿亩增产200亿斤粮食”的国家重点项目的推动下,在全国大部分省份都出现了较大面积、较大地块的亩产达到1000公斤以上的高产攻关田。
(二)21世纪初至今,我们在全国率先选育出了亩产达到1100-1400公斤夏玉米高产品种,如登海661、登海605;也育出了亩产达到1500-1600公斤以上的春玉米高产品种,如登海618、登海1769。北京农林科学院等单位也育出了类似的高产品种。
据了解,在世界玉米栽培史上,有档案记载的只有两个人,一个是美国先锋种子公司的创始人华莱士,他是世界春玉米高产纪录的保持者;另一个就是中国的李登海,是世界夏玉米高产纪录的保持者。
李登海说,“我们从1972年至今进行了50年的玉米高产攻关和高产品种选育的攻关工作,连续50年经科技部门和专家验收的科研成果,证明了选育紧凑型杂交玉米高产品种是选育亩产1000公斤以上玉米高产品种的最有效途径”。
在论坛上,他细数根据紧凑型杂交玉米高产育种和高产攻关的经历,而进行的亩产1000公斤以上的高产品种选育的数十年历程,尤其是不断攻克三大难题,分享选育高产品种的实践、认识和建议。
选育亩产1000公斤以上的玉米高产品种,要选平展型玉米杂交种是很难达到的。
平展型玉米杂交种由于叶片平展重叠、通风透光差,在夏玉米区种植密度很难突破每亩4000株,高产能力很难突破亩产700公斤,要选育具有亩产1000公斤的玉米高产品种是很不容易的。
我们从1972—1979年进行了8年夏玉米高产攻关,选用了100多个我国平展型玉米优良杂交种,先后累计种植了120多块1亩以上玉米高产攻关田,都经过了农业科学技术部门和专家验收,没有一个平展型杂交玉米品种能超过亩产700公斤。
根据紧凑型杂交玉米高产育种和高产攻关的经历,看怎么样做亩产1000公斤以上的高产品种选育。
1979年我们选育的紧凑型杂交玉米掖单2号、掖单3号在每亩种植4000株(是当时平展型杂交玉米高产攻关的最高密度)情况下,在我国率先突破亩产700公斤,掖单2号亩产达到776.9公斤,掖单3号亩产达到771.1公斤。紧凑型杂交玉米掖单2号、掖单3号的高产突破使我们找到了我国玉米高产育种的方向,从此开创了我国夏玉米高产攻关的新局面和开始了谱写夏玉米高产育种攻关的新篇章。
1980—1983年每年都继续用掖单2号、掖单3号等同类品种进行不同密度、不同栽培方式的高产攻关。出现的问题是:在增加密度每亩达到4000-7000株以上的情况下出现了不抗倒折的现象,影响产量的提升。解决紧凑型杂交玉米在高密度情况下的抗倒折能力,是我们在紧凑型杂交玉米育种史上遇到的第一个难题。我们一定要通过育种攻关来解决。
1984—1987年选用自育的高抗倒伏适宜密植的中高杆中穗型紧凑型杂交玉米掖单6号、掖单7号,在每亩种植6000、7000株无空杆的情况下,亩产突破了800和900公斤。产量是突破了,密度也上去了,抗倒伏也解决了,但经过连续几年攻关发现此类品种在较高密度情况下单株生产力(即单株穂粒重)始终提高不上去,制约了高产能力的新突破。这是我们紧凑型杂交玉米育种史上遇到的第二个难题。还是要求我们通过育种攻关来解决。
1988—1989年我们选用大穗大粒型的紧凑型杂交玉米种掖单12号、掖单13号,突破了亩产1000公斤,掖单13号亩产最高达到1096.29公斤,我们经过18年的攻关奋斗,终于育成了我国第一个亩产超过1000公斤的紧凑型玉米高产品种。
而后我们又进行了17年的玉米育种和玉米高产攻关,期间,咱们进行了大量的国内种质资源的收集和创新,都没有实现新的突破。由于缺乏新的突破性的种质资源,很难选育出具有更高配合力的紧凑型玉米自交系。这是我们在紧凑型杂交玉米育种史上遇到的第三个难题。
21世纪初我国进入WTO后,国外种业公司进入中国市场,我们利用国外种质资源进行再创新,并在全国率先创新出新的育种模式,育成新的紧凑型玉米高产品种。登海661、登海662、登海605、登海618等系列品种,都突破了夏玉米亩产1100公斤的大关,终于结束了长达17年夏玉米高产突不破1100公斤的历史,其中登海661亩产最高突破了1400公斤;在春玉米方面,登海618、登海1769先后突破亩产1500公斤和1600公斤。
玉米高产攻关证明,选育亩产1000公斤以上的玉米高产品种,紧凑型杂交玉米是首选。
李登海指出,紧凑型杂交玉米高产品种主要是在夏玉米亩产要求达到700公斤以上、种植密度达到4000株以上、叶面积指数要求达到4-7以上时,高产能力表现尤为突出,是选育亩产1000公斤以上品种的主要选择。
一是在生育期要求方面:需选育能充分的利用当地合适生育期的品种,在北方能充分的利用当地光热资源的情况下和在南方科学合理规划利用光热资源的情况下,选育最大限度利用当地光热资源和适宜生育期的品种。
二是在抗倒折方面:大多数表现在每亩种植4000-9000株情况下,在当地的抗倒伏能力。我们大家都认为,选育高抗倒伏能力的品种主要是从五个方面做选择:发达的根系、坚韧的茎秆、多基因控制的致矮性、较低的穗位和中矮杆株高。
在这里需要强调的是,在没有较大风力倒伏危险影响的地区,能选用中高杆的紧凑型高产品种。
四是在高产方面:主要是体现在当地较高密度情况下有较高的单株生产力。有必要注意一下的是高产能力需要有较高的高产栽培条件和栽培技术来实现。
在经验分享上,李登海指出,紧凑型与平展型杂交玉米一样,首先都要有杂种优势和高配合力,这是前提。种质资源的创新是选育玉米高产品种的基础和关键。提升在较高密度情况下(即4000-9000株)的单株生产力是选育高产玉米品种的主攻方向。不停地改进革新新的育种模式,助推亩产1000公斤以上玉米高产品种的选育,“我们大家都认为育种模式需不断进行创新,凡是能够成功并能多次重复成功的新模式都是一种新的创新和新的突破”。通过生物技术的应用,助推亩产1000公斤以上杂交玉米高产品种的选育。紧凑型杂交玉米的选育和推广是我国杂交玉米的一次大的绿色革命。就目前而言,紧凑型杂交玉米高产品种的选育仍是我国玉米高产品种选育的主体方向,而是需要更进一步的发挥和加强研究探索。
在研究建议上,他表示,一是,建议国家组织玉米栽培专家教授和植物生理专家教授,加强对紧凑型杂交玉米高产机理作进一步的研究。“早在20多年前我们和山东农科院专家做过玉米改型试验,将平展型改为紧凑型的增产21%,将紧凑型的改为平展型的减产20%,中国农科院赵明研究员也做过类似的试验,得出类似的结果。希望有关专家教授对增产机理能进行进一步的研究”。
二是,建议国家组织有关玉米栽培和育种专家教授,加强对杂交玉米在高密度情况下,如何提升单株生产力的研究。
三是,建议国家院校的栽培和植物生理专家教授,通过从光合性能的五个方面入手,在紧凑型杂交玉米利用高光效的基础上,探索更加合理的玉米高产品种的群体结构和种植密度。做出更优化光能利用的个体株型结构和在不同的高密度情况下的群体光合形态结构,促进紧凑型杂交玉米在高产能力方面新的提升。
四是,建议我国玉米栽培专家,加强对具有亩产1000公斤以上高产能力的玉米高产品种,进行良种良法配套技术的研究和高产攻关的栽培技术的研究。
五是,建议我国玉米高产栽培专家加强对农民在利用玉米高产品种时利益最大化的研究。
六是,建议崖州湾实验室和国家相关重点实验室,加强对杂交玉米亲本自交系转基因转育代数和保持原配合力及杂种优势的研究,确保转基因玉米杂交种能获得健康持续的推广和发展。