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2015年以前,在黄淮海,玉米也有过结实不良现象(秃尖或空杆),点片发生,年度间偶发事件,没有引起育种界关注。2016年,玉米结实不良范围大,面积广,出现“高温热害”一词。
2016-2020年,玉米结实不良常态化,但有愈演愈烈之势。过去说红轴品种易出问题,现在不分红轴白轴,都有结实不良现象。玉米结实不良正成为黄淮海玉米“4大杀手”之一,引起育种界广泛关注。
科研是探索未知领域,回答“为社么”,分析问题,解决问题,科研不能一推六二五。
作为育种工作者,应用自己的大脑思考问题,客观公正地分析结实不良的原因,总结经验,调整育种思路,提高自己的育种水平,更好地为农业服务。
1 高温导致授粉结实不良
1.1 玉米起源于南美洲(热带),从南美洲传到北美洲,至今已有5000年的栽培历史。玉米栽培的传播路线基本上由南向北,由西向东。现在世界各大洲均有玉米种植,最北已推进到北纬48’。据佟屏亚先生考证,玉米在明朝传入中国,最早是在广西云南一带栽培,后来传到北方。
玉米骨子里就有耐热基因,花期遇上高温不是授粉结实不良的主要原因。
1.2 玉米是标准的C4作物,喜温喜光。在自然的CO2浓度和光饱和条件下,C4作物光合温度三基点
据河南农业大学李潮海教授统计,在黄淮海夏玉米区,6月上旬至9月下旬,平均气温23.4℃,平均最高温度28.5℃,平均最低气温19.0℃。
山东省农科院玉米研究所把黄淮海地区夏玉米生产自然灾害归为5类:?旱灾;?涝灾;?阴雨;④风灾;⑤热灾。热害排在最后一位。玉米抽雄前后遇到35℃以上高温≥5d,易造成授粉不良,缺行、缺粒。
育种界习惯认为>35℃容易出现花粉败育或吐丝不畅,但不是绝对的,因品种而异。有些品种在>35℃高温下结实良好。只要温度合适,玉米全天均可授粉。极端高温天气一天一般不会超过4h,中午12:00~16:00,大部分时间<30℃,玉米有充足的授粉时间。
高温灾害不仅仅造成授粉不良,还可造成其他组织器官损伤,质膜损伤,活性氧伤害,代谢失调等。直接损伤包括:?蛋白质变性;?膜质液化。间接损伤包括,?代谢性饥饿;?有毒物质积累;?蛋白质破坏;④生理活性物质缺乏。玉米其他组织毫发无损,热害只对结实造成破坏,从生理上讲不通。
1.3 烟台大学宋建成教授认为,在玉米小喇叭口期,如果遇上高温干旱,温度超过光饱和点,有可能造成雌穗发育不正常,出现“超短裙”现象。
冯东升(美.先锋公司)认为,玉米空杆是多方面原因造成的,6-8叶期,高温干旱可能会引起穗分化不良,后期出现空杆。密度过大,郁闭,蚜虫危害,也可引起玉米空杆。
原因比较复杂,有气候因素,但更多的是栽培管理和品种因素。同一个品种,同一个村种植,村东和村西可能就不一样。同一农户,同样水肥管理,不同品种差异很大。同一个品种,同一块地,前期浇水时间不同,结实表现不同。”
笔者认为:?空杆的主要原因是某些稀植大穗品种种植密度过大,适宜密度3500-3800株/亩,非种植到4500株以上,造成空杆。拔节--大喇叭期高温干旱,管理粗放,不及时浇水,也是其中原因之一。王德亮(河北科利尔公司)介绍说,?苞叶发育反常,所谓“超短裙”现象,主要是小喇叭口期以前高温干旱所致。?造成“上吐下泻”、中间缺粒的原因很多。高密,阴雨寡照,授粉期遇上高温,吐丝不畅或花粉败育;缺肥缺水易引起生理秃尖。2018年山东、河南等地的秃尖花粒原因错综复杂,有气候因素,主要是品种因素及田间管理所致。
DH618因结实不良在黄淮海地区退市。在新疆结实良好,创玉米高产攻关记录,新疆同期气温远高于黄淮海。
玉米生产成本上升,前几年价格下降,许多地方不再分次追肥,施足底肥,“一炮轟”,早熟品种影响不大,晚熟及稀植大穗品种中后期出现缺肥症状,营养秃尖。
2 美系玉米不耐热
2.1 有玉米种植的地方就有美国品种,世界玉米种植大国是美国、中国、巴西、印度、墨西哥,五国玉米种植面积占全球的1/2,总产量占全球70%,巴西、印度、墨西哥都是热带国家。美国品种不抗热怎么在这些地方种植。
在KWS3376进入新疆以前,先玉335是新疆主栽品种,新疆的平均气温及最高气温总比黄淮海高吧,,怎能说美系不抗热?
P群是不是美系?农大108(P群×黄改)、金海5号(P群×黄改),从黄淮海一直种到南方,高抗不良环境,从未出现过结实不良现象。金海5号这个推广了10多年的老品种今年仍结实良好。
许启风教授的济玉3240,地地道道美系×美系,又加入了178血缘,预试进区试,东北、黄淮海、西南三大区同时上,足以说明美系不仅抗热且耐阴雨寡照。
美籍华人张铭堂教授认为,“热带种质资源在短日照,高温条件下,可以正常形成花芽分化,在长日照低温的温带生育条件下,不能形成花芽分化”。
2.2 美国玉米一年一季,种植区域化,在最适合玉米生长的几大州(玉米带)种植玉米,没有黄淮海雨热同季这种环境,直接应用,抗倒抗病不过关,对光温似乎并不敏感。335在黄淮海大部分地区正常结实。
以偏概全,没有根据的猜测和臆想在育种人中比较流行。
先玉335生长期长,不耐密,稀植大穗,不是美国主流品种。6WC和4CV也不是骨干系。美国的玉米育种是二群论,BSS×NSS,几十年的积累聚合,已形成完美的基因链条,加入少量外来血缘,动二个基因位点,破坏了固有的基因构成,属于“注水肉”。
3 在黄淮海离不开黄改系?
“不用黄改系,进不了省区试;不用340,进不了前三名”。黄早四和丹340是我们国家自有种质资源,曾经是黄淮海和东华北的骨干父本系。美系进来以后,黄改系和旅系用的少了。 黄早四由河北省地方品种唐四平头选育而来,应该算是一環系。大约在1950年代由中国农科院与河北省农科院联合选育。黄早四原来并没有多大名气,配出烟单14(mo17×黄早四)、掖单2号(掖107×黄早四)才名声大振。黄早四是中国固有的种质资源,与美系遗传距离远,因此有较高的配合力。黄早四突出优点是品质好,结实封顶好,配合力高,适应性广;突出缺点是不抗大小斑病。在黄淮海,Reid/黄系已经确立,育种工作者集中力量来改良黄早四,黄早四的改良系统称为黄改系。比较有代表性的有:
P群×黄改系曾一度成为黄淮海的杂交模式,代表品种有,农大108,鲁单981、邢抗2号、金海5号。
在黄改系中,应用最广推广面积最大的是昌7-2。昌7-2可以可以归入黄改系,但昌7-2里有多少黄早四成份,黄早四成份表达是否活跃,好像没有这方面的研究。
吉69->维59×黄早四×Suwan->昌7-2
昌7-2集中了东(潍坊)西(陕西)南(Suwan)北(吉林)中(安阳)血缘,还有美国威斯康星大学的血缘也加入了进来,是个极其复杂的群体(张学信《种子世界》)。
昌7-2优缺点分明,前期高抗倒伏,后期茎秆松软,这可能是韧皮部薄,后期维管束中空所致。灌浆快,籽粒脱水慢。
主流品种一出问题,回归说开始泛起。其实958年年异型穗不少,但种植密度大,一般不会造成减产。
在黄淮海不用黄改系,用什么?需要专题讨论。
2019年,在郑州“黄淮海玉米观摩会”上,笔者请教中国农大李建生教授,他说“高温热害”是个伪命题。科研需要用事实说话,用数据说话,至今没有任何人拿出任何证据来证明“高温热害”造成玉米结实不良。
4对于玉米育种的一些思考
玉米已经连续5年在部分地区结实不好。有气候因素,种植密度因素,但根本原因还是品种问题。10个品种有9个品种出现问题,1个结实良好,那也是品种问题,优良品种毕竟是精品,少而又少。
据笔者所知,近几年隆平392、黎明518、金来318、金来376等组合无论春播还是夏播,在各省均表现优异,没有任何问题。
4.1爱诺瓦教授说:“抗性就是产量!”真是至理名言。我国玉米平均产量才390kg,美国玉米平均产量700kg,高出近1倍。如果没有自然灾害,在黄淮海、东华北、西北玉米主产省,玉米产量不会低于500kg。倒伏、病害、结实不良,年年大面积发生,一平均产量就下来了。
张世煌教授认为,片面追求产量,为了超CK,人为拉长生育期,人为提高株高穗位,在稀植大穗的路子上越走越远。育种不是为了实现优良基因的重组和聚合,而是突出个别对光温敏感的基因,育出的品种在大水大肥和有利环境下确实可以创造高产,一遇不良环境,马上出问题。
张世煌教授发表了大量文章,每篇文章都是大声疾呼,注重玉米的综合抗性。
4.2 刘占文博士一再强调,玉米育种就是解决二件事:?南北种质资源结合问题;?对光温敏感问题。刘博士是育种大家,刻意低调,在种业界没有知名度,他的育种理念更不被人所知。 对光温敏感问题,耳边风,没有人往心里去。玉米对光温的敏感问题越来越突出,已经超过倒伏和青枯,成了黄淮海第一杀手。 玉米结实不良已成为“卡脖子”技术,提在我们面前,必须进行系统研究。现在黄淮海广泛设点,筛选年度间结实良好品种,再进行聚类分析,利用全基因组测序技术,从分子层面上进行分析,组配时有的放矢,组配基础材料时心中有数。一个大品种的成长不是看它超对照多少。而是尽可能规避风险,在推广过程中不出问题。张铭堂教授早就讲过,稳产和高产就是一对矛盾,稳产品种耐不良环境能力强,容易成为大品种。“品种井喷”,一年审上千个,大部分品种见光死,结实不良是最大死因。
4.3 玉米起源于南美洲,不断向北推进,温带寒带大量种植。为了提高抗病及抗倒伏能力,适当加入热源,育种家惯用手法。加入多少,加入什么?没有理论依据,都是凭感觉行事,SNP也没把Suwan等热基因列进去。
4.4 育种界已清醒认识到,超958容易,超335很难,335成了标杆。为了不侵权,为了接近335,为了改良335大喇叭口期不抗倒伏、后期不抗大斑不抗灰斑等性状,育种人千方百计改良6WC、4CV,张世煌和张书申估计,在改335上至少花了20个亿,20个亿打了水漂,没搞出任何名堂,画虎不成反类犬。自己没本事,,反而说美系不耐热。
二个好的自交系不等于一个更好的自交系。鲁原92×H21=鲁原单14,K36×H21=邢抗2号,鲁原92/K36选系×H21可能出不来任何品种。
不了解血缘,没有把自交系解剖清楚,胡乱组配,盲目选系,想钝化对光温敏感问题,可能吗?
4.5 多年以前,魏义章(原河北省农业厅副厅长、农业部国家玉米攻关协作小组组长)曾有过精辟论断:不搞育种等死,搞育种找死,出垃圾品种速死,抄袭模仿慢死,组组配配安乐死。抄袭、模仿、打擦边球,只能是育种中的自杀行为。
育种是一种精神,一种境界,一种追求,育种工作者应有一种敬畏之心,宗教情结,有强烈的责任心和崇高的使命感。不良环境淘汰垃圾品种,成就优良品种。育种工作者就是要提高品种综合抗性,育出时代性好品种。
2016-2020年,玉米结实不良常态化,但有愈演愈烈之势。过去说红轴品种易出问题,现在不分红轴白轴,都有结实不良现象。玉米结实不良正成为黄淮海玉米“4大杀手”之一,引起育种界广泛关注。
科研是探索未知领域,回答“为社么”,分析问题,解决问题,科研不能一推六二五。
作为育种工作者,应用自己的大脑思考问题,客观公正地分析结实不良的原因,总结经验,调整育种思路,提高自己的育种水平,更好地为农业服务。
1 高温导致授粉结实不良
1.1 玉米起源于南美洲(热带),从南美洲传到北美洲,至今已有5000年的栽培历史。玉米栽培的传播路线基本上由南向北,由西向东。现在世界各大洲均有玉米种植,最北已推进到北纬48’。据佟屏亚先生考证,玉米在明朝传入中国,最早是在广西云南一带栽培,后来传到北方。
玉米骨子里就有耐热基因,花期遇上高温不是授粉结实不良的主要原因。
1.2 玉米是标准的C4作物,喜温喜光。在自然的CO2浓度和光饱和条件下,C4作物光合温度三基点
据河南农业大学李潮海教授统计,在黄淮海夏玉米区,6月上旬至9月下旬,平均气温23.4℃,平均最高温度28.5℃,平均最低气温19.0℃。
山东省农科院玉米研究所把黄淮海地区夏玉米生产自然灾害归为5类:?旱灾;?涝灾;?阴雨;④风灾;⑤热灾。热害排在最后一位。玉米抽雄前后遇到35℃以上高温≥5d,易造成授粉不良,缺行、缺粒。
育种界习惯认为>35℃容易出现花粉败育或吐丝不畅,但不是绝对的,因品种而异。有些品种在>35℃高温下结实良好。只要温度合适,玉米全天均可授粉。极端高温天气一天一般不会超过4h,中午12:00~16:00,大部分时间<30℃,玉米有充足的授粉时间。
高温灾害不仅仅造成授粉不良,还可造成其他组织器官损伤,质膜损伤,活性氧伤害,代谢失调等。直接损伤包括:?蛋白质变性;?膜质液化。间接损伤包括,?代谢性饥饿;?有毒物质积累;?蛋白质破坏;④生理活性物质缺乏。玉米其他组织毫发无损,热害只对结实造成破坏,从生理上讲不通。
1.3 烟台大学宋建成教授认为,在玉米小喇叭口期,如果遇上高温干旱,温度超过光饱和点,有可能造成雌穗发育不正常,出现“超短裙”现象。
冯东升(美.先锋公司)认为,玉米空杆是多方面原因造成的,6-8叶期,高温干旱可能会引起穗分化不良,后期出现空杆。密度过大,郁闭,蚜虫危害,也可引起玉米空杆。
原因比较复杂,有气候因素,但更多的是栽培管理和品种因素。同一个品种,同一个村种植,村东和村西可能就不一样。同一农户,同样水肥管理,不同品种差异很大。同一个品种,同一块地,前期浇水时间不同,结实表现不同。”
笔者认为:?空杆的主要原因是某些稀植大穗品种种植密度过大,适宜密度3500-3800株/亩,非种植到4500株以上,造成空杆。拔节--大喇叭期高温干旱,管理粗放,不及时浇水,也是其中原因之一。王德亮(河北科利尔公司)介绍说,?苞叶发育反常,所谓“超短裙”现象,主要是小喇叭口期以前高温干旱所致。?造成“上吐下泻”、中间缺粒的原因很多。高密,阴雨寡照,授粉期遇上高温,吐丝不畅或花粉败育;缺肥缺水易引起生理秃尖。2018年山东、河南等地的秃尖花粒原因错综复杂,有气候因素,主要是品种因素及田间管理所致。
DH618因结实不良在黄淮海地区退市。在新疆结实良好,创玉米高产攻关记录,新疆同期气温远高于黄淮海。
玉米生产成本上升,前几年价格下降,许多地方不再分次追肥,施足底肥,“一炮轟”,早熟品种影响不大,晚熟及稀植大穗品种中后期出现缺肥症状,营养秃尖。
2 美系玉米不耐热
2.1 有玉米种植的地方就有美国品种,世界玉米种植大国是美国、中国、巴西、印度、墨西哥,五国玉米种植面积占全球的1/2,总产量占全球70%,巴西、印度、墨西哥都是热带国家。美国品种不抗热怎么在这些地方种植。
在KWS3376进入新疆以前,先玉335是新疆主栽品种,新疆的平均气温及最高气温总比黄淮海高吧,,怎能说美系不抗热?
P群是不是美系?农大108(P群×黄改)、金海5号(P群×黄改),从黄淮海一直种到南方,高抗不良环境,从未出现过结实不良现象。金海5号这个推广了10多年的老品种今年仍结实良好。
许启风教授的济玉3240,地地道道美系×美系,又加入了178血缘,预试进区试,东北、黄淮海、西南三大区同时上,足以说明美系不仅抗热且耐阴雨寡照。
美籍华人张铭堂教授认为,“热带种质资源在短日照,高温条件下,可以正常形成花芽分化,在长日照低温的温带生育条件下,不能形成花芽分化”。
2.2 美国玉米一年一季,种植区域化,在最适合玉米生长的几大州(玉米带)种植玉米,没有黄淮海雨热同季这种环境,直接应用,抗倒抗病不过关,对光温似乎并不敏感。335在黄淮海大部分地区正常结实。
以偏概全,没有根据的猜测和臆想在育种人中比较流行。
先玉335生长期长,不耐密,稀植大穗,不是美国主流品种。6WC和4CV也不是骨干系。美国的玉米育种是二群论,BSS×NSS,几十年的积累聚合,已形成完美的基因链条,加入少量外来血缘,动二个基因位点,破坏了固有的基因构成,属于“注水肉”。
3 在黄淮海离不开黄改系?
“不用黄改系,进不了省区试;不用340,进不了前三名”。黄早四和丹340是我们国家自有种质资源,曾经是黄淮海和东华北的骨干父本系。美系进来以后,黄改系和旅系用的少了。 黄早四由河北省地方品种唐四平头选育而来,应该算是一環系。大约在1950年代由中国农科院与河北省农科院联合选育。黄早四原来并没有多大名气,配出烟单14(mo17×黄早四)、掖单2号(掖107×黄早四)才名声大振。黄早四是中国固有的种质资源,与美系遗传距离远,因此有较高的配合力。黄早四突出优点是品质好,结实封顶好,配合力高,适应性广;突出缺点是不抗大小斑病。在黄淮海,Reid/黄系已经确立,育种工作者集中力量来改良黄早四,黄早四的改良系统称为黄改系。比较有代表性的有:
P群×黄改系曾一度成为黄淮海的杂交模式,代表品种有,农大108,鲁单981、邢抗2号、金海5号。
在黄改系中,应用最广推广面积最大的是昌7-2。昌7-2可以可以归入黄改系,但昌7-2里有多少黄早四成份,黄早四成份表达是否活跃,好像没有这方面的研究。
吉69->维59×黄早四×Suwan->昌7-2
昌7-2集中了东(潍坊)西(陕西)南(Suwan)北(吉林)中(安阳)血缘,还有美国威斯康星大学的血缘也加入了进来,是个极其复杂的群体(张学信《种子世界》)。
昌7-2优缺点分明,前期高抗倒伏,后期茎秆松软,这可能是韧皮部薄,后期维管束中空所致。灌浆快,籽粒脱水慢。
主流品种一出问题,回归说开始泛起。其实958年年异型穗不少,但种植密度大,一般不会造成减产。
在黄淮海不用黄改系,用什么?需要专题讨论。
2019年,在郑州“黄淮海玉米观摩会”上,笔者请教中国农大李建生教授,他说“高温热害”是个伪命题。科研需要用事实说话,用数据说话,至今没有任何人拿出任何证据来证明“高温热害”造成玉米结实不良。
4对于玉米育种的一些思考
玉米已经连续5年在部分地区结实不好。有气候因素,种植密度因素,但根本原因还是品种问题。10个品种有9个品种出现问题,1个结实良好,那也是品种问题,优良品种毕竟是精品,少而又少。
据笔者所知,近几年隆平392、黎明518、金来318、金来376等组合无论春播还是夏播,在各省均表现优异,没有任何问题。
4.1爱诺瓦教授说:“抗性就是产量!”真是至理名言。我国玉米平均产量才390kg,美国玉米平均产量700kg,高出近1倍。如果没有自然灾害,在黄淮海、东华北、西北玉米主产省,玉米产量不会低于500kg。倒伏、病害、结实不良,年年大面积发生,一平均产量就下来了。
张世煌教授认为,片面追求产量,为了超CK,人为拉长生育期,人为提高株高穗位,在稀植大穗的路子上越走越远。育种不是为了实现优良基因的重组和聚合,而是突出个别对光温敏感的基因,育出的品种在大水大肥和有利环境下确实可以创造高产,一遇不良环境,马上出问题。
张世煌教授发表了大量文章,每篇文章都是大声疾呼,注重玉米的综合抗性。
4.2 刘占文博士一再强调,玉米育种就是解决二件事:?南北种质资源结合问题;?对光温敏感问题。刘博士是育种大家,刻意低调,在种业界没有知名度,他的育种理念更不被人所知。 对光温敏感问题,耳边风,没有人往心里去。玉米对光温的敏感问题越来越突出,已经超过倒伏和青枯,成了黄淮海第一杀手。 玉米结实不良已成为“卡脖子”技术,提在我们面前,必须进行系统研究。现在黄淮海广泛设点,筛选年度间结实良好品种,再进行聚类分析,利用全基因组测序技术,从分子层面上进行分析,组配时有的放矢,组配基础材料时心中有数。一个大品种的成长不是看它超对照多少。而是尽可能规避风险,在推广过程中不出问题。张铭堂教授早就讲过,稳产和高产就是一对矛盾,稳产品种耐不良环境能力强,容易成为大品种。“品种井喷”,一年审上千个,大部分品种见光死,结实不良是最大死因。
4.3 玉米起源于南美洲,不断向北推进,温带寒带大量种植。为了提高抗病及抗倒伏能力,适当加入热源,育种家惯用手法。加入多少,加入什么?没有理论依据,都是凭感觉行事,SNP也没把Suwan等热基因列进去。
4.4 育种界已清醒认识到,超958容易,超335很难,335成了标杆。为了不侵权,为了接近335,为了改良335大喇叭口期不抗倒伏、后期不抗大斑不抗灰斑等性状,育种人千方百计改良6WC、4CV,张世煌和张书申估计,在改335上至少花了20个亿,20个亿打了水漂,没搞出任何名堂,画虎不成反类犬。自己没本事,,反而说美系不耐热。
二个好的自交系不等于一个更好的自交系。鲁原92×H21=鲁原单14,K36×H21=邢抗2号,鲁原92/K36选系×H21可能出不来任何品种。
不了解血缘,没有把自交系解剖清楚,胡乱组配,盲目选系,想钝化对光温敏感问题,可能吗?
4.5 多年以前,魏义章(原河北省农业厅副厅长、农业部国家玉米攻关协作小组组长)曾有过精辟论断:不搞育种等死,搞育种找死,出垃圾品种速死,抄袭模仿慢死,组组配配安乐死。抄袭、模仿、打擦边球,只能是育种中的自杀行为。
育种是一种精神,一种境界,一种追求,育种工作者应有一种敬畏之心,宗教情结,有强烈的责任心和崇高的使命感。不良环境淘汰垃圾品种,成就优良品种。育种工作者就是要提高品种综合抗性,育出时代性好品种。