密植型玉米自交系和品种的选育·鉴定及配套栽培技术

安 伟， 樊智翔， 韩志玲， 米小红， 王计虎， 赵 力

(山西农业科学院玉米研究所，山西忻州 034000)



密植型玉米自交系和品种的选育·鉴定及配套栽培技术

安 伟， 樊智翔， 韩志玲， 米小红， 王计虎， 赵 力

(山西农业科学院玉米研究所，山西忻州 034000)

种植密度影响着玉米群体内小气候, 进而影响玉米的生长发育。在自交系及组合选育过程中, 通过提高种植密度增加个体间竞争压力, 可以提高自交系及组合的选择效果。介绍了密植型自交系及组合的选育鉴定方法和效果, 并提出了种植和推广密植型玉米自交系及品种的配套栽培技术以及面临的难题。加快密植型玉米自交系及组合的选育进程, 大力种植和推广密植型玉米自交系及品种, 并辅以配套栽培技术，必将大大推动山西省玉米科研和生产水平的进一步提高, 加快山西省玉米生产发展。

密植型；玉米；自交系；品种；选育鉴定；栽培技术

在当前生产状况下, 通过推广和改种密植型自交系及品种和合理增加种植密度作为提高玉米产量的主要措施, 已成为越来越多玉米种植户同行的共识。玉米育种选育自交系的方法之一是从杂种分离群体中筛选理想的个体，多代自交形成稳定的自交系。选育自交系除了要引进新的种质外，还应改进育种方法，提高选择效果[1]。选择效果的好坏直接关系到育种的成败。多年的育种实践表明，玉米种植密度逐步提高不仅是玉米不断提高产量的主要途径，也是在育种中提高选择效果的重要手段[1-2]。李竞雄指出，玉米栽培上最大的改革是种植密度的加大[3]。针对今后的育种目标，从育种的基础材料开始，在自交的不同世代及杂交组合的选育鉴定中预先设计高密度进行评价，提高自交系及组合的选择效果。优良的密植型自交系及品种是提高玉米产量的重要前提，但只有辅以配套栽培技术才能保证其高产潜力得以充分发挥。

1 密度对玉米的影响

密度是影响玉米群体结构的主要因素，掌握合理的玉米栽培密度对玉米的生长起到较大的促进作用[4]。①如果密度较小，不仅是对土地、光、热条件的浪费，虽然玉米个体发育很好、 米质好, 但是因有效株数、穗数不够,也不会使玉米达到一定的产量标准[5]。②在中密度下，能够较好地协调玉米植株群体与个体的关系，在生长前期有较高的叶面积，能有效截获较多的光能；中期具有适宜的群体，使下部叶片也得到一定的光照；后期叶面积下降缓慢，从而使玉米群体在生长后期保持较高的光合效率[6]。③玉米本身是一种高秸秆的植株，如果密度过大就会影响到正常的光照，茎秆的体细胞发育较快, 个头长大,玉米的节间会变长，植株的高度将超过正常的高度，穗位也有所提高，形成大头沉[7]。另外，玉米是一种室外作物，遇到大风天气就易折易倒。④玉米的植株增高也会出现浪费养分的现象，而且较多的肥料供给了秸秆的生长，这就使玉米在雌穗分化、小穗小花的生殖生长阶段或鼓粒阶段缺乏足够养分，普遍出现穗小、粒瘪的问题，无法实现玉米的高产。⑤密度较大会严重影响玉米的授粉时间，对玉米穗的生长也会产生不利的影响。因此，雌雄不调的现象较为严重，造成秃尖，重者出现空杆，严重影响玉米的产量[8]。若要促进玉米的高产，必须保证花粉和花丝的结合。密度过大会造成“瞎穗”、“半拉瓢”等结实率低的现象。⑥密度大还会造成玉米的通风和透光受限，田间出现荫蔽的情况导致玉米非常容易受到病虫害的影响，例如玉米螟就喜欢在田间透光率30%的地块产卵。由于玉米的生长对环境的要求也相对较高，如果环境受到一定的限制就会在秸秆上长出斑病，使得玉米减产。因此，选择密植型玉米自交系和品种，并进行密度的合理安排，保证每个个体的生长环境最优，以实现高产。

2 密植型玉米自交系及品种的选育鉴定方法

20世纪90年代初，以掖478系、掖单号为代表的具有株型紧凑、叶片上冲等显著外形特征的密植型玉米自交系和品种获得许多育种专家、经销商和农民的认可，得到大面积应用推广，为山西省及我国的玉米科研和生产做出了巨大贡献。但是，密植型育种特别重视的是株型的紧凑，其生理上的密植性未进行严格的筛选。有些紧凑型玉米品种叶片宽大，寡照耐荫能力弱，不适宜密植。然而，有些叶片夹角较大的品种具有生理上的耐密耐荫机制，也具有较好的密植性。因此，密植型育种应该是理想的紧凑株型(具有小雄穗、紧凑型、坚韧茎秆、开叶距、大根系和低穗位等外形特征[2])和耐密、抗倒、耐肥等的生理机制2个方面的结合。

2.1 密植型玉米自交系的选育戴景瑞[9]指出选育玉米自交系的起点要高、取材要新、选择要严、速度要快。李登海[10]提出，夏玉米高产要以增加密度为主要手段，走紧凑型玉米育种的道路。赵久然在实现超级玉米育种目标的技术路线中提出了以密植为核心的多抗、广适、稳产性的育种路线[11-13]。张世煌在郑单958研究中提倡高密度育种策略，推广密植育种方法[14]。

选育自交系应采取严、高、大选系法(严选择、优种质、强胁迫、变换地、高密度、大群体)。严格选择标准，对影响育种目标和造成严重减产的性状实施一票否决；密植型自交系优先选用新优异种质作为基础材料；根据育种目标，因地制宜设置胁迫环境，筛选出多抗材料；通过改变地点的选育方法，使所育自交系抗性丰富、适应性广；采用高密度(超过90 000株/hm2)种植；增大早代特别是S1的选择群体3 000株以上。

笔者于2008年以密植母本系M3-11和父本系D2-7组配而成中晚熟耐密(67500株/hm2)玉米新品种“中地88”。

2.2 密植型玉米组合的选配、鉴定和筛选在选配密植型杂交组合时，至少其中1个亲本要具有很好的密植性。鉴定密植型组合，应采用高密度及多点鉴定。试验点至少3个，每个试验点至少3行，行长5 m以上，最多只能一边留过道，保证密度的胁迫。试验密度应超过67 500株/hm2，鉴于当前的实际生产水平，以67 500株/hm2为宜。为了筛选出更密植型的品种，可进一步加大试验密度至82 500株/hm2，甚至90 000～120 000株/hm2。试验一定要保证密度，不要有缺苗断垄。

2014年5月笔者选育的中晚熟耐密(67 500株/hm2)玉米新品种“中地88”通过山西省品种审定委员会审定(晋审玉2014009)。

3 密植型玉米自交系及品种的选育鉴定效果

在玉米群体中，随着密度的增加，个体与个体的互相作用产生对资源的竞争加剧，增大表现型差异，有助于鉴别筛选，提高选择效果。①淘汰了高密度下不适宜的基因型，使适宜的基因型得以保留，有利于稳产密植自交系和组合的选育；②提高抗病虫性。在高密度环境下，群体内湿度大，透风性差，各种病虫害极易发生；③提高耐旱、耐瘠薄。在高密度条件下，耐旱、耐瘠薄的植株可以高效利用土壤中有限的养分；④提高自交系及组合的抗倒性。在高密度环境下，只有茎秆坚韧、根系发达的植株才能被选择并保留下来；⑤提高耐荫性。密植型育种应该是株型和生理2个方面的结合，透光性好，植株叶片能接受较好的光照，极大地提高了植株的光能利用率。

4 密植型玉米自交系及品种的配套栽培技术

种植和推广密植型自交系及品种可以推动玉米科研和生产水平的提高，但只有辅以配套栽培技术才能保证其高产潜力得以充分发挥[2,15]。

4.1 合理密植合理的密度种植是提高产量的重要环节，同时在一定范围内也能够更好保证产量达到最高值。目前，山西省生产上大部分地区玉米品种和自交系的种植密度偏低，未达到合理密度，且各区域密度不均衡，差异较大。南部夏玉米区品种的密度大部分为52 500～60 000株/hm2，一部分品种的种植密度在67 500株/hm2左右，用于选育品种的自交系密度大部分为75 000～82 500株/hm2；中晚熟春玉米区品种的密度大部分为52 500～60 000株/hm2，用于选育品种的自交系密度大部分为67 500～75 000株/hm2；特早熟、早熟地区品种的密度最低，大部分不足52 500株/hm2，用于选育品种的自交系密度大部分为60 000～67 500株/hm2。在目前密度的基础上, 合理增加种植密度(即增加7 500～15 000株/hm2)，可以提高玉米品种产量750～1 500 kg/hm2，提高玉米自交系产量375～750 kg/hm2。在适宜稀植的地区，适当增加密度也能起到增产的作用。总体趋势是缩小株、行距，以实现密植增产。

4.2 因地制宜山西省各玉米产区的自然气候条件、土壤条件、耕作制度和栽培特点相差很大。密植型自交系及品种应优先在相应的南部夏播玉米区(包运城、临汾夏玉米区)、中晚熟春玉米区以及中(早)熟玉米区等土壤肥力和灌溉条件较好的地区种植和推广。另外，在中晚熟春玉米区种植和推广密植型自交系及品种，可以显著减少病害和天气对玉米产量的影响，达到稳产的作用。然而，在一些干旱瘠薄的地区和适合稀植的特殊生态区还是适宜以稀植型品种及相应的自交系为主。

4.3 科学肥水管理密植型自交系及品种需要以科学的肥水管理作为保障，否则将很难发挥其增产潜力。种植密植型自交系及品种需要根据测土化验结果进行平衡配方施肥；掌握好施肥时期并做到深施，减少挥发损失。同时，保证生育期内的水分供应，尤其是需水关键期不受干旱胁迫。

4.4 改进播种方式套种在山西省还有相当大的面积，特别是在运城、临汾夏玉米区。套种模式限制了玉米种植密度的进一步提高，特别是共生期间由于套种作物、蔬菜和杂粮等的遮光、争水、争肥，影响到玉米苗期生长，导致群体不整齐、病虫害严重、田间操作困难。这种模式只适于中产水平，难以适应更高产的要求。因此，减少套种面积，增加直播面积，特别是推广玉米铁茬播种技术，有利于密植型自交系及品种获得高产。

目前，山西省的用种质量和机械播种状况仍采用精量播种的方式。因此， 为了提高密度和播种的整体质量，要不断改进播种方式，采取每一穴增加1种或半株距机械播种，这样在玉米出苗后可以保证单位面积的植株数量。同时，要选择高质量的密植型自交系及品种，通过精量以及半精量的播种方式来提高整体的出苗质量和整齐度，这是提高产量的基础。

4.5 提高规模化和机械化水平规模化和机械化是玉米生产发展的必然之路。提高机械化水平，适度规模化是提高玉米单产和效益的重要途径。目前，山西省玉米生产过程中劳动力成本普遍偏高、劳动强度大、机械化作业程度低，全省玉米耕、种生产环节已基本实现了机械化，但机收率仅超过32.0%，未能充分发挥农机具在玉米生产中的增效作用。玉米密植型自交系及品种的推广和机械化水平的提高将会显著提高山西省玉米的生产水平。

育种和栽培密不可分，就密植型自交系及品种而言，在育种和栽培二者互动的过程中基本上是先通过育种来提高密植型自交系及品种的耐密性，再通过栽培增加种植密度，增加单产。反过来，在栽培上提高密度也要求通过育种进一步提高自交系及品种的耐密性。

多年研究表明，通过推广和改种密植型自交系及品种是提高玉米产量的有效途径。为此，加快选育、种植和推广密植型自交系及品种的进程，并辅以配套的栽培技术，必将极大推动山西省玉米科研和生产水平的进一步提高，加快山西省玉米生产发展。

5 密植型玉米自交系及品种选育中面临的难题

密植型玉米自交系及品种得到了很多育种专家、经销商和农民的认可，但在高密度压力下选育自交系及品种仍存在一些难题：①筛选玉米自交系及品种的适宜密度；②在自交系的选育过程中，增加哪个世代的压力及增加多大的压力效果最为明显等问题则有待于进一步研究。

[1] 邢锦丰,赵久然,黄长玲,等.密植育种法在选育玉米自交系中的应用[J].玉米科学,2008,16(2):54-55.

[2] 赵久然,王荣焕.再议玉米耐密型品种的选育鉴定及配套栽培技术[J].玉米科学,2008,16(4):5-7.

[3] 戴景瑞.浅谈自交系的选育[J].作物杂志,1991(3):11-12.

[4] 刘开昌,张秀清,王庆成,等.密度对玉米群体冠层内小气候的影响[J].植物生态学报,2000,24(4):489-493.

[5] 杨世民,廖尔华,袁继超,等.玉米密度与产量及产量构成因素关系的研究[J].四川农业大学学报,2000,18(4):322-324.

[6] 吴建明,梁和,陆国盈,等.密度和肥料对高油玉米生理性状的影响[J].西南农业学报,2005,18(4):392-396.

[7] 何启平.密度对不同玉米品种果穗维管束结构的影响[J].菏泽师专学报,2002,24(2):30-32.

[8] 王晓梅,崔坤,刘玉兰,等.不同密度玉米品种雌雄穗开花间隔与产量相关性的研究[J].吉林农业科学,2003,28(4):5-7.

[9] 孙发明,金应世.耐密型玉米自交系的培育与改良[J].延边农学院学报,1992(3):168-170.

[10] 李登海.从事紧凑型玉米育种的回顾与展望[J].作物杂志,2000(5):1-5.

[11] 赵久然.超级玉米育种目标及实现途径[J].作物杂志,2005(5):1-3.

[12] 赵久然.玉米“一增四改”生产技术手册[M].北京:中国农业出版社,2007.

[13] 赵久然,孙世贤.对“超级玉米”育种目标及技术路线的认识与思考[C]//中国玉米品种科技论坛.北京:中国农业科学技术出版社,2007.

[14] 张世煌.郑单958带给我们的创新思路和发展机遇[J].玉米科学, 2006,14(6):4-6.

[15] 赵久然,王积军.全国玉米高产创建配套栽培技术规程[M].北京: 中国农业出版社,2008.

The Breeding and Cultivation Techniques for High Density Tolerant Maize Inbred Lines and Cultivars

AN Wei, FAN Zhi-xiang, HAN Zhi-ling et al

(Maize Research Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Xinzhou, Shanxi 034000)

The density of planting can influence the microclimate of maize group and their growth further. In the course of selecting maize inbred lines and varieties, increasing the density of cultivation can enhance the competition between individuals, thus, the efficiency of selecting can be advanced. The paper introduced the breeding methods and effect of high density tolerant maize inbred lines and cultivars. The issues for the related cultivation techniques and problem were also proposed. The paper indicated that accelerating the breeding procedure, promotion and utilization of high density tolerant maize inbred lines and cultivars would promote the level of maize research and production in Shanxi Province.

High density tolerant; Maize; Inbred lines; Variety; Breeding identification; Cultivation techniques

山西省科技攻关项目(20120311002-1)。

安伟(1975- )，男，山西代县人，副研究员，硕士，从事玉米遗传育种工作。

2015-03-09

S 413

A

0517-6611(2015)10-059-02