以下文章來源于南北學苑 ，作者路明

       種子是農(nóng)業(yè)的芯片, 優(yōu)良品種更新?lián)Q代對我國玉米產(chǎn)量提高發(fā)揮了重要作用。研究近40 年來我國玉米大品種的歷史貢獻和發(fā)展趨勢對當前我國玉米育種具有重要的現(xiàn)實意義。本研究以1982—2020 年期間全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心發(fā)布的歷年玉米品種推廣面積為依據(jù), 篩選出近40 年來我國種植的鄭單958 等27 個玉米大品種, 累計推廣3.21億公頃, 占期間我國玉米總種植面積的29.09%, 其中超大品種4 個, 分別是鄭單958、中單2 號、丹玉13、先玉335; 特大品種6 個, 分別是浚單20、掖單2 號、農(nóng)大108、掖單13、四單19、煙單14, 推廣年限在8~30 年之間, 平均17.63年, 單年最大推廣面積在69.97 萬~456.95 萬公頃, 平均150.79 萬公頃。主要分布于山東、河南、河北、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古等省區(qū), 13 個品種單年超66.67 萬公頃的省(區(qū))是山東、河南、河北、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、遼寧、四川。大品種種植面積占總面積的比例變化特征是1982—1989 年期間快速上升、1990—1997 年期間面積占比穩(wěn)定、1998 之后下降, 至2020 年面積占比下降到12%左右。裕豐303、中科玉505 等具有發(fā)展成為大品種的潛力, 未來智能設(shè)計育種將高效培育出新一代突破性品種, 加速提升我國玉米單產(chǎn)水平。面對當前玉米生產(chǎn)問題及今后發(fā)展趨勢, 建議在區(qū)域試驗的分布布局、試驗精準度和品種審定標準等方面進一步完善玉米品種區(qū)域試驗。

       一、玉米大品種評價標準和大品種確立

       作物大品種通常是指適應(yīng)性廣、種植面積大的品種，但迄今尚沒有關(guān)于大品種的明確定義或確切的指標。本研究綜合考慮我國玉米品種推廣應(yīng)用的歷史性，將 1982 年以來年推廣面積達 66.67 萬公頃以上的品種作為大品種候選，再根據(jù)全國玉米品種推廣面積排序為主要依據(jù)，將玉米大品種定義為“最大年推廣面積在 66.67 萬公頃以上且累計推廣面積 333.33 萬公頃以上的品種”。

       同時參考《國務(wù)院關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分標準的通知國發(fā)[2014]51 號》中對于我國城市的劃分標準，將大品種劃分為 3 類，第 1 類為超大品種，即累計推廣面積 2000 萬公頃以上品種；第 2 類為特大品種，即累計推廣面積 1000 萬公頃以上2000 萬公頃以下的品種；第 3 類為大品種，即累計推廣面積 333.3 萬公頃以上 1000 萬公頃以下的品種。

       根據(jù)評價標準，1982-2020 年共有 24 個玉米品種符合大品種的統(tǒng)計標準，另外，在上世紀 80 年代初推廣的丹玉 6 號、鄭單 2 號、魯原單 4 號由于在上世紀 70 年代已經(jīng)開始大規(guī)模推廣，所以將這 3 個品種也納入大品種的范圍。27 個大品種累計推廣 3.21 億公頃，占期間我國玉米總種植面積的 29.09%，其中前 10 位品種分別是鄭單 958、中單 2號、丹玉 13 號、先玉 335、浚單 20、掖單 2 號、農(nóng)大 108、掖單 13 號、四單 19、煙單 14 號。推廣年限在 8-30 年之間，平均 17.63 年。

       單年最大推廣面積在 69.97-456.95 萬公頃，平均 150.79 萬公頃。19 個品種進入年推廣面積前 3 名，持續(xù)時間在 1-19 年之間，平均 6.16 年，其中鄭單 958、中單 2 號、先玉 335、丹玉 13 和掖單 2 號的持續(xù)時間分別為 19、17、11、10 和 10 年。

       根據(jù)大品種分類標準，將有確準統(tǒng)計數(shù)據(jù)的 24 個大品種劃分為 3類：第 1 類為超大品種（4 個），包括鄭單 958、中單 2 號、丹玉 13 號、先玉 335；第 2 類為特大品種（6 個），包括浚單 20、掖單 2 號、農(nóng)大108、掖單 13 號、四單 19、煙單 14 號；第 3 類為大品種（14 個），包括京科 968、豫玉 22、掖單 4 號、四單 8、登海 605、本玉 9 號、魯單981、掖單 12、沈單 7 號、德美亞 1 號、掖單 19 號、吉單 101、西玉 3號、魯單 50。

圖1 1982-2020 年期間的大品種

       二、玉米大品種的歷史貢獻

       從 20 世紀 70 年代后, 我國玉米進入了單交種時代。本研究以 1982 年起始算, 我國玉米品種實現(xiàn)了5 次更新?lián)Q代。

       第 1 次更新?lián)Q代期: 80 年代初期到中期

       代表品種有中單 2 號、丹玉 6 號、鄭單 2 號、魯原單 4 號、吉單 101、四單 8 號等, 其中, 中單 2 號豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病、廣適, 克服了 70 年代流行的大、小斑病, 實現(xiàn)了“豐產(chǎn)、多抗和廣適”三大目標的統(tǒng)一, 1982—1986 年連續(xù) 5 年種植面積排名第一, 面積占全國玉米種植面積的 10.59%, 種植面積在 66.67 萬公頃以上的年份達 19 年, 共推廣 3237.13 萬公頃, 是我國歷史上累計推廣面積第 2 大、應(yīng)用時間最長的品種。

       第 2 次更新?lián)Q代期: 80 年代中期到 90 年代中期

       代表品種有丹玉13、煙單14、掖單2 號、掖單4 號、沈單7 號等, 其中, 丹玉13 綜合抗性好、適應(yīng)性廣、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn), 在1987—1994 年連續(xù)8 年居全國玉米種植面積第1 位, 面積占全國玉米種植面積的12.66%, 1988—1991 年連續(xù)4 年超過300 萬公頃, 超66.67 萬公頃以上達13 年, 累計推廣2810.47 萬公頃。

       第 3 次更新?lián)Q代期: 90 年代中期到90 年代末期

       代表品種有掖單13、掖單12、掖單19、本玉9 號、四單19、西玉3 號等, 其中, 掖單13 株型緊湊、耐密、中矮稈、抗倒伏、產(chǎn)量高, 是我國首次育成的具有夏玉米公頃產(chǎn)量66.67 kg 生產(chǎn)能力的緊湊型高產(chǎn)雜交種, 標志著我國在玉米育種方面探索出一條通過緊湊大穗獲得高產(chǎn)的新途徑, 開創(chuàng)了以群體生產(chǎn)力獲得高產(chǎn)的新路, 1995—1999 年連續(xù)5年種植面積居全國第1 位, 面積占全國玉米種植面積的6.96%, 1995—1997 年連續(xù)3 年超過200 萬公頃,累計推廣面積1557.4 萬公頃。

       第 4 次更新?lián)Q代期: 21 世紀初期(2000—2003年)

       代表品種有農(nóng)大108、豫玉22、魯單50 等, 其中, 農(nóng)大108 高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗倒、耐旱、耐瘠薄和抗多種病蟲害的諸多優(yōu)點, 適應(yīng)性廣, 在我國東北、華北、西北春玉米區(qū)、黃淮海夏播玉米區(qū)和西南山地玉米區(qū)廣為種植, 2000—2003 年連續(xù)4 年種植面積居全國第1 位并超過200 萬公頃, 面積占全國玉米種植面積的10.91%, 累計推廣1837.13 萬公頃。

       第 5 次更新?lián)Q代期: 21 世紀初期后(2004 年—至今)

       代表品種鄭單958、先玉335、浚單20、京科968、登海605、德美亞1 號等, 其中, 鄭單958集高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)耐密、廣適多抗于一身, 2004 年以來已連續(xù)19 年為全國推廣面積最大的玉米品種,面積占全國玉米種植面積的9.0%, 2009—2013 年連續(xù)5 年超過400 萬公頃, 最高年份達456.93 萬公頃,累計推廣5971.12 萬公頃, 成為我國玉米育種史上的一個里程碑品種。先玉335 高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、早熟、脫水快、出籽率高、商品品質(zhì)好, 深刻影響了我國玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展, 累計推廣2368.5 萬公頃。

       三、玉米大品種的區(qū)域分布

       對玉米大品種各省市自治區(qū)的種植面積分析表明，近 40 年來在全國 28 個省市自治區(qū)均有分布，前十位分別是山東、河南、河北、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、山西、安徽、遼寧、陜西(圖1)，所占比例為3.75%~20.35%，其中高于5%以上的分別是山東(20.35%)、河南(14.98%)、河北(13.57%)、吉林(9.34%)、黑龍江(6.95%)、內(nèi)蒙古(5.87%)，共占71.06%。

圖2 玉米大品種推廣種植的前十大省（區(qū)）

       四、玉米大品種種植面積變化趨勢

       對 1982—2020 年我國玉米大品種種植面積及占全國玉米總面積比進行分析，大品種年推廣面積在460.4萬~1137萬公頃(圖3-A)，年平均822.64萬公頃，主要呈現(xiàn)2個波峰趨勢，1989—1997年為第1個波峰，年推廣超過900萬公頃，年平均1006.89萬公頃，1996年達到最高的1137萬公頃；2009—2015年為第2個波峰，年推廣也超過900萬公頃，年平均1007.92萬公頃，2012年達到1084.08萬公頃。之后呈快速下降趨勢，2020年達到較低的496.67萬公頃。

       大品種面積占比在12.04%~49.80% (圖3-B)，平均31.34%，總的變化趨勢是由上升到趨穩(wěn)再下降，1982—1989年呈快速上升，由26.48%提高到47.61%，平均占比34.13%；1990—1997年這8年期間都在40%以上，平均占比45.79%；其后23年進入下降期，大品種面積占比由34.9%逐步下降到12.04%，平均占比25.35%。

圖3 1982-2020 年我國玉米大品種種植面積的變化趨勢

 A. 種植面積  B. 種植面積占比

       五、我國玉米大品種的驅(qū)動因素分析

       玉米單產(chǎn)是由品種、耕地、氣候、栽培技術(shù)、生產(chǎn)方式以及投入等綜合因素決定，優(yōu)良品種選育與推廣是提高玉米單產(chǎn)的關(guān)鍵因素，近幾十年來我國玉米育種科技進步很快，玉米育種水平總體上已躍居世界先進行列。對我國玉米品種選育創(chuàng)新的驅(qū)動因素進行分析，主要包括以下四方面：

       一是種質(zhì)資源引進和創(chuàng)新。我國玉米育種在很大程度上依賴外來種質(zhì)的引進與利用，研究表明，美國玉米種質(zhì)利用率每增加一個百分點，我國玉米平均產(chǎn)量增益約 10 kg hm-2，如引進的 MO17 直接應(yīng)用組配出中單 2 號、丹玉 13 號、四單 8 號等，形成了我國的蘭卡斯特類群；從先鋒雜交種 3147、3382、U8 中分別選育出了 5003、7922、U8112，在 5003×8112 基礎(chǔ)上選育出了掖478，直接組配并通過審定掖單 13 號、掖單 12 等品種。目前，我國玉米已形成了四平頭、旅大紅骨、蘭卡斯特、Reid 等雜種優(yōu)勢群。

       二是育種理論和基礎(chǔ)研究的進步。以雜種優(yōu)勢利用理論為核心的種質(zhì)改良始終是玉米育種的基礎(chǔ)，極大地推動了我國玉米育種科技進步。1970 年以后我國由雙交種進入以單交種為主的階段，中單 2 號、丹玉 6 號、鄭單 2 號、吉單 101 等一批單交種基于雜種優(yōu)勢大幅提高了產(chǎn)量，尤其是中單 2 號是我國在由雙交種向單交種轉(zhuǎn)變進程中的里程碑代表品種。2000 年以后，農(nóng)大 108、豫玉 22、魯單 50 等一批適應(yīng)性好、抗病性強、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)品種投入生產(chǎn)，尤其是農(nóng)大 108 拓寬了遺傳基礎(chǔ)，融入了北美種質(zhì)、熱帶和亞熱帶種質(zhì)及國內(nèi)地方種質(zhì)，在育種理論上開拓了新的雜種優(yōu)勢模式。近年來我國玉米前沿基礎(chǔ)和核心技術(shù)取得重大進展，牽頭組織對玉米自交系 Mo17、SK、mexicana 和黃早四進行基因組測序與組裝，挖掘出一批控制產(chǎn)量、株型、抗病、抗旱等重要性狀的關(guān)鍵基因，顯著提升原始創(chuàng)新能力。

       三是育種技術(shù)的突破。以抗病、耐密等為代表的傳統(tǒng)育種技術(shù)的突破，極大的促進了品種更新?lián)Q代。80 年代中期以后，以丹玉 13、煙單 14、掖單2 號、四單 8 號為代表的玉米品種在適應(yīng)性、抗病性和產(chǎn)量方面都有了明顯的提升，尤其是丹玉 13 以抗性遺傳為基礎(chǔ)，是單基因抗性與多基因抗性相結(jié)合的抗多種病害的高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性廣雜交種。90 年代中期以后，以掖單系列為代表的玉米品種開啟了耐密品種選育和生產(chǎn)應(yīng)用的先例，提高了種植密度，在產(chǎn)量方面又有了大幅度的提高，其中掖單 13 號是我國第一個株型緊湊兼大穗型雜交種。2004 年后推廣的鄭單 958、浚單 20、京科 968 等，其中鄭單 958 集高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)耐密、廣適多抗于一身，突破了雜交種在高密度下易倒伏與結(jié)實性差等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。近年來突破了單倍體、基因編輯、轉(zhuǎn)基因、全基因組選擇等關(guān)鍵育種技術(shù)瓶頸，極大地提升了我國玉米育種創(chuàng)新能力。

       四是跨國種業(yè)公司的競爭。以原美國先鋒公司的先玉 335、德國 KWS 公司的德美亞 1 號，也極大地推動了我國玉米育種目標的改變。先玉 335 以其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣、耐密植、脫水快、商品品質(zhì)好和適于機械收獲等顯著特點迅速占領(lǐng)了我國東華北、西北春玉米區(qū)和部分黃淮海夏玉米區(qū)，一躍成為我國玉米播種面積第二大品種，給我國玉米育種、種業(yè)和生產(chǎn)帶來了重大影響，促進了我國玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革。德美亞 1 號具有早熟耐密高產(chǎn)脫水快宜機粒收等特點，在部分地區(qū)密度達到 10 萬株/公頃，相當于國內(nèi)傳統(tǒng)品種密度的近 2 倍，使得黑龍江第四積溫帶大面積種植玉米，大大推動了黑龍江省玉米面積快速發(fā)展。

       備注：論文具體內(nèi)容詳見 https:// zwxb. chinacrops.org /CN/Y2023 /V49/I8/2064