玉米育种另类设想:缩短生育期

2014-04-22 | 作者: | 标签: 中国科学报 刘石

来源:中国科学报,作者:刘石

传统的育种思路认为,一个农作物品种的生育期与产量之间存在着明显的正相关的关系,即一个品种的生育期越长,其光合作用和吸收养分的时间就会越久,因而其产量也会越高,这一点也是遗传育种的基本常识。

然而笔者认为,上述这一规律是衡量一个品种单株产量的一般性规律。在一个群体环境中,农作物品种的生育期与产量之间似乎存在着负相关的关系。

根据美国从1979年至2005年间26年的玉米产量和生育期的统计数据来看,美国的玉米单产在这26年间增加了接近50%,但是其生育期却从125天变为115天,缩短了大约10天左右。这一现象与传统的遗传学认知和育种思路相违。这其中的逻辑关系又是什么?

美国从半个世纪以前就开始通过增加玉米的种植密度来增加玉米产量,而不再是通过增加单株的产量,并取得了成功。中国的育种界在15年前也开始认识和接受了这一规律,并陆续培育出郑单958、浚单20等一系列相对耐密的品种。在过去这15年来,我国玉米品种的种植密度从平均的每亩3500株增加到4000 ~4500株,品均增加了20%左右。并且,这批品种比之前的主栽品种“掖单13”和“农大108”更早熟。那么,这批品种密度的增加与生育期的缩短之间是否存在着逻辑关系?

从郑单958和浚单20之后,中国的育种出现停滞,中国的育种界开始陷入模仿育种的怪圈。新推出的品种基本上都是“类郑单958”和“类先玉335”两大系列,其产量和抗逆性没有超过郑单958和先玉335的水平,种植密度没有超过每亩4500株。同时,新品种呼声较高的品种,如中单909、隆平206、登海605、伟科702等虽然也各具特色,但是品种的生育期越来越长,耐密性不但不增加反而有所下降,这种生育期的延长与密度的下降之间是否也存在着逻辑的关联?

以笔者的理解,中国的育种界出现了基本思路的问题,即通过改造“郑单958”和“先玉335”的亲本来达到小幅度改良和产量的提升。这种千军万马过独木桥的“改良路线”限制了育种界的思路和眼界,其结果是虽然模仿品种在某些方面有所“改良”,但也随之带来了一些缺陷,产品缺乏差异化和根本上的进步,而且产品的生育期越来越长,希望以此来获得更长的光合作用的时间,从而获得少许的增产效益。中国的育种界集体走入了误区。

以笔者浅见和逻辑推断,要想提高玉米品种的产量,必须从缩短生育期入手,而不是延长生育期。因为缩短玉米生育期会减少玉米的叶片数,玉米植株也会变得相对矮小和清秀,减少了玉米单株所占的空间,增加了通风透光的效率,反而有利于增加玉米的耐密性;由于增加了玉米的种植密度,玉米的单株产量虽然有所降低,但是玉米的单位面积的产量反而增加。这一辩证关系就是美国过去26年玉米品种总共的生育期减少10天,产量增加接近50%的内在逻辑。

此外,玉米品种生育期的缩短还可以增加玉米品种的脱水时间,使得农业机械直接收获籽粒成为可能,因而也可以大大提高农业的生产效率和经济效益,符合未来农业产业化发展的方向。

因此,在现代农业产业的框架下,要想增加玉米品种的产量就必须增加品种的种植密度;而为了增加品种的种植密度,就必须适当缩短品种的生育期,减少植株叶片数字,降低植株高度和单株所占用的空间的大小。

这一逻辑关系可以简单表述如下:缩短生育期、减少品种叶片数和单株所占空间、增加品种种植密度、增加农作物群体产量(即单位面积的产量)。

因此笔者认为,在玉米(也许包括其他作物)育种存在着一个悖论:即增加玉米的单株产量靠延长生育期,而增加玉米的群体产量靠缩短玉米的生育期。

如果这一设想能够成立,则未来育种的思路应该从缩短生育期开始,要颠覆现行的通过延长生育期获得增产效益的基本思路。

(作者系国欣农业投资基金董事、总经理)


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