黄淮海玉米新品种试验所暴露的问题与改革方向

2013-08-15 00:48张世煌
种子科技 2013年2期
关键词:黄淮海郑单晚熟

张世煌

(中国农业科学院作物科学研究所,北京 100081)

在考察了北方春播玉米品种试验后,又连续考察了黄淮海夏播区的玉米品种试验。国家和部分省的品种试验情况都不太乐观,育种思路比较守旧,创新力度不够。原因可能是狼还没有踏进领地,背后又有郑单958作依靠,生存压力不那么迫切,所以前几年创新动力不足,种质改良跳不出郑单958的小圈子。但在省和国家区域试验外面,却从一些科研单位、企业和个体育种者的展示田里看到了一些较好的后备品种,体现了创新和崛起的希望。

从生产试验来看,连续三年,参试的仿郑单958类型品种占85%,而在区域试验中,仿郑单958类型品种从47%下降到36%,所谓美国式品种则从19%上升到33%。生产试验如此稳定,说明前几年进入黄淮海地区国家试验的品种绝大多数为仿郑单958类型,这意味着,现有的审定品种到了生产上很难超越郑单958。而这两年区域试验的品种类型正在缓慢变化。但这里面也隐含着令人担忧之处,今后不要过度依赖模仿育种,要立足于自主创新,特别要加强种质的改良与创新,才可能应对跨国公司的挑战。这是黄淮海地区育种者需要特别注意的。

2012年秋季,从黄淮海玉米新品种试验看出两个不好的倾向,需要制止和纠正,即:遗传单一性(俗称同质化)愈发严重和晚熟趋势越来越明显。目前生产上遗传单一性还不严重,可是今天的区域试验,放大到明天的玉米生产就可能出问题。而晚熟趋势在几个省的玉米品种试验和生产上都看得很清楚。在收获机械面前,这类晚熟品种没有竞争力。

1 夏播玉米同质化严重,前景堪忧,管理部门要高屋建瓴地为调整育种方向和产品创新保驾护航

在国家夏玉米品种预试中看到,2012年79个参试品种,只有4个品种看起来不错,估计其中两个是跨国公司产品,另外两个或许是国内育成品种,但明显使用了美国种质。

从很多地点可以看到黄淮海夏播玉米品种雷同现象愈演愈烈,已成为普遍性问题。在某地展示田看到郑单958、浚单20、伟科702、中单909、吉祥1号恰好种在一起,容易比较。应该说这些品种都不错,但难分伯仲,反复比较看出伟科702的果穗较粗,比郑单958脱水更慢,不利于机械收获。模仿和搭车育种到了这个程度该告一段落,需要在模仿的基础上朝着创新转型。我们注意到,国内材料改良郑58的供体还算丰富,在东北和黄淮海都有一些遗传关系较近但来源不同的SS群自交系可资利用,但能够改良昌7-2的供体却明显不足,该类种质缺少必要的遗传多样性。从理论上来说,引入其他类群种质才能增加育种分离群体的遗传方差,从而提高选择增益。这是个效益和竞争力问题。当然,中国盛行模仿育种,种质群内的遗传基础狭窄,相近似的基因型较多,不论改良哪一群自交系,都需要引入外来种质和扩大遗传变异,只是改良四平头种质的难度更大,迫切性更强。

针对这种情况,我们从美国引进数百份普通玉米自交系,发放给育种者使用,经多地点鉴定,公布信息,引导育种者正确使用这些种质,目的是鼓励创新。

春播区玉米育种和种业的生存压力大,反而促进育种研发更趋活跃,企业和基层科研单位积极调整育种方向和技术路线,但在夏播区玉米品种的同质化现象越来越严重。一些明显抄袭郑单958或先玉335的品种堂而皇之地参加区域试验,不但田间看不出差异,据说有的品种连分子检测也找不到差异,竞能通过审定,这不但有冒犯知识产权的嫌疑,更扭曲育种方向,不利于创新,从行政管理角度不宜提倡。这对堵纯信先生也极不公平。

考察中见到一个国审品种,不但抄袭郑单958,其“创新”点恰恰是技术倒退,不知道审定所依据的数据是怎么来的!这是一个很失败的“超级”品种,植株高大繁茂,晚熟,顶部叶片宽、长、密集,完全是在郑单958原有缺点的基础上向后倒退扩大缺点!或许这正是该类品种能通过审定的诀窍。这样的“超级”品种透着浮躁,亲本自交系未纯合,高价转让给企业后第一年投放生产,母本自交系在制种基地就出现不能容忍的性状分离和杂株,更重要的,2012年在东北各地发生严重倒伏,而郑单958却倒伏轻微,一些新品种能够抗住强台风而不倒伏。育种者和管理者应该意识到这其中的涵义。

在2011年的筛选试验中,伟科702表现比较好,但2012年细看,创新性不足,个别性状表现不如意,很难超越郑单958。伟科702的克星不是其他竞争性品种,而是机械收获。果穗粗和脱水慢这两条限制机械收获,成为大面积推广的障碍。

在北方某地,我们注意到中单909和郑单958在1000~5000株/667m2密度下看不出差别,从6000株便显现差距,在7000~12000株密度下,郑单958基本上没有空秆,秃尖不明显,而中单909则果穗变小,秃尖和空秆增多。

从生产和展示来看,中单909在东北和黄淮海发生折茎倒伏,而它的本家郑单958却基本不倒伏或倒伏轻微。这说明中单909还是有点不一样,但即使搭车也要认真,把功课做到家,至少别把郑单958的优点给搞丢。郑单958集中那么多优点带有偶然性,而我们学习和模仿,就不能靠偶然,要施行高密度和抗逆育种,把偶然变为必然。这是主动创新。

登海系列不属于搭车育种这个行列,但登海605比对照晚熟,叶色浓绿,脱水慢,像许多“超级”品种一样,摆脱不了虚尖的困惑。这些毛病是育种方法不当造成的。若育种方向失误,仅靠改进方法也难以奏效。

农华101显然是在中国种质基础上融入美国种质(或反过来),因此具有创新性。创新就有风险,就有难度。农华101植株高而清秀,2012年在东北表现抗倒伏,这比京科968好了许多。黄淮海地区不希望植株高大的品种,在利用美国种质选育二环系方面要特别注意降低植株高度及相关杂种优势效应。

农华101是一个成功的品种,但仍面临一些需要解决的新问题,开花期对阴雨天气敏感,结实不好,有空秆,果穗不均匀,产量稳定性和籽粒品质有待提高。这可能是因为育种早代在东北而目标市场在黄淮海,生态条件差异较大,在育种过程中缺少黄淮海夏播玉米育种所需要的选择压。这个品种尽管有缺点,但不要轻易放弃,应分析亲本自交系的种质基础,寻找根源,针对性地扩大种质利用范围,并在目标区域和逆境下穿梭筛选,或许能够改良出更好的新品种。

品种审定尤其是文件“标准”不应该成为玉米育种的“指挥棒”,但要高屋建瓴地保障创新机制和育种方向的调整,不能管得过细过死。管理者要尊重科学,尊重知识,尊重专家意见,更要尊重市场规律,不要一味迁就少数利益集团而忽视企业和农民利益。在品种审定制度方面,要听一听企业的意见。他们对育种方向和育种目标的理解更贴近生产需求,具有一定的前瞻性考虑,而不会盲从于双重利益集团的误导。

黄淮海夏播区的玉米育种竞争激烈,却没有充分发挥出创新能力,原因是跨国公司还没有大规模进入,外部压力不够大,但外国公司的产品必然要进入这个市场,一旦进入,产量潜力将不是最具决定性的因素,机械收获将吸引农民去种植外国品种,如果我们不积极创新和储备资源,后果将很难预料。

与跨国公司竞争,必须培育早熟、耐密植和脱水快的种质材料。黄淮海夏玉米品种选育应弱化杂种优势效应,而品种的抗逆性将越来越重要。如果品种审定这根“指挥棒”不能引导育种者培育早熟抗逆和适应机械化作业的新品种,几年以后,黄淮海这个大市场很有可能会丢失。

我们注意到,跨国公司在中国黄淮海夏玉米区尚有较多困惑。这就给了我们机会,但是需要激发出育种者的创新积极性。产业政策要鼓励创新,更要改革品种审定制度,如果改不动,就彻底取消过时的审定办法,代之以注册制。这条道路完全走得通,而且不伤及太多的集团利益。

春播区的生存压力大,在考察中体会到了积极进取的力量和看到一线希望,而在夏播区育种创新的动力和奋进精神明显弱一些。希望这种令人担忧的局面2013年会有所改观。

2 晚熟趋势必须遏制

依靠晚熟品种在试验田里制造高产假象是饮鸩止渴,必须遏制。晚熟品种的克星是机械收获,现在农民需要的已经不仅仅是机械摘穗,而是直接脱籽粒。晚熟品种满足不了农民利益,也削弱企业的竞争力。所以,我们必须认识到品种早熟性对中国企业将是生死攸关的决定性竞争要素,痛下决心度过这道难关。

我和专家一起考察国家预试圃,79个参试品种,普遍水平比不过正式的区域试验,这说明参试单位之间育种水平差距比较大。我们共同看好4个参试品种,其中两个像是跨国公司提供的品种,另外两个品种都在郑单958的基础上融入部分美国种质。没有被看上的那些组合显示出一个基本趋势:晚熟;在京科968的带动下,靠延长生育期培育“超级”品种,这是投机取巧。育种者不在种质创新上下工夫,依靠投机取巧,难免自取其辱。

在我国黄淮海地区,这已经是第二轮发生品种生育期趋于晚熟的倒退现象。第一次是中单2号和黄四17时代,后续品种延长生育期才容易通过区试,豫玉22达到巅峰,导致黄淮海地区的玉米生育期延长3个星期。郑单958的创新性就在于将生育期往回缩短10多天,随后又发生第二波倒退潮。这在前几年的“超级”育种和2012年的预备试验中都看得清楚。对种子行业的市场经济不宜过多行政干预,企业参与品种筛选和增加话语权,才可能制止生育期延长的倒退趋势。借助于郑单958,黄淮海地区原本有一些竞争优势,今后要遏制倒退趋势。中国企业须摆脱计划经济的阴影,依靠技术创新和体制与机制创新,才可能在与跨国公司的竞争中守住地盘。

在考察中看到,大多数品种到国庆节以后还没有达到生理成熟,相当一部份品种比郑单958晚熟,个别品种胚乳线只跑到1/3,大多数是1/2~2/3,只有极个别品种达到生理成熟。推波助澜的当然是品种审定制度。

据说几个省的玉米区试将施行机械收获,凡是生育期比对照郑单958晚熟的自然没有优势。这个举措看似很绝,但为了农民利益,也为了回避育种者之间的矛盾,管理者只能采取这个措施。

这也反衬出问题的严重性。实际上,郑单958在山东大部分地方并不算早熟,灌浆和脱水缓慢,成熟度不够,不适应机械收获,因此,今后需要在对照的基础上逐渐缩短生育期,才能适应机械化作业的需要,也才能抗得住跨国企业的竞争压力。

紧凑型似乎也与晚熟联系在一起,以前强调粮食产量,忽略了农民对经济效益的追求。这只是一个表面现象,即使紧凑型也不应该晚熟和繁茂,但国内看到的紧凑型品种却比较单一,多样性不足,这是紧凑型育种思路再也走不下去的重要限制因素。

3 多条途径提高竞争力

表面看,我们在黄淮海地区凭借郑单958还有一些竞争优势,但隐含的问题相当多,哪一个都不容忽视。针对郑单958所存在的缺陷,跨国公司那里却有优势。只不过跨国公司还没有充分整合内部资源,育种效率还不高,所以在中国培育的品种缺少适应性和竞争力。跨国公司的育种研究一旦适应了黄淮海地区的生产特点和生态需求,将会给我们带来巨大的竞争压力。

幸好先锋公司的育种思路比较保守,育种方法有待改进,目前还难以突破先玉335的育种水平。但先锋公司的优势在于种质资源丰富,整体水平较高,一旦调整育种思路与方向,将很快推出更好的品种。明白了这个形势,我们只能笨鸟先飞,不要再依赖过去的成绩,尽快培育郑单958的接班品种,先抢占了地盘再谋更大发展。

黄淮海地区玉米育种需要使用热带种质解决抗病性难题,还必须使用美国种质满足早熟、密植、抗倒伏、灌浆、脱水和适应机械收获等一系列要求。这两条技术措施,跨国公司都做到了,推出更好品种只是时间早晚的事。

孟山都在中国的表现似乎与先锋不一样,比较有创新精神,大胆使用热带种质,改良中国种质,而且增加试验密度。这三条加在一起有可能提高产品的竞争力。

目前,美国种质在黄淮海区域的适应性还比较差,跨国公司都还没有找到适应中国黄淮海的育种材料和创新之路。这就给了我们机会。我们注意到,研究机构、企业和个体育种者新培育的一些好品种还没有进入区域试验,而时间却对中国企业不利,所以不得不提出改革品种审定制度,加快中国品种诞生的速度,扶持中国企业抢先占领黄淮海种业市场。中国育种者,特别是官方研究机构应该以联合起来守住各自领地为责任,大家都先占住自己周边领地,再进一步积累实力和提高下一步的竞争力。

谈到竞争力,就不能不说一说个体育种者的作用。

在黄淮海地区也有一些突出的个体育种者,他们做事低调,心无旁骛地从事基层育种,尽管条件差,但抓的都是正确育种方向和关键技术环节,所以他们的运作效率高。大型企业应该与他们建立合作关系,帮助个体育种者解决经费不足和测试点少的困难,同时个体育种者也针对性地帮助企业开发新品种。在这个过程里,一些个体育种者将朝着基础种子公司的方向发展,那样的话,个体育种者将会为我国种业发展作出更大贡献。

河南某个体育种者在北京注册研究所,但研发基地在河南。早年曾追随高秆大穗和晚熟稀植型品种,下海单干以后,完全改变育种方向和目标,改造种质基础,培育了一批不错的新品种,转让给多家企业。这些品种有天赐17号、天赐 19号、良硕 118、豫丰 3358、阳光 98、豫丰96-68、阳光99、大京九6号,还有一批表现更好的新品种即将问世。

基础种子公司在美国已经完成历史使命,但在我国却刚刚兴起,是玉米种业转型阶段必然要经历的一个新事物,将成为我国种业发展的重要支撑力量。但我们的法律法规却没有鼓励基础种子公司的政策安排。个体育种者只是苦苦支撑,勉强维持。国家玉米产业体系只能从种质资源、育种技术和人才培训方面予以帮助,而国家层面应坚定地放开市场,给这些小型高科技型企业和个体育种者扫清障碍。

类似这样的个体育种者还有很多,不但东北和黄淮地区涌现出许多个体育种者,西南地区也发现一些有作为的个体育种者。他们当中少数优秀者和基层科研单位的改革前景应该朝着基础种子公司的方向演进。国家层面向他们提供种质资源的帮助能够发挥巨大作用,从国家角度来说是很划算的事情。国家科研单位不应该用种质资源换钱或变相换钱,制造不平等竞争局面,用了纳税人的钱就应该平等地向社会提供技术服务,包括个体育种者。

大企业要灵活处理与个体育种者的关系,别动不动就收编人家。可以联合投资,通过共建基础种子公司的方式,协调大企业与个体育种者的利益关系。

4 改革品种审定制度,强化知识产权保护,加快释放国产玉米新杂交种

面对跨国公司的竞争压力,特别是孟山都公司雇用国内科技人员针对黄淮海夏玉米主产区培育的新品种具有很强的竞争力,我们必须采取非常措施,与跨国公司在该市场争夺先手,为此,需要改革品种审定制度,开辟绿色通道,改进试验方法,缩短试验年限和审批手续,优先释放国产的创新型杂交种。

现行品种试验方法和审定制度压抑技术创新,鼓励倒退,隐含着制度性漏洞,潜规则愈演愈烈,扭曲了品种试验的技术性和科学性,以至于形成双向潜规则。某些公司有能力把一些不能推广的品种抬上桌面,另一方面又把生产需要而被审定标准所淘汰的好品种挖掘出来,低价转让给经销商或制种企业去作为套牌品种开发使用。品种一旦出问题,谁都可以不承担责任,最后政府买单,而倒霉的总是农民。这说明,现行的品种试验方法和审定制度已经难以改良,或者说在腐败的道路上走到了尽头,应该退出历史舞台,而代之以施行品种注册制度。

品种注册制度公开透明,把主动权交给了注册人,但同时也把市场责任和风险交给了企业和育种者。这实际上是借助于市场经济的杠杆约束育种者和企业责任,协调育种者、企业和农民的利益关系。许多园艺作物品种没有经过试验和审定就直接投放生产,完全依靠市场的力量平衡技术、生产和社会责任之间的关系,政府彻底失去监督的可能性,这并不是好事,但这么多年,那些作物生产并没有发生大问题,而品种管理者和利益集团只是盯着大宗农作物的种子市场,想要严管,却总是管不好,实际上处于很难管理的尴尬境地,原因就在于那些蔬菜小作物已经彻底商业化,失去了权力寻租的机会。从计划经济的准入管理转型到市场经济的监管,其实是很难的一件事。

政府部门对任何作物品种投放市场都不能不管不问,但要依照简便易行的规则和市场经济规律调动企业自我监督的积极性,那就是注册制。所有品种投放市场,包括从国外引进的园艺作物品种,都必须登记注册,品种在生产上出了问题,就按照注册信息进行调查和处置。这实际上迫使企业自我约束和自我监督。政府对大宗农作物可以组织品种试验,然后通过注册制度进行释放和市场监管。在这过程里,政府只负责监督,而不要搞什么审定制度。品种试验应交给非政府机构去组织和管理。

加强知识产权保护力度,不能再袒护剽窃式育种,即使搭车育种也要严格限制。建议我国加入UPOV的1991文本。建立保护知识产权的技术途径,采用成熟的田间DUS测试技术和标准,而不依赖DNA分子指纹作为品种保护的依据;分子指纹仅作为司法鉴定的辅助工具,如果强行用作品种Unique(国内误作真实性)和同一性鉴定的依据,不仅技术上没有依据,法律上也没有依据。

保护知识产权,要一视同仁,否则就会有漏洞,容易被钻空子。如果不能尊重跨国公司的知识产权,中国优势品种的知识产权也不可能得到有效保护。如果对外企和内企两头出现漏洞,那对国外和国内都是伤害,到头来,最受伤害的是我们自己的产业。郑单958遭遇的不公平就是明证。这实际上对中国育种家和企业都很不利。要保护中国企业和育种者的知识产权,就必须一视同仁地保护跨国公司的知识产权,管理部门才能够堵住任何借口,做到严肃认真和严格执法。

5 增加育种圃的试验密度变得越来越关键

越来越多的育种者接受了密植育种策略,但表现得犹豫,态度不坚决。黄淮海地区夏播玉米生育期短,虽然自然降水和热力资源丰富,但和玉米生育进程及对资源的需求趋势与春播玉米完全相反,所以黄淮海地区玉米生产历来实行密植。夏播玉米推广机械收获以后,更需要早熟品种,通过密植增加产量和提高产品质量。高秆大穗晚熟和稀植型品种不是今后的育种方向。

夏播玉米从播种到成熟,经历许多逆境考验,不宜种植高秆大穗和稀植型品种。而抗逆育种最简单有效的途径是增加试验圃的种植密度。通常选育自交系的早代群体应比品种筛选试验的密度高一倍,而品种初筛试验应比市场目标密度增加25%,现阶段提倡每667m2增加1000株,但在新疆和黑龙江要比照农民的种植习惯和应对跨国公司的竞争压力,更大幅度地提高密度增量。新疆现在已经实现6000株/667m2的区试密度,今后还应继续增加,才能满足当地农民种植玉米5000~6000株的习惯密度。

从本质上来说,育种圃密植是利用基因型与环境互作效应,放大遗传方差,提高选择的准确性和育种效率。而多年多点测试也是利用基因型与环境互作效应,筛选适应性广和产量稳定的优良品种。

从2012年的品种试验看出,自从调整了育种方向和技术路线,我国玉米品种水平有了普遍提升,育成的新杂交种比前几年有了突出进步。我们在几个科研单位和企业看到,每个点都有十几个优良新品种,甚至在一个公司就看到十几个产量水平相当的好品种,但在目前的试验密度下难分伯仲;不可能这十几个品种都值得推广,到了生产上肯定会表现各异。

这成为当前困扰企业育种者的普遍现象,迫切需要在试验田里尽可能较准确地予以区分。建议把这些品种放到更高密度下,区分不同品种的优劣和抗逆性的差别。我在东北某地,竟然从一个新品种的密度试验中看到抗茎腐病的能力随着密度而严重下降的趋势!从低密度下基本抗病到密植条件下几乎80%感病。这才是品种密度试验的功能。在普遍增加试验密度的基础上,还要逐渐增加其他选择压力,更严酷地识别和发现优良品种。

6 产品质量是个特殊问题

黄淮海地区的玉米产品质量一直比较差。现在机械收获发展迅速,现有品种经机械收获以后,产品质量会降低等级。现在推广双晚种植,某些地方乘机推广晚熟品种,导致产品质量进一步下降。如果推脱起来,这与农民的种植习惯有关,但更与前些年不理智地忽视品质育种有关,人为地扰乱了基层育种者的思路。今后要尊重市场规律,重新重视品质,包括商品品质、营养品质、加工品质和卫生品质 (即安全性)。育种者要明白一个道理,粮食安全不是农民的责任,他们要的是增加收益,而不是降了等级的所谓高产。

在黄淮海地区提高玉米产品质量,要在现有种质基础上缩短生育期,加快灌浆和脱水速度,还要适应机械收获。这几年,各地通过行政手段要求农民推迟收获增加产量,已经取得明显进展。但要农民进一步推迟收获期到完全生理成熟,难度很大。只有通过缩短品种的生育期,加快灌浆和脱水速度,既适应农民回避风险和追求高价位的心理需求,也适应机械收获,才可能大范围提高产品等级。现在的目标是争取把品种的生育期缩短5~7天。

现代品种的特点是提早开花时间,但不延长也不缩短生育期,这就等于延长了灌浆时间,如果再提升灌浆强度和脱水速度,就成为现代品种获得高产的生理学基础。中国品种一直在延长生育期上下工夫,开花晚,灌浆和脱水速度缓慢,资源过剩和无谓消耗,晚熟反而降低产量增益,所以现在就有一个适当缩短生育期的需要。所谓推迟收获,是对早熟品种适当推迟收获,不是乘机推广晚熟品种,这就要求进一步调整品种内部生理结构和物质分配的比例。

这显然是一个很艰难的转型。美国人已经做了很多年,种质积累相当丰富,而我们却要奋力追赶,所以有难度。但首先要转变理论和思路,技术上才会有出路。基于这些考虑,品种审定制度必须改革,代之以更适应市场经济的品种注册制度。这样才能解放生产力,促进产业科技进步。

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