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趙久然：強壯玉米“中國芯”
玉米是中國當前種植面積最大、總產量最大、種業市值最高的作物，也是國際種業巨頭競爭激烈的主要焦點作物。大力推進玉米種業創新對保障國家糧食安全、飼料供給及種源安全等具有十分重要的意義。
北京市農林科學院玉米研究所首席專家趙久然致力于玉米科研36年，率領科研團隊獲得國家發明ZL及植物新品種權200多項。他們把玉米種業創新的論文“寫”在大地上，創制選育的優質玉米種子不僅在國內得到廣泛種植，而且還被一些“一帶一路”國家引進推廣，為中國糧食安全和全球糧食安全作出了重要貢獻。
——編 者
玉米自16世紀引入中國以來，歷經幾百年的發展，在中國農業生產中的地位日益突出。到20世紀50年代，玉米在國內已發展成為位于水稻和小麥之后的第三大糧食作物。2008年，玉米超過水稻的播種面積，成為中國播種面積第一位的糧食作物。近年來，中國玉米播種面積常年保持在6.2億畝以上，玉米產量占全年糧食總產量的40%。
產量大幅提高是玉米產業發展成就的集中體現之一。中國玉米單產從本世紀初的每畝313公斤，提高到2020年的每畝421公斤，總產更是實現了自2003年以來的持續增長。玉米單產的提高是品種、耕地、氣候、栽培技術等綜合因素作用的結果，其中品種改良和創新起到至關重要的作用，其對單產水平的貢獻率占40%以上。
作為玉米科研工作者，我和科研團隊多年來致力于玉米種質創新、品種培育、種子產業化及品種分子“指紋”庫構建等方面的工作。“十三五”以來，我們先后育成了系列玉米新品種100多個并實現了產業化開發和規模化應用，累計種植應用面積超3億畝，在中國農業生產中發揮了重要作用，為豐富玉米品種、促進糧食增產和農民增收等作出了應有貢獻。
籽粒用玉米——
培育出種植面積最大的春玉米
1992年是我從事玉米科研的轉折之年。彼時，我結束了此前6年的下鄉蹲點搞科研階段，回到了研究所。在此期間，我圓滿地完成了單位交給的多項科研任務，也切身體會到，優良品種和優質種子對糧食增產和農民增收的重要性。此后，我將主要研究方向轉為玉米種質創新和品種培育。1997年，北京市農林科學院正式成立玉米研究中心，我被任命為主任，帶領幾名科技人員開始艱難創業歷程。憑著吃苦耐勞的精神和不斷拼搏開拓創新的勇氣，我帶領玉米研究中心科研團隊終于在2000年育成了“京科2號”“京早13號”兩個品種并通過北京市審定，在京郊大面積示范推廣。我們的玉米育種研究取得了初步成果。
進入新世紀，我帶領的玉米科研團隊基本保持每年審定5個以上玉米新品種的育種速度。同時，我們深刻意識到，雖然國內九成左右的玉米品種及種子是國產，但其親本的選育還有較大比例來源于國外種質材料，在雜交種的組配選育中，跟隨模仿國外雜優模式的比例較大，面臨“卡脖子”隱憂。我們必須走自主創新之路，選育出具有自主知識產權的玉米種質新材料和親本自交系，探索出具有中國特色的雜優模式。
通過大量研究和實踐，我們發現，國外品種在產量潛力方面有明顯優勢，但在抗逆性，例如耐高溫、抗病害等方面存在明顯不足，而源于中國本土農家種質的“黃改系”玉米更適應本地氣候和土壤條件，并且對多種病害和非生物逆境具有較好的耐受性。于是，我們確立將中國黃改群種質“適應性”與國外新種質“豐產性”兩方面優勢相結合的育種組配思路，并重點突出綠色生產對抗病蟲節藥、耐干旱節水、耐瘠薄節肥等的需求。
天道酬勤。我們經過長期持之以恒的努力，創制選育出“京724”“京MC01”等具有完全自主知識產權的新種質自交系，并形成新的核心種質群“-X群”，真正實現了自主創新。在此基礎上，我們進一步創新探索出“X群×黃改群”新的雜優模式，選育出系列優良玉米新品種，其中包括“京科968”和“京農科728”等。
“京科968”具有高產優質、多抗廣適等多方面綜合優良性狀，既能降低生產成本，又符合當前節肥、節藥、節水等綠色農業發展趨勢，深受廣大農民歡迎。目前，“京科968”已成為中國春玉米種植面積最大的玉米品種，累計推廣早已超過億畝，增產糧食100多億公斤。“京農科728”是中國首個育成適宜黃淮海夏玉米大面積宜粒收品種，突破了黃淮海夏玉米“機收籽粒與高產多抗難以兼備”的“瓶頸”。多點試驗和大面積示范表明，該系列品種不僅早熟、耐密宜機收，而且耐旱節水，適應性非常廣。其系列品種已被遴選為農業農村部主導品種、國家良種重大攻關標志性成果、京津冀農業協同發展的主推品種和“中國農業農村十項重大新產品（2020）”之一。
青貯玉米——
糧改飼大顯身手
近日，諾貝爾文學獎得主莫言發微博稱，他在青島一個農民朋友的承包地體驗開聯合收割機收割青貯飼料，并附上相關視頻，一時引來大批網友圍觀。通過視頻，人們注意到，莫言駕駛著聯合收割機正在一大片綠油油的玉米地里作業，玉米葉和秸稈被收割機粉碎后的綠色粉末正源源不斷地傾倒在隨同收割機作業的卡車里。莫言收割的就是用作青貯飼料的玉米品種即青貯玉米。青貯玉米就是收獲玉米鮮綠全株，經切碎和乳酸發酵后用于牛羊等草食牲畜的飼料。該類玉米是養牛畜牧業特別是奶牛業不可或缺的基礎飼料。中國目前每年種植的全株青貯玉米3500萬畝左右，并還有很大發展潛力。
生產優質全株青貯玉米需要以優良的青貯玉米品種為基礎，而優良青貯玉米品種應具備產量高、品質優、抗倒伏、抗多種病害、持綠期長等多方面特點，并且最好是通用型品種，既有很好的籽粒產量，又有較高的生物產量和青貯品質，既可以作為籽粒玉米種植，又可以作為青貯玉米種植。
為滿足國內生產青貯玉米的需求，我們團隊選育出“京科青貯516”“京科青貯932”等系列青貯玉米品種。這些專用型青貯玉米品種，不但生物產量高、適收期長，而且干物質、淀粉含量等各項指標均能達到一級，是專用青貯玉米的典型代表，平均畝產可達5噸左右。“京科青貯516”“京科青貯932”等系列青貯玉米品種已被多家大型種植養殖企業優先選用，在糧改飼實踐中大顯身手。
鮮食玉米——
提升種類和品質
近年來，中國鮮食玉米種植面積和品種數量持續增加。鮮食玉米已成為玉米結構調整，提質增效的新亮點，面積約2500萬畝。我國已成為全球第一大鮮食玉米生產國和消費國。隨著生活水平的提高，人們對鮮食玉米的食味、色澤、品質等方面提出了更高要求，通過科技創新，培育出更有營養、更好吃、更好看、更優質的鮮食玉米品種成為了育種專家追求的更高目標。
我們團隊培育的“京科糯2000”，自2006年通過國審以來，一直是國內種植范圍最廣、種植面積最大的鮮食玉米品種，累計已超過1億畝，引領了鮮食糯玉米的育種和產業方向。不僅滿足國內需求，“京科糯2000”還走出了國門，成為越南等東南亞“一帶一路”沿線國家主導品種。僅越南每年種植“京科糯2000”超百萬畝，占越南種植面積60%以上。
繼“京科糯2000”之后，我們根據多樣化的市場需求，進一步向甜加糯、甜味糯等方向加強科研攻關，選育出“農科玉368”“農科糯336”“京科糯768”等品種。它們兼具甜玉米“甜、脆、鮮”和糯玉米“糯、綿、香”等優點。此外，甜玉米品種“京科甜608”更是能夠直接生吃，讓玉米像水果一樣成為鮮食佳品。
2020年，甜加糯高葉酸鮮食玉米品種“農科糯336”同時通過國家東華北、黃淮海、西南、東南四大主產區審定，北至黑龍江，南至海南島均可種植，已成為中國審定范圍最廣的甜加糯玉米品種，被業界專家和消費者贊譽為“最好吃的玉米”，也被遴選列入“中國農業農村十項重大新產品（2021）”。
如今，“京科糯2000”“農科糯336”等優良鮮食玉米品種不僅成為百姓餐桌上的主流選擇，而且是農民致富的好幫手，持續引領全國鮮食玉米產品提檔升級。其產品更是出口到全球50多個國家和地區，韓國大街小巷的烤玉米、歐美多國的超市都能夠常見到“京科糯”的身影，每年出口的“京科糯”加工果穗產品數以億計，提升了中國玉米的國際競爭力。
“品種身份證”——
構建DNA“指紋”鑒定體系
玉米品種數以千計，僅靠品種外表形態識別，靠肉眼觀察，難度很大，連品種管理部門甚至育種專家自己也很難分清，導致市場上張冠李戴、套牌侵權行為時有發生。因此必須以精準的檢測技術為支撐，建立玉米“品種身份證”制度，才能加強知識產權保護，促進玉米品種創新。
從1993年，我們團隊就開始用種子同工酶技術開展玉米真實性即真偽鑒定研究工作，并不斷與時俱進，研發新的分子檢測技術。首創核心引物組合法，確定適于建庫、真實性、純度鑒定的核心引物集。“十三五”以來，我們又研制成功了集玉米品種鑒定、確權、分子育種等多用途為一體的高密度Maize6H-60K芯片，并建立高通量的分子鑒定技術體系并形成標準，開發兼容多作物、多標記、多平臺的DNA“指紋”數據庫管理系統。
具體來說，我們為參加試驗的、已經通過審定的、在生產中應用的、申請保護的每個品種都做了一個DNA“指紋”分子“身份證”。目前，我們建立的玉米DNA“指紋”庫已經涵蓋10萬多樣品，為全球數量之最。通過與“指紋”庫比對，我們能快速識別出任何玉米品種的真實身份。比如，我們從玉米植株的任何部位提取DNA“指紋”，能在1天內確定其“身份”。這就為玉米種子質量檢測、品種審定、企業維權、教學科研等提供了有力的科技支撐。
種子被稱為現代農業的“芯片”。我們將持續推進玉米種業創新，推動玉米品種更新升級，進一步強壯玉米“中國芯”，為玉米高產穩產、農民增收，保障國家糧食安全保障，不斷增強中國玉米產業的國際競爭力作出新貢獻。
（作者趙久然為國際種業科學家聯盟副主席、農業部玉米專家指導組組長、中國作物學會副理事長、北京市農林科學院玉米首席科學家。）
中國科協科學技術傳播中心、科學出版社與本報合作推出
三類玉米
在現代農業科學體系之中，根據玉米的收獲物和用途，可以將其大致分為三類：籽粒用玉米、青貯玉米、鮮食玉米。
籽粒用玉米：即普通玉米，目前在國內的種植量最大，達到90%以上，主要用途便是作為糧食、飼料和部分工業用品的原材料。
青貯玉米：把包括玉米穗在內的玉米植株全部收割經過粉碎、加工后，用發酵的方法制成動物飼料，用來飼養牛、羊等牲畜，在北方牧區十分常見。
鮮食玉米：也叫蔬果玉米，具有特殊風味的嫩玉米，與普通玉米相比具有甜、嫩、脆等特點。該類玉米可以細分為甜玉米、糯玉米、甜加糯玉米。
