为什么要监测玉米籽粒霉变？

为什么要监测玉米籽粒霉变？

2016年12月上旬，国家玉米产业技术体系在东北和黄淮海两个地区调研玉米籽粒霉变率，总共调查了150个县两千余农户，获得上万个样本数据。先后在中国玉米博客上公布了两份调研报告（全文）和两份病原种类分析报告（附件·摘要）。

调研报告只给出了初步的数据和分析。今后几年需要连续调研和积累更多数据，才能做出结论。

为什么要做长期调研？目的是继续调整育种方向，促进产业升级！

我国玉米产业正在转变发展方式，从高成本、高产出和高库存向降低成本、维持合理产能和可持续发展转型。我国玉米生产正在施行全程机械化作业，其中机械收获籽粒或果穗将成为降低生产成本和提高劳动生产效率的关键环节。今后，玉米育种和生产技术的中长期目标将是机械收获籽粒后免烘干脱水环节，帮助农民实现在地头直接售粮。这将大幅度降低生产成本，增加农民收益。

这便暴露一个突出问题。我国玉米育种和生产在计划经济和市场经济的混合体制下，经历了一个马鞍形的演变过程。从七?年代以前较早熟品种逐渐向晚熟稀植型品种演变，生产种植密度不升反降，经过三十多年，形成中国特有的高杆大穗晚熟稀植（高大晚稀）的育种方向与技术风格。美国虽然在六十年代以前也种植高杆大穗和稀植型品种，但一直持续科技进步，没有从早熟向晚熟和从合理密植向稀植的技术倒退过程。直到2000年以后，我国才艰难地启动了从“高大晚稀”向“矮早密”现代育种方向理性回归。调整方向以后的种质改良之路充满着艰辛，其难点便是相关的理论、技术和种质储备不充足。

“高大晚稀”型品种很难继续提高产量潜力。在计划经济体制下，育种和生产系统都格外重视单株生产力和基于特殊配合力的杂种优势现象，忽视群体产能、抗逆性和一般配合力对产量的主导贡献，导致许多新品种的抗逆性不强，适应性较差，尤其不适宜机械收获。东北地区的玉米收获时含水量通常在35%以上，某些品种在个别年份甚至高达43%以上。玉米生理成熟时的籽粒含水量大约在35%，高于35%表明籽粒未成熟。即使成熟的玉米，若籽粒含水量超过25%，也无法承受机械收获的冲击力和剪切力，即使摘果穗，也会损伤籽粒，容易造成籽粒霉变，降低商品品质。

机收玉米果穗主要有两个环节会造成籽粒破碎。一是摘穗时拉茎辊快速向下拉秸秆，果穗撞到摘穗板上的冲击力形成了摘穗板对果穗的反作用力，这个反作用力可能会造成籽粒撞击破碎；二是果穗剥皮时剥皮辊高速转动对果穗上的籽粒有直接作用力，可能会造成籽粒剪切破碎。当含水量较高时，脱粒部件会对籽粒造成更大的破坏。

正是基于此，国家玉米品种审定把东华北玉米机收的适宜含水量定在25%以下，黄淮海地区暂定为28%以下。这些是现阶段的最低标准，不能再降低了。凡是高于这个含水量的品种，机械收获都会严重地破坏籽粒的完整性。

据来自跨国公司的信息，玉米籽粒含水量在18%以上，环境温度25～37℃，湿度大于80%，最适合黄曲霉菌繁衍，容易产生黄曲霉毒素。所以，玉米收获时含水量高于18%会很不安全，也不宜机械收获。当然，含水量较高，不一定就产生毒素，前提条件是有病原菌存在。而籽粒破碎，则增加了霉菌扩散感染的机会。

当前农户储存玉米的条件简陋，破损的带菌籽粒混在玉米堆里，容易引起病原菌感染和扩散，即引起籽粒霉变。表面看，是机械收获引起霉变加剧，但本质上是品种生育期太长，成熟时籽粒含水量过高，机械收获加重了籽粒破损，给霉菌以侵染机会。

玉米籽粒含水量高，还造成农民的经济效益下滑。前几年，美国农民向中国出口大豆和玉米赚嗨了，但2016年玉米价格降低到每蒲式耳3~3.5美元，大幅度压缩了农民收益。如果玉米收获时含水量较高，需要烘干才能入库储存，那就意味着农民这一年基本上白干了，可能还要赔钱。于是，2016年许多农民等到田间籽粒含水量降到17%以下才开始收获，而冬收玉米的含水量则低至14%~15%。这意味着农民勉强有些收益。这种情况当然会引导种子公司的育种研发方向。

玉米籽粒破损，主要是品种生育期过长和籽粒含水量造成的。因此，解决玉米籽粒霉变首先要从育种入手。即缩短生育期，使用籽粒灌浆、脱水速度快和较早熟的种质。难度在于我国是从较早熟品种演变成晚熟品种，许多品种在初霜来临时不能正常成熟，这类品种给人以“高产”错觉。现在回归较早熟的育种方向，就不得不克服“高产”错觉带来的思维障碍与管理障碍。在这种情况下，需要育种技术创新，也需要品种管理创新。

分析美国玉米自交系的系谱得出一个突出印象，先锋公司对玉米育种的两大贡献或者说领先其他公司的过人之处，先是成功地把Iodent种质引入NSS群，提高了籽粒灌浆和脱水速度。另一个杰出贡献是挖掘了阿根廷的Maiz Amargo种质，提升了新品种耐密植、抗倒伏和抗病虫害的能力。最近几十年，先锋公司更新了玉米杂交种的种质基础，实现SS和NSS两群种质的扩增、改良与创新。

需要指出的是引入Maiz Amargo，在一段时间内，玉米产量潜力并没有明显增加，但在1970年代以后迅速提高了玉米的种植密度和抗逆性，因而增加了玉米生产的群体产量，受到用现代机械装备起来的美国农民的欢迎。这两个种质的扩增、改良与创新，无疑是在玉米杂种优势群理论的指导下才得以顺利融入商业育种，而没有造成企业内部研发管理的混乱。当然，这也与美国玉米育种没有官方审定压力有关，在宽松的管理环境下，企业只需要应对市场竞争压力和不断地顺应农民需求，于是促进了产品的持续创新。

关注东北和黄淮海地区玉米籽粒霉变，目的是搞清楚玉米霉变的条件和提出应对策略，促进育种技术升级，推动种业相关管理制度的改革与创新。同时也为跨学科解决玉米穗粒腐和霉变防控难题指明方向。

我们已经明确，不能模仿和追随郑单958的育种模式，还应该明白，同样不能追随先玉335的种质基础。一定要自主创新。先锋公司自己都走不通的道路，我们怎么可能踩着他们的脚印走出新天地？

我国近年日益严重的玉米霉变现象再次提示我们，国家玉米产业技术体系推动的种质扩增、改良与创新和正在施行的“前育种”研究越来越重要，应引起高度关注，针对霉变的病原、发生条件，开展更具针对性的抗霉变相关基因筛选、籽粒低含水量亲本筛选与鉴定和霉变综合防控新技术等前瞻性研究。我们注意到，凡是育种上踩着别人脚印走的，都难以走出困境。我们已经引进了300余份商业自交系，其中很多种质都比较先进，都可能助力我们超过先锋在中国现有的种质基础。但我们首先要有自主创新的信心和能力。

除了育种创新，还需要给农民提供政府补贴，帮助农民购置较先进适用的玉米收获机械和烘干设备，建立更安全可靠的现代储粮设施。这些都是减少玉米籽粒霉变和保障储粮安全的重要条件。

（黑龙江省农机研究院孙士明副院长、上海交通大学陈捷教授、中国农业大学张东兴教授和黑龙江省农科院曹靖生研究员对文稿做了许多重要修改和补充。特此致谢。2017年1月28日，辛酉年元月初一。）