玉米产业发展分析与展望

玉米产业发展分析与展望（2016-2020）玉米是世界第一大作物。近40年来，世界玉米总产量、播种面积和单产不断上升，目前总产量在8亿吨以上，播种面积超过22.5亿亩，单产达到347公斤/亩。美国和中国为主要玉米生产国，占世界的60%。随着燃料乙醇等生物质能源的广泛应用，世界玉米的需求快速增加。

玉米也是我国第一大作物，种植面积和产量占有份额均在50%以上。上世纪90年代以来，我国玉米生产发展比较快，为全国粮食增产做出了巨大贡献。从1990年到2015年，玉米总产量从988亿公斤增加到2245.8亿公斤，净增1257.8亿公斤；玉米种植面积从3.2亿亩增加到5.7亿亩；单产从308公斤/亩提高到393公斤/亩，提高了28%。这期间，全国粮食总产量增加了1572亿公斤，其中玉米对全国粮食增产的贡献率超过80%。预计2020年，我国经济社会对玉米的总需求为2.5亿吨，玉米对全国粮食增产的贡献率将达到90%，对我国粮食安全具有举足轻重的作用。

1.玉米种子产业

在当今化肥和农药的供应满足大田生产需要的前提下，作物产量的增长主要靠品种的遗传改良。我国改革开放30多年来，杂交玉米新品种的选育和推广取得了突飞猛进的发展，先后选育推广了以单958、中单2号、丹玉13号、掖单13号和农大108等为代表的一大批优良玉米新品种，促

进了玉米单交种的5次更新换代，为我国玉米生产乃至粮食安全做出了积极的贡献。

新品种在产量、抗逆性等方面的不断突破对玉米产量的提高起到了关键作用，而这些突破正是得益于育种技术的不断改进。种子是最重要的农业生产资料，优良品种对农作物增加产量和改善品质起着至关重要的作用。控制种子，就掌握了农业竞争的主动权。因此，在当今世界，各国政府都把加强种子科技研究，推动种子产业发展，列为促进农业发展的重要举措。

1.1玉米育种现状及问题

1.1.1玉米育种现状

1.1.1.1育种投入加大

作物新品种培育与种子生产是高度本土化的产业，严格受制于地域、环境、土壤、气候条件等多种因素，且周期较长，需要较多的投入。种子从投资研发开始、到培育出产品，然后生产、推广、营销及售后服务，最终获得利润，至少要经过10年左右的漫长周期。近年来，美国联邦政府对农业科技研发的投入约为20亿美元，占联邦政府研发总投入的2％左右。先锋公司将研发领域的投入作为企业的核心优势，每年投入销售额8-12%的资金用于玉米育种研发，经费达2亿多美元。经过多年的努力，先锋公司终于培育出先玉335系列玉米杂交种，获得了农民的认同。

1.1.1.2育种更加细化，根据不同层次需求和不同地区生产条件进行

抗逆性育种。当前保护生态环境和围绕生产成本的竞争越来越激烈，耐旱和耐贫瘠种质改良深受重视。

抗病虫育种。病虫危害除直接影响玉米品质外还造成玉米倒伏、严重影响产量；植物病原菌经常发生变异，抗病虫育种任重道远。因此育种家应掌握足够的抗病虫育种资源和多基因遗传系统。美国GEM计划、Iowa州立大学（ISU）和CIMMYT等培育并发放了大量抗病虫资源。

优质专用型育种。《全国种植业结构调整规划（2016-2020年）》指出，适应市场需求的品种结构是，适应消费结构升级，不仅要数量充足，还要品质优良，发展优质农产品、专用农产品、特色农产品。如美国提出高营养玉米的新概念，目标是增加籽粒中的赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸、含油量和有效磷含量，均衡提高饲料玉米的营养价值，充分提高资源利用效率，减少畜牧养殖业对环境的污染。

青贮玉米是反刍动物的优质饲料来源。美国Wisconsin 大学是青贮玉米研究中心，培育了一批高能量、低纤维素、高蛋白的青贮专用育种材料，如Wisconsin Quality Synthetic（WQS）、WFISIHI和WFOSIL0。

1.1.1.3新技术广泛应用于玉米育种中

现代生物技术是常规育种技术的升级工具和补充，无论

转基因还是分子标记辅助育种，都是性状改良或选择的新手段。通过农杆菌介导等方法获得极早熟转基因材料，须经过回交、自交等常规育种手段才能导入优良杂交种的亲本。分子标记技术只是辅助常规育种提高性状的选择效率，这两种新的育种工具均离不开常规育种框架。美国各公司均重视常规育种技术研究，注重拓宽种质基础；重视常规育种技术积累和人才结构，常规育种与生物技术结合是玉米育种的发展趋势。

普遍采用双单倍体育种技术。先锋公司在单倍体诱导系中加入标记基因，用于单倍体筛选，建立了加倍前的分子标记（如抗病、抗逆性状）选择技术，极减少了加倍工作量，使单倍体技术成为选育自交系的重要手段。在抗虫、抗除草剂转基因玉米育种过程中，用分子标记在杂交和回交分离群体中对外源基因进行鉴定与筛选。双单倍体育种是选育自交系的重要手段，推动热带种质快速改良。无论先锋还是孟山都公司，都将单倍体诱导技术作为创造育种材料的重要手段。

自交系分子识别。美国玉米自交系均有详细的系谱记载，在此基础上建立了分子标记指纹图谱，因此我国育种者应当慎用美国保护期的玉米自交系。

技术优化和多基因叠加转基因玉米已在生产上应用。第一代抗除草剂、抗虫转基因玉米产品由于外源基因插入引起

的非预期效应，一定程度上降低产量。目前，孟山都公司进一步优化了载体构建和遗传转化体系，实现基因定向转移，创造出新型抗虫、抗除草剂转基因产品，不再影响产量等性状表现。新型抗除草剂、抗虫转基因玉米品种可增产11%左右。同时，拥有8个基因（2个抗除草剂基因和6个抗虫基因）的转基因产品即将上市。该产品的上市可以尽量规避杂草对除草剂的抗性风险，预防“超级杂草”，也可以抗多种病虫害。

信息技术。在全球化的育种项目中，如果信息不能集中并统一科学管理，实验系统中的误差积累会使科学实验变得没有任何意义。整个工作流程必须通过合理的分工，才能实现数据化育种。大型的育种数据库，整合谱系信息，育种流程信息，实验数据信息，育种人员信息，实验站操作信息是数据化育种的基础，没有这些，育种人员得到的，只是积累了海量误差的一堆excel表格。即便是对于经典育种，利用信息技术升级提高育种效率也是势在必行的。

1.1.2我国玉米育种存在的问题

1.1.

2.1新品种选育技术滞后，条件设施不配套

我国玉米杂种优势利用技术比较先进，但与西方发达国家相比，支撑种子产业发展的能力还有较大差距。在发达国家，数量遗传学原理和现代统计学技术、分子标记辅助育种、品种基因型与环境互作及气候环境分类、杂种优势预测、双