1.5 南繁育种
1.5.1 概况
南繁具有加快育种进程、缩短育种年限和增加种子数量的重要作用，是农业单位的一项重要工作。南繁育种，即利用海南环境与气候优势进行育种，可缩短农作物的生长周期，从而实现周年育种，并加快优质品种选育速度。南繁育种在农作物加代繁育、鉴定筛选、基因功能研究以及保障国家粮食安全方面发挥着不可替代的作用。
我国最早进行南繁育种的作物是玉米。我国杂交玉米的主要开拓者和奠基人之一吴绍骙教授从1956年开始，利用四年的时间，研究了“异地培育玉米自交系”课题。通过南北穿梭（南繁）育种，我国玉米品种经历了六次更新换代，每次新品种的增产幅度都在10%以上，极大地提高了我国玉米产量。
南繁育种的普及和开展，大大加速了我国玉米自交系和杂交种的选育与推广。例如，到20世纪70年代，我国推广了面积较大的44个杂交种的亲本自交系，自选系已经占据76.4%，外引系只占23.6%。同时，我国创造了第一大玉米品种郑单958，该品种在全国累计推广面积已超过7.5亿亩，增产玉米440.5亿千克，增收423亿元。
1.5.2 育种程序及技术措施
对于玉米育种工作而言，每年冬季，有关人员在海南进行的南繁育种是非常重要和必要的育种环节。海南三亚是我国冬季南繁育种的最佳基地，三亚市属于热带海洋性气候，年平均温度为23.80℃，海拔为8 m，9月到次年4月大于10℃的活动积温为5899℃，大于10℃的有效积温为3469℃，全年均可种植玉米。南繁可以加快育种进程，但成本较高，风险较大，而且海南岛独特的地理环境和气候条件会影响南繁育种的成败。因此，南繁育种不能被轻视，在整地和田间管理上要特别注意以下几个方面的问题：
（1）栽培季节
海南雨水较多，经常下大雨，2005年10月30日—11月1日连续降雨量达到198 mm，很多地块由于排水不畅，受到不同程度的影响。例如，受到涝害以后，土壤气温升高，根系窒息，导致玉米出现死苗现象。因此，确定玉米的播种期，原则上应该避开海南10月的台风雨天气，以保证翌年3月顺利收获和晒种。经过人们多年的实践经验得出，南繁最佳播种期为10月下旬至11月上旬。
（2）土地的选择
海南可供玉米南繁的土地主要集中在南部的三亚周边、崖城、乐东、黄流、冲坡等地，以崖城地区和三亚周边综合条件为优。我们在选择玉米种植地块时，首先要注意地块的排灌条件必须优越；其次土质不应漏水漏肥，旱田土至少应手握成团，稻田土在充分排水翻晒后可用，地势应较周边地块高，离海较近的地块慎用，其地下水易遭海水倒灌变成半咸水，新开荒的生地慎用，前茬为蔬菜、花生、香蕉等作物的地块较好，避开水稻田（不利于排水防涝），不宜选择沙性强的土壤，这类田地保水保肥能力较差，容易脱水、脱肥；再次，由于海南鼠灾较为严重，选择隔离区或制种田时应远离四周空旷的草场或槟榔园等地；最后还应考虑种植区与居住地之间的距离、交通状况、隐秘性等。繁殖地块的隔离条件：周边300 m不应有同花期的玉米地，有河流、树木、住宅等空间障碍物可酌情放宽要求；选择隔离区时应考虑海南独特的气候条件，避开风口；有生育期相近的品种或者熟期不同的品种，应“后让先”“小让大”，也可采取转移地块、错期种植、套袋处理等方式，避免外来花粉造成遗传污染。
（3）土地的平整与播种
整地是保证作物全苗的前提，应达到“地平、土细、沟深、墒足、肥高”的要求。海南由于土地耕作层相对较浅，而且多数是沙地，因此对整地要求较高：首先应把地里的杂草及秸秆清理干净，播前灌水，在墒度适宜时进行犁地、整平，然后再旋耕。播种时一般要求起垄种植，不能平地播种，这样有利于灌溉和排水，并且有利于作物的根系在垄内生长和发育。起垄种植通常要求1 m起1垄，1垄双行种植，垄上行距为35～40 cm，垄间行距为60～65 cm，平均行距为50 cm。起垄时要把田里的杂草根清理干净，否则杂草很快又会生长出来，影响作物的生长。犁地前施足基肥，对酸性土壤应适当为施些石灰，整地要做到犁透、耙碎、整平、保墒。前茬是旱田地要求两犁两耙，前茬是水田地要求三犁三耙，并根据土壤墒情决定犁前是否需要灌水。犁、耙、播种三项作业必须衔接好。单行播种时行距一般为60～65 cm、株距为20～25 cm；也可以起大垄双行播种，行距为100 cm（65 cm+35 cm）、株距为27 cm。播种方式可用垄上指压法，即用食指和大拇指将种子一粒粒用力按下去，然后将表面拍平，播种深度为3～5 cm，最深不要超过7 cm，也可以采用传统的刨埯法，但较费人工且不利于密植；种肥、农药施入垄底与种子隔开，播后墒情不足的地块应及时灌水。另外，开沟平播法在海南也非常适用，但在墒情不好时，要及时灌水，开沟深度也不宜过深，否则会影响出苗。
（4）调节父本母本的错期播种
受海南气候特点的影响，父本单独种植，然后取粉授粉的制种方式并不适用，制种一般采用父本母本错期播种的方式。由于近年来海南地区的气候稳定性不佳，因此在父本母本错期播种的同时，还应在制种区附近单独种植小面积父本，作为采粉区备用；采粉区一般在套种区父本播种6 d后再进行播种，但应根据品种特性及当时气候进行一定的播期控制。父本母本的错期播种要合理，最好能保证父本散粉时母本植株全部吐丝。为减少制种成本，一般父本只播种一期，母本花丝的生长期相对较长，所以一般遵循母本等父本的原则进行错期调节。此外，若先播种母本，父本播种时母本最好不要超过1叶1心。
（5）规划父本母本的行比，合理密植
玉米在海南进行种植时，植株生长会根据地力条件及耕作水平有所变化，为保证父本母本之间有较高的授粉率，行比以1∶3为宜。行比过窄，父本植株会被隐蔽，导致生长发育不良；行比过宽，不利于灌溉，父本对水分的需求得不到很好的满足。
玉米的产量受光能和地力的影响，在一定范围内，叶面积系数越大，其光能利用率越高，产量也越高，因此，合理密植才能获得高产。玉米的种植密度应根据品种、播期、土壤肥力、栽培条件等因素综合考虑。平展型玉米品种宜稀播，一般为4.5万～6.0万株/公顷；紧凑型玉米品种宜密播，一般为6万～9万株/公顷。播种方式主要有等行距和宽窄行两种。等行距种植：行距70 cm左右，紧凑型玉米品种株距为15～20 cm，平展型玉米品种株距为25～30 cm；宽窄行种植：宽行130 cm，窄行35～40 cm，紧凑型玉米品种株距为15 cm左右，平展型玉米品种株距为20 cm左右。
（6）接喷带灌水
接喷带灌水首先要根据水井位置，设计好田间微喷图，先连水管再接喷带；其次要检查水管有无破损，四通开关是否顺畅，一般情况下，四通之间的距离为2 m左右，距离过大，微喷时浇不到，距离过小又造成浪费。安装喷带时要根据水泵的扬程设计好喷带长度，上坡要短，下坡可长，最好购买5～6孔的大眼喷带，可以保证出水高度和速度。制种面积较大时，建议采用蓄水池浇灌。海南冬季降水较少，灌水是南繁田间管理的重要工作，每次浇水都要保证浇好，工作人员穿上雨衣要在喷带上面逐条逐个排查，确保浇全浇透。灌水的最佳时间在傍晚或夜间，玉米拔节期、抽雄期、灌浆期对水分需求量较大，应确保水量充足。
（7）田间管理
①前期管理
海南岛多为黄沙壤土，有机质较少，保肥保水性能较差，因此用好肥水是十分重要的。种肥施三元复合肥375 kg/hm2；追肥结合铲蹚进行，一般需追两次肥，第一次在6～7片叶时，施150 kg/hm2尿素，如对苗情长势不满意可同时追施75 kg/hm2复合肥，第二次在10～12片叶时，施225 kg/hm2尿素，如地力不佳导致后期脱肥，可在抽雄期前适量追施水肥或喷施叶面肥。海南冬季一般干旱少雨，玉米要丰产必须得到充分的灌溉，头遍水量一定要控制好，采取沟灌，水量既要充分又不可漫过垄顶，否则影响出苗；水田地和黏性土壤可隔沟灌，出苗后灌水较容易，一般灌水周期为7～10 d，具体灌溉频率应依土壤墒情和苗情而定，如果玉米苗发蔫打绺就要及时补水。刚出苗到三叶期的玉米苗很脆弱，需防鼠、防虫、防蚁，施底肥时加呋喃丹或辛硫磷等杀虫药可有效防虫；播种后及时在地块周边撒上拌有鼠药的毒谷可有效防鼠，鼠药的使用要注意保障人畜安全，做好警示标志，若鼠药已控制不住鼠害时，在玉米田四周安放电猫可有效灭鼠，安装电猫时要注意安全，以防触电。电猫一般在傍晚安放，安装完成后，要有人值班，发现老鼠触电后，需用干燥木棍将老鼠挑离电线，以免接地费电，以夜里较长时间打不到老鼠为撤离时间；若播种后发现田间有较多蚂蚁出没，必须及时用杀蚁药杀灭或驱逐。4～5片的小苗根系渐成时，应及时间苗、定苗、移苗，6片叶之后的玉米苗应注意防治黏虫、青虫、卷叶虫、螟虫等害虫，可使用敌敌畏、辛硫磷、敌杀死等药物进行防治，具体用药视田间害虫种类和数量而定，在玉米大喇叭口期往心叶中撒辛硫磷或呋喃丹颗粒可有效防治后期玉米螟。田间杂草要结合铲蹬及时消灭，以保证玉米健康成长。
②花期管理
玉米花期耗水量极大，所以在其抽丝和散粉期间必须保证水分供给充足，隔垄灌溉可有效避免对授粉工作造成影响。海南早晨露水较大，白天温度最高一般在30℃左右，风力较小，授粉工作可持续到傍晚，南繁玉米的花期又比较短促，一般只有3 d散粉期，所以要合理安排人手进行套袋和授粉工作。在海南繁殖新自交系和配制新杂交种时，有时由于初次开展南繁工作，数据不够准确，或受气候条件的影响，复配或制种田的父母本花期不遇或自交系雌雄开花不协调，给南繁带来损失。对此要加强田间检查，观察父母本生育进程，及早发现问题，做好早促早管。制种田亲本自交系采取促慢抑快的管理办法，对生长偏慢的自交系早定苗、留大苗、多浇水、多施肥、勤中耕、喷生长促进剂，以促进玉米生长；对生长偏快的亲本则晚定苗、去大苗、留小苗、少施肥水，甚至伤根抑制，以协调两亲本的生长进度。对苞叶过长、抽丝困难、花粉较少的自交系，要及时剪短苞叶，加强辅助授粉，以提高结实率，增加产量。
③后期管理
田间后期管理主要是防鼠、防螟、防人，玉米灌浆开始后，就要及时撒布毒谷进行防鼠，并及时补充被老鼠吃掉的毒谷，如果老鼠一开始不吃毒饵而啃食玉米棒，就要及时在其啃食部位涂抹毒药并布控电猫。如果前期防螟工作已做好，后期螟害一般不严重，可一旦让大量螟虫进入玉米穗中，后果则比较严重，农药对其已基本无效，只能及时扒开苞皮进行人工捕杀。防人分两个时期，玉米乳熟期要防止当地素质较差的人员掰青棒，玉米蜡熟期要防止不道德的育种人员偷材料，除做好篱笆等隔离物外，可在地头搭窝棚雇人日夜看守，只是经济投入较大。
④收获与晾晒
一般来讲，玉米授粉后40～45 d才可以开始收获，越晚收获种子发芽率和发芽势越强，玉米成熟后应及时收获，以降低鼠害。种植面积大、果穗结实饱满的玉米，可采用机械收获。人工收获时需要注意防止丢穗落穗，将苞叶和花丝剥离干净。收获时应收干收净、颗粒归仓，收获后应及时整地，这样可防止材料流失。种子晾晒时要注意天气变化，准备好防雨用品，并在日照和通风较好的水泥地面或房盖上进行晾晒，晾玉米棒时应尽量摊薄，经常翻晒，至脱粒不漏黑胚时即可，脱粒后晾晒应摊得稍厚并经常翻晒，以防暴晒下灼热的地面烫坏种子，一般3 d即可晾好，待种子水分降到13%时即可打包发运。总之，海南独特的地理环境和气候条件与北方差异较大，但只要在玉米育种的各个环节予以重视和投入，做好选地、整地、播种、田间管理、虫鼠害防治、花期调控和收获晾晒等一系列工作，对在南繁期间可能出现的问题提前做好思想准备和预防工作，出现问题及时向南繁前辈和当地人请教并及时解决，就能圆满地完成玉米的南繁育种工作。
1.5.3 成果
一般认为当玉米新的优良品种应用于生产时，在其诸多增产因素中，南繁发挥的效能占30%～35%。从我国全面推广玉米单交种以来，优良品种大体经历了六次更新换代，每次品种的更新都离不开南繁的贡献。
第一代玉米单交种，以新单一号、白单4号、丰收105、吉单101等为代表；选育的优良自交系且应用于优良杂交种组配的有矮金525、混517、塘四平头、吉63等；引入的优良自交系有C103、埃及205和M14等。
第二代玉米单交种，以中单2号、丹玉6号、郑单2号、豫农704、京杂6号、龙单11、京早7号、黄417、郧单1号、鲁玉3号、嫩单1号等为代表；选育的优良自交系有自330、黄早四、旅28、获白、二南24等；引入的美国优良自交系Mo17得以充分利用。
第三代玉米单交种，以丹玉13、掖单2号、四单8号、鲁单8号、鲁单3号和陕单9号等为代表；选育的优良自交系有E28、掖107、原武02、武109、系14等。
第四代玉米单交种，以沈单7号、掖单13、掖单4号、农大60、铁单4号、吉单131、本育9号、四单19、川单9号、东农248等为代表；选育的优良自交系有：5003、U8112、丹340、掖478、综3、综31、吉118、吉446、7884-7、东46、东48-2等。
第五代玉米单交种，以农大108、豫玉22、农大3138、鲁单50、郑单14、登海1号、雅玉2号、西玉3号、沈单10号、屯玉2号、中单321、东单7号、唐杭5号、川单13、四密25、吉单180、龙单16、中单306等为代表；选育的优良自交系有P138、P178、黄C、齐319、C8605、87-1、掖5237、金黄96、中自01、中451、中74-106、吉853、黄野四、昌7-2、S37、18-599、郑22等。
第六代玉米单交种正用于当前的生产中，最为优良的代表品种是郑单958和浚单20；选育的优良自交系有郑58、9058和浚92-8等。
据不完全统计，仅更新换代的玉米主要代表品种至少有50多个，直接用于生产上的玉米杂交种的自交系，前后交错数量难以统计。六次更新换代的玉米主要代表品种，因其应用于生产的面积较大，增产效益显著，大部分都获得了国家级或省部级奖励。一些自交系因参与组配优良杂交种的数量较多，直接成为良种增产的基本要素，还单独获得了国家或省部级奖励。