宋秀岭,玉米育种家。育成优良自交系 “矮金525” 和我国第一个玉米单交种 “新单1号”,带动了我国由选育推广玉米双交种进入选育推广玉米单交种阶段,使我国玉米单交种直接应用于生产。在玉米自交系选育中提出用高配合力玉米自交系作测验种,测、用结合的方法。为我国玉米育种和生产做出了贡献。
宋秀岭,1927年11月6日生于河北省晋县光灿村,1951年毕业于河北农学院 (现河北农业大学)。离别家乡只身南下,他谢绝了人事部门将他安排在领导机关的意见,坚持来到太行山下的平原省农业试验场 (后改为新乡地区或新乡市农业科学研究所)。他为人耿直,虽然全心扑在玉米增产研究上,但是仍未能避开反右派扩大化的厄运。多舛的命运并未影响他那颗热爱玉米育种工作的事业心,他勤勤恳恳为玉米科研工作奋斗了43年。田间选种是作物育种工作不可缺少的重要环节,而玉米由于株高较高,成株期田间形成一片 “青纱帐”,酷热难耐。一连18年,宋秀岭坚持夏天在炎热的玉米田中套袋、授粉; 为了加快玉米育种和良种繁育、推广的进程,冬季去海南岛等地加代、繁育,“南征北战”,连年不断。虽然工作十分艰苦,但他从发现一个个新的生长优势中得到欢快的慰藉。工夫不负有心人,他终于获得了丰硕成果,先后育成和推广了新双1号和新单1号,在全国大面积种植,为农业生产创造了巨大经济效益和社会效益。1978年,新双1号获河南省科学大会重大科技成果奖,新单1号及其亲本自交系矮金525获全国科学大会重大科技成果奖。20世纪80—90年代,他又育成新黄单851、新单904两个高产玉米单交种。新黄单851是河南省第一个国家审定的 “竖叶型” 玉米单交种,在河南、河北、陕西、四川、湖北、新疆、天津等省(市、自治区) 累计种植面积166.7万公顷 (2 500万亩),新单904在河南、陕西、河北、山东、安徽等省累计种植面积106.7万公顷 (1 600万亩),两个玉米单交种双双获得河南省重大科技成果奖。宋秀岭因为成绩突出,晋升为副研究员、研究员,并被任命为河南省新乡市农业科学研究所副所长、所长; 荣获河南省劳动模范,河南省优秀科技工作者等荣誉称号; 享受国务院政府特殊津贴。1984年,他实现了加入中国共产党的夙愿。1987年,当选为中国共产党第十三次全国代表大会代表。
积极开展玉米双交种选育
宋秀岭对选育玉米杂交种有强烈的兴趣和毅力,他的大学毕业论文的题目就是“玉米自交系配合力测定”,毕业后他来到平原省农业试验场工作。平原省是中华人民共和国成立后新建的省,农业试验场又是建省后新建的,在玉米自交系间杂交种选育上是一片空白。当时农业部号召农业科学家开展群众性的农家品种评选活动,他到平原省农业试验场报到7天后,就背起行装参加了玉米品种资源和玉米栽培制度的调查工作。步行两个多月,走访了许多县、乡、村,收集到不少农家玉米品种,也了解了当地玉米栽培制度,为以后玉米科研工作的开展奠定了基础。
1952年,他们已收集到100多个农家优良玉米品种,除进行玉米品种间杂交种选育工作外,从这些品种中选出60多个,如柿皮黄、大红袍、矮玉米、小金籽、干白顶、七叶糙等,作为选育玉米自交系的原始材料,开始了第一代自交。从此,玉米自交系间杂交种的选育工作在平原省农业试验场正式展开。正当他集中精力投身在这一工作中时,科技界开展了一场学术大批判,把培育玉米自交系间杂交种说成是“资产阶级方向”,视摩尔根遗传学理论为异端邪说。北京和其他一些省市科研单位正在进行的玉米自交系间杂交种育种工作被迫终止,已选出的自交系也被束之高阁。宋秀岭坚信: 玉米自交系间杂交种比玉米品种间杂交种增产潜力更大,是发展玉米生产的必由之路。因此,他冒着风险,顶着政治压力,把玉米自交系间杂交种选育工作坚持了下去。同研究室的张庆吉又从当时华北农业科学研究所刘泰、郭振坤那里秘密引进了400多份玉米原始材料,进一步丰富了材料资源,使工作得以顺利开展。
随着农业生产的发展,玉米品种间杂交种虽比农家玉米品种增产,但产量难以满足生产需求的问题已露端倪。1956年,用当地农家品种选育的玉米自交系已经自交到第四代,为了快速育成玉米双交种,提供生产利用,宋秀岭采取早代系利用,并打破用玉米品种作测验种先测出自交系的一般配合力后选育单交种,然后再选育双交种的程序,直接用玉米自交系作测验种,在测验玉米自交系配合力的同时,配成玉米单交种。并根据玉米品种间杂交种选育的经验,硬粒型玉米和马齿型玉米杂交,其杂种优势最强、产量最高的理论,在玉米自交系配合力测验中分成两组,一组为硬粒型玉米自交系,另一组为马齿型玉米自交系,这样在组配玉米双交种时先形成了 (硬×硬) 和 (马×马) 的单交模式,进而组配玉米双交种,发挥出最强的杂种优势,获得最高产量。在实际选育中,一组是用从当地农家硬粒型玉米品种中选育出的自交系小金131作测验种,测验一批用当地农家硬粒型玉米品种中选出的自交系,选出 (矮154×小金131) 测交种的产量高、性状好。另一组用外引的马齿型自交系威153作测验种,测验一批外引的马齿型玉米自交系,选出 (威591×威153) 测交种的产量高、抗病能力强。用这两个测交种 (也即单交种) 相杂交,1959年育成矮秆、早熟、抗病、高产的新双1号,单产达3 600千克/公顷 (240千克/亩),在相同施肥和投工的条件下,比当地生产上应用的玉米品种间杂交种百杂6号增产25%—30%。利用常规法选育成功一个玉米双交种需要十年以上时间,而新双1号的育成仅用了七年时间,开创了我国 “多、快、好、省” 选育双交种的先例。可惜,1958年一场席卷全国的浮夸风把新双1号淹没了数年。当农民认识到新双1号早熟、高产、适应当时农业生产条件需要时,纷纷引种种植,也引起领导的重视。新双1号很快普及中原大地,并迅速扩展到全国十多个省,年种植面积超过133.3万公顷 (2000万亩),累计种植面积达1 000万公顷 (15000万亩),是我国种植玉米双交种早期种植面积最大的一个优良品种。1978年,该品种获河南省科学大会重大科技成果奖。
首创玉米单交种直接用于生产
在双交种的试验研究中,宋秀岭常常发现单交种有比双交种产量高的趋势,而且繁育制种也较双交种简便许多,只是单交种自交系产量低,影响制种产量。种子成本高这一重要问题长期以来未能解决,所以国内外一直认为玉米单交种只能作为选育双交种的亲本,不能直接投入农业生产应用。当时,选育玉米自交系所用的原始材料为农家玉米品种,虽有许多优点,但产量水平低,所以选出的自交系产量都不高。为此,宋秀岭想到了从选育高产自交系入手,以解决这一问题。1955年,他开始用玉米品种间杂交种、玉米综合杂交种、双交种等高产玉米杂交种作为选育自交系的原始材料,开创了国内选育二环系的先河。经过多年的辛苦努力,1961年育成了一批自身产量高的玉米自交系。1962年,他以综合杂交种混选1号为原始材料,育成了混517自交系,并用它做测验种进行测交,测验一批新育成的高产玉米自交系的配合力,实际是自交系配合力测交和单交种组配同步进行。1963年进行测交种 (即单交种) 产量比较试验,发现以自交系矮金525为母本 (从矮玉米金皇后品种间杂交种为原始材料育成)、以混517为父本组成的测交种表现最好,高产,抗病,单产5 443.5千克/公顷 (362.9千克/亩),比对照种新双1号增产29.7%。该组合后来定名为新单1号。
在1963年和1964年连续两年的单交种和双交种产量比较试验中,参与试验的单交种共418个、双交种共281个,结果单交种最高产量分别比双交种最高产量增产10.3%和14.9%。新单1号两亲本自交系矮金525和混517的产量分别达到2 250千克/公顷 (150千克/亩) 和3 000千克/公顷 (200千克/亩) 左右。与当时生产上应用的自交系 (单产约1 500千克/公顷,合100千克/亩) 相比,增产幅度很大。实验证实,玉米单交种确实比双交种产量高,玉米自交系自身产量低的问题也已基本解决,已具备了玉米单交种直接应用于生产的条件。
随着农业生产的发展,土地肥力也比以前大为提高,土地生产潜力增强,农民迫切需要更高产的玉米杂交种。从农业科研为社会主义农业生产服务出发,打破玉米单交种不能直接应用于生产的老框框,宋秀岭决心大力推广玉米单交种新单1号。1964年冬,他到广东省葵潭农场加速繁育,1965年示范推广的26个示范点平均产量为5 961千克/公顷 (397.4千克/亩),其中0.33公顷 (5亩) 的平均产量达7 957.5千克/公顷 (530.5千克/亩),突破单产7500千克/公顷 (500千克/亩) 大关,是夏播玉米地域中罕见的高产。虽然也有人以国际上无先例、单交种产量不稳等理由反对新单1号的推广,但是宋秀岭对新单1号很有信心,加之深受农民欢迎,于是坚决予以推广。1966年,示范面积扩大到1 200公顷 (1.8万亩),其中19.33公顷 (290亩) 单产超过75 000千克/公顷 (500千克/亩),很受广大农民欢迎,也引起了领导的高度重视。又因繁育制种简便,不像双交种繁育制种那样烦琐,同样也受到种子部门的欢迎,新单1号很快推广开来。1971年,在全国第一次杂交玉米杂交高粱育种座谈会上,以新单1号、白单4号为实例,倡导“我国玉米杂交种的选育和应用以单交种为主……” 1977年,新单1号种植面积达到1.33万公顷 (20万亩),其中0.107公顷 (1.6亩) 的平均产量为9 235.5千克/公顷 (615.7千克/亩),创夏玉米历史最高产量记录,各地纷纷引种种植。全国11个省市年种植面积超过133.3万公顷 (2000万亩),累计种植面积高达1 066.7万公顷 (16 000万亩)。新单1号种子还大量支援了阿尔巴尼亚、罗马尼亚和朝鲜等国,均获得较好评价。
新单1号是我国第一个直接用于生产的玉米单交种,把当时全国开始不久的选育和推广玉米双交种的阶段,迅速带入选育和应用玉米单交种阶段,在玉米杂交种发展史上具重大意义,使我国玉米单交种直接应用于生产居国际领先地位。据报道,美国也是在20世纪60年代初期才开始在生产上直接利用玉米单交种,而其他国家均在我国之后。40年的实践证明,至今玉米生产上应用的仍然是单交种。1978年,新单1号获全国科学大会重大科技成果奖。
玉米自交系性状与配合力有关
玉米自交系间杂交种的杂种优势来源于自交系配合力的高低,以往大多认为玉米自交系的性状与配合力无关,这就为选育高配合力玉米自交系,组配高产玉米自交系间杂交种增加了难度。宋秀岭根据多年玉米育种的实践和研究资料,提出玉米自交系性状与配合力有关的观点。
他认为,有利基因的选留是通过优良表现型而选留的,在玉米自交系选育过程中,有害性状被淘汰,有利优良性状被选留;相应的有害基因被淘汰,有利基因被选留。自交引起性状和相应基因的分离,配合力也随着这种分离而分离,只不过配合力比性状稳定较快而已,这就为选育高配合力自交系提供了有利条件。在杂交育种过程中常可看到,凡高配合力自交系均具有某些或少数突出的优良性状。玉米的性状既是多种多样,又极其复杂,因此并不是一切性状都与配合力有关。就子粒产量而言,与配合力关系较为密切的是穗部性状,所以选育配合力自交系时,应特别注意优良穗部性状的选育。但是,也不是所有的优良穗部性状与配合力相关的程度都一致,只有那些优良且遗传力强的性状才起主导作用,在杂交种中才能起到性状互补。抗逆、抗病性虽然与配合力没有直接关系,但是抗逆、抗病性差的自交系所组成的杂交种,在恶劣的环境条件下不能稳产,选育高配合力自交系时也应特别注意。
宋秀岭对玉米自交系性状与配合力的关系做过许多研究,例如,他育成的 “矮金525” 是一个高配合力自交系,他对其性状与配合力关系进行过研究,用矮金525、加505和斯513三个自交系作父本,分别与一组相同的母本自交系杂交; 对所组配的杂交种进行产量比较、鉴定及性状分析。以相同父本不同母本所组成的杂交种的每一穗部性状的平均数为依据进行比较。用矮金525所组成的杂交种分别比加505、斯513所组成的杂交种行粒数增加4.9%—11.0%、穗长增加10.7%—17.2%、千粒重增加8.9%—29.5%,说明矮金525自交系配合力高,与其行粒数、穗长、千粒重的遗传力强有关。
根据多年的育种实践和研究的结果,他得出这样的结论: 玉米自交系的性状与配合力有关,优良性状多或突出,且遗传力强而稳定的自交系,其配合力高。
测、用结合测定自交系配合力
在玉米杂交种选育中,玉米自交系配合力的高低是选育成败的关键,只有用高配合力的自交系杂交才能选育出高产的玉米杂交种。配合力的遗传是一个复杂的问题,仅以某些性状为标志,不能断定配合力的高低,必须进行配合力测验,才能较有效地鉴别出自交系配合力的高低,决选出高配合力的自交系,测验自交系配合力常用的方法有顶交法、双列式法,但是测验过程均较复杂,费时、费事。宋秀岭认为不论顶交法或双列式法,测得的配合力都是在一定范围内测得的结果,高的一般配合力是在高的特殊配合力的基础上表现出来的。即便是顶交法首先测出高的一般配合力,如不能表现出高的特殊配合力,所谓高的一般配合力也就不能得以应用。
他在选育新双1号过程中,设计了一种测、用结合的方法,即用高配合力自交系作测验种,和一批被测验的自交系进行测交,将测验自交系配合力和选育单交种两个过程合并在一起,在测验自交系配合力的同时育成高产玉米单交种。并分成两组进行,把两组选出的高产测交种 (单交种) 相杂交,育成了高产玉米双交种新双1号。用测、用结合法,在选育新双1号的过程中,从自交系第一代自交开始,到新双1号育成仅用了七年时间,并选出矮154、小金131、威591、威153等多个优良玉米自交系。
在选育新单1号的选育过程中,他同样用测、用结合方法,以混517自交系作测验种与一批新育成的自交系进行测交,选出高配合力自交系矮金525的同时,育成新单1号。随着新单1号在全国大面积推广,各地农业科研单位用矮金525为杂交亲本之一,育成一大批高产玉米单交种应用于生产,如群单105、豫农704、忻黄单43、桂单12、泰单71等25个优良单交种,在全国种植面积最大年份约达333.3万公顷 (5 000万亩),获得了巨大的增产效益。普遍应用的结果证明,矮金525是一个高配合力自交系,而矮金525自交系首先被测得的是高特殊配合力,而后才表现出高一般配合力,说明特殊配合力与一般配合力存在一致性,凡特殊配合力高的自交系均含有一般配合力高的因素,一般配合力与特殊配合力不是相互孤立的,而是相辅相成的。1979年5月,玉米专家李竞雄院士在西南玉米协作区群体改良会议上谈道“据最近报道,自交系作测验种,可以兼顾一般配合力。”宋秀岭用自交系做测验种,测、用结合法与其有异曲同工之妙。
1983—1984年,为了验证测、用结合法测定自交系配合力的可靠性,宋秀岭和张学舜用顶交法、双列式法、测用结合法三种方法,用相同的一组自交系分别测交,所测得的测交种在一块相邻的地段上分别进行测交种产量比较试验。结果相同一组被测自交系的配合力高与低在三种方法中其表现趋势一致,即用某一种方法测验的高配合力自交系在三种方法中均表现配合力高,进一步验证了测、用结合法在测验玉米自交系配合力上的可靠性。
简历
1927年11月6日 出生于河北省晋县光灿村。
1947—1951年 在河北农学院 (现河北农业大学) 学习。
1951—1980年 任平原省农业试验场 (后改为河南省新乡市农业科学研究所) 技术员。
1980—1984年 任河南省新乡市农业科学研究所副研究员、副所长。
1984—1994年 任河南省新乡市农业科学研究所研究员、所长。
主要论着
1 张庆吉,宋秀岭,陈玉荣等. 玉米双杂交种新双1号. 作物学报,1966,5 (2): 180—186
2 宋秀岭. 高配合力玉米自交系选育问题. 中国农业科学,1977,10(4): 13—17
3 河南省新乡地区农业科学研究所编 (宋秀岭参编). 玉米育种及良种繁育. 北京: 中国农业出版社,1978
4 《玉米遗传育种学》 编写组编 (宋秀岭参编). 玉米遗传育种学. 北京: 科学出版社,1979