玉米是美洲最大的農(nóng)業(yè)成功故事,從 7000 多年前墨西哥的一種野草開(kāi)始,到成為現(xiàn)代世界三種主要的糧食和飼料作物之一。它作為產(chǎn)量超過(guò)所有其他作物的糧食作物的出現(xiàn),與雜交玉米的誕生相吻合。
有幾本書(shū)詳細(xì)介紹了雜交玉米的誕生和早期情況,包括亨利-A-華萊士和威廉-L-布朗的《玉米和它的早期父親》,以及理查德-克拉布的《雜交玉米制造者》。這兩本書(shū)都很好。這些和其他的參考資料都列在本文的最后。這篇文章是為了給那些沒(méi)有時(shí)間閱讀的人提供一個(gè) 1 萬(wàn)字(40分鐘)的概述。
雜交玉米的開(kāi)端
雜交玉米可能代表了 20 世紀(jì)最大的農(nóng)業(yè)奇跡。事實(shí)上,完整的故事要追溯到 1694 年,當(dāng)時(shí)荷蘭植物學(xué)家魯?shù)婪?卡梅拉留斯發(fā)現(xiàn)為什么種子的形成需要玉米花粉,而 1716 年在馬薩諸塞州,清教徒牧師科頓-馬瑟發(fā)現(xiàn)了風(fēng)媒授粉的重要性。此前,人們認(rèn)為根系的混合是相鄰植物之間遺傳相互作用的原因。
19 世紀(jì)初,賓夕法尼亞州的創(chuàng)新農(nóng)民和作家約翰-洛蘭了解到,南方的葫蘆籽品種和北方的燧石之間的自然雜交授粉產(chǎn)生了一種新型的玉米,具有中間的內(nèi)核(即 '凹痕')特征和更高的產(chǎn)量。
對(duì)雜交玉米的首次專業(yè)興趣一般歸功于密歇根農(nóng)學(xué)院(現(xiàn)在的密歇根州立大學(xué))的植物學(xué)家詹姆斯-比爾教授,他在 1879 年將兩個(gè)開(kāi)放授粉的品種進(jìn)行雜交,唯一的目的是提高產(chǎn)量。比爾從他以前在哈佛大學(xué)的教授之一阿薩-格雷教授那里得到了靈感。而格雷又是查爾斯-達(dá)爾文的朋友,他發(fā)現(xiàn)當(dāng)不相關(guān)的玉米品種雜交時(shí),植物的活力會(huì)增加。比爾的倡議沒(méi)有得到商業(yè)上的實(shí)施。
1896 年,伊利諾伊大學(xué)的西里爾-霍普金斯教授開(kāi)始從普通品種伯爾-懷特開(kāi)始,對(duì)蛋白質(zhì)或油料含量高或低的玉米品系進(jìn)行 '穗對(duì)穗 '選擇。1900年,他雇用了一位剛畢業(yè)的學(xué)生 Edward M. East 來(lái)幫助這個(gè)項(xiàng)目。除了管理霍普金斯的項(xiàng)目外,伊斯特和幾個(gè)大學(xué)同事開(kāi)始對(duì)玉米進(jìn)行近親繁殖,從另一個(gè)流行的品種 Leaming 開(kāi)始。1905 年伊斯特在康涅狄格州實(shí)驗(yàn)站任職時(shí),他帶走了這些近交品種,并于 1907 年開(kāi)始對(duì)涉及 Leaming 近交品種的雜交品種進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)試。
與此同時(shí),喬治-舒爾博士于 1905 年在幾英里外的紐約島冷泉港的卡內(nèi)基研究所開(kāi)始工作。他從堪薩斯州的一個(gè)農(nóng)場(chǎng)得到的白色凹陷玉米品種的種子開(kāi)始生產(chǎn)近親和雜交。舒爾認(rèn)識(shí)到這可能是提高玉米產(chǎn)量的一種手段,并在1908 年、1909 年和 1910 年向美國(guó)的種子商發(fā)表了這樣的演講--這些演講對(duì)引發(fā)美國(guó)中西部地區(qū)的相關(guān)研究和商業(yè)開(kāi)發(fā)起到了重要作用。然而,舒爾是一位對(duì)遺傳學(xué)而非農(nóng)業(yè)更感興趣的植物學(xué)家,由于田間地頭的鳥(niǎo)類問(wèn)題,他停止了對(duì)玉米的研究,轉(zhuǎn)而研究月見(jiàn)草、牧羊人的錢包和其他野生物種。
East 和 Shull 都認(rèn)識(shí)到了雜交活力在提高玉米產(chǎn)量方面的潛在價(jià)值,但鑒于當(dāng)時(shí)可用作單交雜交種子親本的近交品種的種子產(chǎn)量很低,他們都沒(méi)有一個(gè)現(xiàn)實(shí)的計(jì)劃讓農(nóng)民受益。East 設(shè)想了一個(gè)基于開(kāi)放授粉品種的雜交或 '頂交 '雜交的計(jì)劃(用近交品種的花粉為脫粉的開(kāi)放授粉品種的花絲授粉),農(nóng)民可以自己完成。但沒(méi)有農(nóng)民被說(shuō)服這樣做。舒爾認(rèn)為他的發(fā)現(xiàn)主要是學(xué)術(shù)上的興趣。
H.K. Hayes 博士開(kāi)始了玉米近親繁殖,當(dāng)時(shí)他是 East 博士在康涅狄格站的助手,也是 East 是教員的哈佛大學(xué)的研究生。畢業(yè)后,海斯于 1915 年在明尼蘇達(dá)大學(xué)任職。他成為一名成功的公共玉米育種者,也是雜交玉米早期極具影響力的推廣者--對(duì)幾位剛起步的玉米育種者的事業(yè)產(chǎn)生了直接影響。
唐納德-瓊斯是海斯離開(kāi)后雇用的研究生和伊斯特博士的助手,他發(fā)明了雙交雜交種。這包括兩個(gè)步驟:四個(gè)近交品種成對(duì)雜交,產(chǎn)生兩個(gè)單交雜交種,而這些雜交種又作為種子親本,用于制造可由農(nóng)民種植的雙交雜交種子。雙雜交技術(shù)允許以合理的成本大量生產(chǎn)雜交種子--這是一個(gè)巨大的突破,允許在北美農(nóng)業(yè)中大規(guī)模使用雜交玉米。
康涅狄格州的農(nóng)民喬治-S-卡特(George S. Carter)在 1920 年使用康涅狄格州站生產(chǎn)的單交種,在 1921 年生產(chǎn)出第一個(gè)商業(yè)規(guī)模的雙交雜交種子。他于 1922 年將其出售給其他農(nóng)民。他的雙交雜交種涉及一個(gè)使用兩個(gè)伯爾懷特近交種生產(chǎn)的親本,另一個(gè)來(lái)自兩個(gè)利明近交種。因此,喬治-卡特是世界上第一個(gè)出售真正雜交玉米種子的人。
芬克兄弟種子公司、詹姆斯-霍爾伯特和美國(guó)農(nóng)業(yè)部
位于伊利諾伊州布盧明頓的尤金-芬克和他的家族是20世紀(jì)初的大農(nóng)場(chǎng)主和種子商。他們?cè)谝晾Z伊州農(nóng)業(yè)的許多方面都很活躍,并開(kāi)發(fā)了自己的開(kāi)放授粉品種:Funk's Yellow Dent和早期版本的Funk's 90-Day。這兩個(gè)品種都源自世紀(jì)之交中西部最著名的品種--里德黃登。而里德黃丹又是由羅伯特-里德和他的兒子詹姆斯于19世紀(jì)中后期在伊利諾伊州開(kāi)發(fā)的。它仍然是今天北美玉米近交品種最重要的原始來(lái)源,包括當(dāng)時(shí)常見(jiàn)的各種版本--其中一個(gè)是愛(ài)荷華州立大學(xué)開(kāi)發(fā)的早熟版本Iodent,它在許多現(xiàn)代商業(yè)近交品種的遺傳背景中占有突出地位。
(關(guān)于1900年左右種植的許多開(kāi)放授粉(OP)玉米品種的名稱和性質(zhì)有大量的舊文獻(xiàn)。關(guān)于它們的討論超出了本文的范圍,但尋求更多信息的讀者可以參考A.Forrest Troyer博士的一篇優(yōu)秀的、廣泛的評(píng)論,他曾在Pioneer、DeKalb和伊利諾伊大學(xué)工作。它是由愛(ài)荷華州立大學(xué)的Arnel Hallauer博士編輯的一本同樣令人印象深刻的書(shū)的一部分,名為《專家雞眼》。Troyer的評(píng)論詳細(xì)介紹了許多流行的玉米近交系的OP起源,包括一些來(lái)自法國(guó)的品種。整本書(shū)的非付費(fèi)拷貝可以從這里下載)。
Funk在1902年左右開(kāi)始進(jìn)行玉米育種,包括一些近親繁殖。然而,F(xiàn)unk在幾年后減少了雜交工作,因?yàn)樗麩o(wú)法實(shí)現(xiàn)足夠大的產(chǎn)量改進(jìn)以彌補(bǔ)成本。Funk并不氣餒,在1915年,他雇用了James Holbert,一個(gè)來(lái)自普渡大學(xué)的新畢業(yè)生,作為他的玉米育種員?;魻柌禺厴I(yè)時(shí)在明尼蘇達(dá)州遇到了海斯博士,海斯鼓勵(lì)他專注于近親繁殖和雜交--他確實(shí)這樣做了?;魻柌卦诘竭_(dá)布盧明頓后幾乎立即開(kāi)始了近親繁殖的發(fā)展,首先是在檢查了100多萬(wàn)株個(gè)體植物后選擇了500個(gè)親本穗。
1916年,芬克兄弟種子公司開(kāi)始銷售一種名為 '芬克部落玉米 '的產(chǎn)品種子,這是第一個(gè)在任何地方銷售的所謂雜交玉米--即使它實(shí)際上是三個(gè)不相關(guān)的開(kāi)放授粉品種之間的雜交。這種產(chǎn)品的銷售在幾年后就停止了,因?yàn)楫a(chǎn)量的提高不足以彌補(bǔ)增加的成本。1927年,F(xiàn)unk出售了其第一個(gè)真正的雙雜交商業(yè)雜交種。
1918年,在尤金-芬克向華盛頓施加壓力,要求對(duì)玉米病害 '多做工作 '之后,美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)在布盧明頓的芬克農(nóng)場(chǎng)建立了一個(gè)玉米育種研究站,由霍爾伯特?fù)?dān)任其新的玉米育種員。這個(gè)研究站一直運(yùn)行到1937年,當(dāng)時(shí)它被關(guān)閉(或根據(jù)一個(gè)參考資料被轉(zhuǎn)移到伊利諾伊大學(xué)),霍爾伯特回到了為豐克兄弟公司培育玉米。在他為美國(guó)農(nóng)業(yè)部工作的19年中,Holbert為許多剛剛起步的私人玉米育種項(xiàng)目提供了免費(fèi)的建議和育種材料,并開(kāi)發(fā)了幾個(gè)重要的早期近交品種和公共雜交品種。
一些早期的霍爾伯特/美國(guó)農(nóng)業(yè)部的近交品種被稱為 'A'、'B'、'Hy '和 'R4',通過(guò)將這些品種與早期的近交品種Wf9和38-11(普渡大學(xué)的玉米育種家是拉爾夫-圣約翰)以及愛(ài)荷華州立大學(xué)的L317(ISC,后來(lái)被命名為愛(ài)荷華州立大學(xué),育種家是梅爾-詹金斯博士)的結(jié)合,產(chǎn)生了雙交種。US13是一個(gè)早期的雙雜交品種,其血統(tǒng)為(Wf9×38-11)×(Hy×L317)。
在20世紀(jì)前三分之一的時(shí)間里,在開(kāi)放授粉玉米品種的銷售和早期雜交種的開(kāi)發(fā)方面,豐克兄弟公司可能是中部玉米帶最重要的商業(yè)玉米種子公司。在隨后的幾十年里,豐克公司是雜交玉米領(lǐng)域的一個(gè)著名的名字。
在我的時(shí)代,F(xiàn)unk的雜交種名稱/編號(hào)總是以字母G開(kāi)頭。我終于在該公司1983年左右制作的《Funk種子的創(chuàng)立》中找到了解釋(在網(wǎng)上無(wú)法找到)。顯然,一開(kāi)始,美國(guó)中西部的農(nóng)場(chǎng)出版物不愿意在文章中公布公司名稱,只公布雜交種編號(hào)。所以Funk在他們的一些雜交種名稱中加入了字母B和G,希望農(nóng)民能把這個(gè)字母與公司聯(lián)系起來(lái)。似乎沒(méi)有人記錄下B和G的原因。偶然的是,G的雜交種結(jié)果比B好,所以B很快就被放棄了。而芬克的雜交種編號(hào)在隨后的幾年里都以G開(kāi)頭。
尤金-芬克于1944年去世,吉姆-霍爾伯特于1957年去世。1967年,豐克兄弟種子公司的所有權(quán)被CPC國(guó)際公司收購(gòu),這是一家位于新澤西州的玉米加工商,在伊利諾伊州有廣泛的淀粉加工業(yè)務(wù),而且自第二次世界大戰(zhàn)以來(lái),豐克在意大利與該公司有合作工作關(guān)系。一些人認(rèn)為這次出售嚴(yán)重影響了Funk的長(zhǎng)期成功。新的所有者把主要重點(diǎn)放在開(kāi)發(fā)高含油量的雜交品種上(與CPC當(dāng)時(shí)利潤(rùn)豐厚的馬佐拉玉米油(一種淀粉加工的副產(chǎn)品)的市場(chǎng)相匹配)。這意味著減少了對(duì)農(nóng)藝性狀的關(guān)注,如更高的產(chǎn)量和可站立性(抗宿根性),這對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)是很重要的。
1970年是Funk's公司的一個(gè)高潮,當(dāng)時(shí)該公司的雜交種被證明對(duì)南方玉米枯萎病的廣泛流行有抵抗力。原因是,與其他大多數(shù)公司不同,F(xiàn)unk認(rèn)識(shí)到使用當(dāng)時(shí)廣泛用于雜交種子生產(chǎn)的雄性不育源會(huì)導(dǎo)致對(duì)該疾病的易感性。Funk保留了在種子生產(chǎn)中使用手工脫粒的做法,其銷售額暫時(shí)飆升。雜交種Funk's G4444很快成為20世紀(jì)70年代初美國(guó)中西部最受歡迎的雜交種--取代了前十年最受歡迎的DeKalb XL45。Funk的G4444實(shí)際上是兩個(gè)公開(kāi)的明尼蘇達(dá)近交系(A619和A632)的雜交種,這意味著它很可能也可以從其他公司獲得,但它肯定是Funk的商業(yè)成功。
但是,到20世紀(jì)70年代中期,不良的莖稈質(zhì)量損害了Funk的商標(biāo) 'G '雜交種的市場(chǎng)命運(yùn),農(nóng)民轉(zhuǎn)而使用競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品,特別是新的雜交種,如Pioneer的P3780,其立地性更好。Funk的玉米雜交種的銷售直線下降。Funk聘請(qǐng)了兩位備受尊敬的大學(xué)玉米遺傳學(xué)家來(lái)領(lǐng)導(dǎo)其玉米研究項(xiàng)目--魁北克麥吉爾大學(xué)的R.I(Bob)Braun博士和愛(ài)荷華州立大學(xué)的Steve Eberhart博士(這兩位都是我認(rèn)識(shí)并欽佩的人),但這并沒(méi)有什么不同,F(xiàn)unk的種子銷售直線下降。
Funk在1972年成為一家上市公司,名稱改為Funk Seeds International。1974年,它被瑞士化學(xué)/ag-化學(xué)公司Ciba-Geigy收購(gòu)。1993年Ciba-Geigy停止了Funk's這個(gè)商品名--對(duì)于美國(guó)和加拿大玉米歷史上如此重要的名字來(lái)說(shuō),這是一個(gè)悲哀的結(jié)局。
Ciba-Geigy在1997年與另一家化學(xué)公司Sandoz合并,成立了Novartis,并在2000年與AstraZeneca進(jìn)一步合并,成立了Syngenta。先正達(dá)現(xiàn)在由中國(guó)化工集團(tuán)擁有,先正達(dá)以NK的商標(biāo)名稱銷售玉米種子。('NK'來(lái)自Northrup-King,一家位于明尼蘇達(dá)州的種子公司,可以追溯到19世紀(jì),1969年被Sandoz收購(gòu))。
請(qǐng)注意,在印第安納州還有一家不相關(guān)的、規(guī)模較小的玉米種子公司,名為Edward J Funk and Sons,它使用的是 'Supercrost '的商標(biāo)。這兩家Funk公司經(jīng)常被混淆。愛(ài)德華-芬克公司于1990年被賣給了加斯特種業(yè)公司,加斯特公司當(dāng)時(shí)屬于一家英國(guó)化學(xué)公司ICI所有。ICI后來(lái)合并了它的各種種子業(yè)務(wù),形成了Zeneca。而通過(guò)隨后與一家瑞典公司的合并,Zeneca成為阿斯利康的一部分。
此外,豐克兄弟種子公司有一些 '聯(lián)合種植者',他們被授權(quán)作為獨(dú)立公司生產(chǎn)和銷售豐克G雜交種。20世紀(jì)40年代,F(xiàn)unk種子玉米在加拿大的生產(chǎn)和銷售由一家聯(lián)合公司管理。在1974年出售給Ciba-Geigy之后,這些聯(lián)營(yíng)公司中的幾個(gè)人成立了自己的公司,并命名為Golden Harvest。它后來(lái)被先正達(dá)公司收購(gòu),盡管在美國(guó),玉米種子仍然以 '嘉禾 '雜交種的名義出售。
亨利-華萊士和先鋒玉米公司
華萊士家族的名字在愛(ài)荷華州很有傳奇色彩,從第一個(gè)亨利-華萊士開(kāi)始,他于1862年作為長(zhǎng)老會(huì)牧師來(lái)到該州,然后成為農(nóng)民,后來(lái)成為一份名為《愛(ài)荷華家園》的出版物的主編。他的兒子亨利-C-華萊士購(gòu)買了另一份農(nóng)場(chǎng)報(bào)紙,并將其更名為《華萊士的農(nóng)民》,并在愛(ài)荷華州立學(xué)院(ISC,即后來(lái)的愛(ài)荷華州立大學(xué))擔(dān)任乳品學(xué)教授。1921年,他成為美國(guó)農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)。
亨利-C的兒子亨利-阿加德-華萊士出生于1888年,在很小的時(shí)候就成為對(duì)玉米改良感興趣的企業(yè)家。年輕時(shí),他賣掉了他的第一個(gè)玉米種子,10蒲式耳是由兩個(gè)開(kāi)放授粉品種雜交產(chǎn)生的,售價(jià)50美元。16歲時(shí),他對(duì)當(dāng)時(shí)流行的假設(shè)提出了挑戰(zhàn),即冠軍 '展示玉米 '的種子在第二年會(huì)產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)作物。在青少年亨利-A和他的父親亨利-C的推動(dòng)下,ISC進(jìn)行了一次特殊的產(chǎn)量測(cè)試,結(jié)果表明亨利-A的懷疑是有根據(jù)的。用秀麗的種子培育的植物沒(méi)有更多的產(chǎn)量。
玉米展示的優(yōu)越性謬論--在19世紀(jì)90年代才成為中西部秋季博覽會(huì)的一個(gè)流行特征--至少在隨后的30年里阻礙了玉米的發(fā)展。對(duì)展示玉米的假定優(yōu)越性的支持是如此強(qiáng)烈,以至于影響了各地玉米行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人的判斷。到那時(shí)為止,在很大程度上不為人知的品種產(chǎn)量試驗(yàn)于1920年在愛(ài)荷華州開(kāi)始,并很快擴(kuò)展到其他州和安大略省,并有效地最終摧毀了這個(gè)神話。如果說(shuō)有什么問(wèn)題的話,用獲獎(jiǎng)玉米種子種植的地塊,其產(chǎn)量往往低于平均水平。盡管如此,現(xiàn)代人對(duì) '好看 '的玉米穗應(yīng)該是什么樣子的看法仍然來(lái)自于玉米展時(shí)代。
Henry A于1910年從愛(ài)荷華州立學(xué)院畢業(yè),并于1913年在得梅因的家庭住宅后面的一個(gè)10英尺×20英尺的花園里開(kāi)始了玉米育種。不久之后,他在附近的一個(gè)由他叔叔擁有的農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行了更廣泛的育種--盡管按現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)仍然很小。華萊士開(kāi)發(fā)的名為Copper Cross的單交雜交種--由Leaming品種的近交系和Bloody Butcher品種(以其深紅色果核著稱)的另一個(gè)近交系雜交而成--參加了新設(shè)立的地區(qū)品種性能試驗(yàn)。1924年,該雜交種產(chǎn)量第一,根據(jù)與愛(ài)荷華州種子公司的喬治-庫(kù)茲韋爾簽訂的合同,在愛(ài)荷華州阿爾托納附近的一英畝土地上生產(chǎn)其種子。(Kurtzwell的妹妹后來(lái)宣稱,她在那一年將愛(ài)荷華州的全部雜交玉米種子都脫粒了)。由此產(chǎn)生的15蒲式耳的種子在1925年以每磅1美元的價(jià)格出售。
由于種子產(chǎn)量低,'銅十字 '沒(méi)有取得商業(yè)上的成功。事實(shí)上,它只銷售了一年,華萊士和合作伙伴很快就轉(zhuǎn)向了雙交雜交種。但是,作為在美國(guó)中西部銷售的第一個(gè)真正的雜交玉米,銅十字的歷史名聲是有保證的。
大約在這個(gè)時(shí)候,玉米項(xiàng)目搬到了德梅因北部的約翰斯頓新買的土地上。華萊士和兩個(gè)合伙人于1926年創(chuàng)建了Hi-Bred玉米公司。1935年改名為先鋒高育玉米公司。
除了是一個(gè)有遠(yuǎn)見(jiàn)的企業(yè)家,亨利-A-華萊士還是一個(gè)偉大的溝通者和推廣者,他在《華萊士農(nóng)民》雜志上對(duì)雜交玉米的不懈推廣對(duì)剛剛起步的雜交產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要。
先鋒公司在20世紀(jì)30年代采用的 '農(nóng)民-銷售員 '方法效果非常好,至今仍是北美各大公司銷售玉米種子的基礎(chǔ)。
亨利-A在1933年成為美國(guó)農(nóng)業(yè)部部長(zhǎng),從而結(jié)束了他與先鋒公司的直接合作。后來(lái),他從1941年到1945年在羅斯??偨y(tǒng)手下?lián)蚊绹?guó)副總統(tǒng)。在擔(dān)任部長(zhǎng)和副總統(tǒng)期間取得的其他成就中,亨利-A在洛克菲勒資助的墨西哥玉米和小麥改良項(xiàng)目(后來(lái)的CIMMYT)的創(chuàng)建中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
華萊士吸引了一些杰出的人才加入他的團(tuán)隊(duì),包括一個(gè)農(nóng)場(chǎng)男孩和剛從ISC畢業(yè)的雷蒙德-貝克,他于1928年加入先鋒公司。貝克在1933年成為玉米研究的負(fù)責(zé)人。
1969年我為約翰斯頓的一個(gè)研究職位進(jìn)行面試時(shí),有幸見(jiàn)到了貝克和作者比爾-布朗,后者當(dāng)時(shí)是研究部副總裁,后來(lái)成為先鋒公司總裁。(面試是在約翰斯頓地產(chǎn)上的一棟不起眼的三層紅磚樓里進(jìn)行的,這棟樓當(dāng)時(shí)是先鋒公司玉米研究項(xiàng)目的總部--與今天存在于那里的廣闊的先鋒公司研究園區(qū)相去甚遠(yuǎn))。我的采訪者還包括Don Duvick和Forrest Troyer,他們是兩位杰出的玉米育種家和行業(yè)領(lǐng)袖,在以后的日子里也是很好的聯(lián)系人。這對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)(盡管我沒(méi)有接受這份工作)。
如果不提及加斯特和托馬斯,關(guān)于先鋒育種公司的開(kāi)始的故事就不完整。羅斯威爾-加斯特是一位杰出的企業(yè)家,他在1930年說(shuō)服華萊士讓他在愛(ài)荷華州庫(kù)恩拉皮茲(距得梅因市西北約50英里)生產(chǎn)先鋒種子,并在愛(ài)荷華州西部和更西部的州銷售。(托馬斯是這個(gè)企業(yè)的一個(gè)小角色,他的股份很快就被加斯特收購(gòu)了)。這被證明是加斯特的一個(gè)金融金礦。這種情況一直持續(xù)到他1977年去世,先鋒公司收回了這些生產(chǎn)/銷售權(quán)。加斯特的兒子史蒂夫在1980年建立了加斯特種子公司;該公司在1985年賣給了帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司(ICI)。我聽(tīng)說(shuō)最初與羅塞爾-加斯特的安排的理由是,華萊士并不指望他的雜交種能賣到庫(kù)恩拉皮茲那么遠(yuǎn)的地方;因此,加斯特和托馬斯的企業(yè)并不指望能與得梅因/約翰斯頓的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。
加拿大先鋒公司有一個(gè)類似的開(kāi)始,最初的業(yè)務(wù)是一個(gè)農(nóng)民和商人,后來(lái)賣給了約翰斯頓的公司。我將在以后的專欄中寫(xiě)更多關(guān)于加拿大的聯(lián)系。
1972年左右,我還有幸訪問(wèn)了羅斯威爾(又名鮑勃)-加斯特和他在庫(kù)恩拉皮茲的各種業(yè)務(wù)。加斯特是一個(gè)非常豐富多彩、咄咄逼人、極富主見(jiàn)的人物,他因在蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人尼基塔-赫魯曉夫1959年訪問(wèn)愛(ài)荷華州時(shí)接待他而聞名全國(guó)。鮑勃-加斯特會(huì)讓唐納德-特朗普看起來(lái)像一朵壁花。
先鋒公司的玉米種子業(yè)務(wù)從一開(kāi)始就很有規(guī)模,但在20世紀(jì)70年代和隨后的幾年里,由于耐壓性和卓越的莖稈質(zhì)量而贏得了聲譽(yù),銷售才真正繁榮起來(lái)。這里有一個(gè)耐人尋味的互聯(lián)網(wǎng)話題,中西部的農(nóng)民描述了他們當(dāng)時(shí)為什么轉(zhuǎn)而使用先鋒的雜交種,而不是芬克的。
先鋒的成功至少可以歸功于三個(gè)因素。1)在育種中廣泛使用愛(ài)荷華硬莖綜合體,這是由愛(ài)荷華州立大學(xué)的美國(guó)農(nóng)業(yè)部育種師喬治-斯普拉格博士根據(jù)早期具有優(yōu)異莖稈質(zhì)量的近交種培育的特殊群體(參考這里),2)在北美玉米種植區(qū)的許多地方開(kāi)展了龐大的預(yù)發(fā)布雜交種測(cè)試計(jì)劃,以及3)由當(dāng)時(shí)的玉米研究主管唐-杜威克引入的獨(dú)特的三重復(fù)測(cè)試過(guò)程。后者包括一個(gè)以 '標(biāo)準(zhǔn) '植物密度種植的代表,一個(gè)每英畝少5000株的代表,以及一個(gè)多5000株的代表。我記得唐在1970年左右在芝加哥吃午飯時(shí)討論過(guò)這個(gè)問(wèn)題。(我試圖說(shuō)服他用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的代表和兩個(gè)超過(guò)5000株的代表--他拒絕了這個(gè)建議)。他顯然做出了一個(gè)明智的決定,為公司帶來(lái)了巨大的回報(bào)。1981年,先鋒公司成為北美玉米種子銷售的領(lǐng)導(dǎo)者,而且我認(rèn)為它在此后的大部分時(shí)間里一直處于領(lǐng)先地位。(在20世紀(jì)90年代末,它達(dá)到了加拿大玉米種子銷售量的67%,盡管之后這一比例有所下降)。
該公司于1970年改名為 '先鋒海博國(guó)際',并于1973年上市。這與公司的重大重組和在北美以外地區(qū)的擴(kuò)張相吻合,包括在法國(guó)的一個(gè)新的玉米育種項(xiàng)目。1995年,先鋒公司首次在紐約證券交易所公開(kāi)交易。1997年,杜邦公司購(gòu)買了20%的所有權(quán),1999年購(gòu)買了剩余的80%。在杜邦公司與陶氏公司于2017年合并為陶氏杜邦公司后,先鋒公司現(xiàn)在是新公司實(shí)體Corteva AgriScience的一個(gè)品牌名稱。
德卡布農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)
DeKalb是一家玉米種子公司,成立于1912年,是由伊利諾伊州北部的農(nóng)場(chǎng)組織DeKalb縣農(nóng)業(yè)局創(chuàng)建的DeKalb縣農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)。該協(xié)會(huì)的目標(biāo)是為其成員確保良好的種子質(zhì)量,這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)明顯的問(wèn)題。湯姆-羅伯茨被聘為縣代理,并擔(dān)任協(xié)會(huì)的經(jīng)理。該協(xié)會(huì)還雇用了查理-岡恩,他在隨后的玉米育種計(jì)劃中發(fā)揮了突出作用。
1923年,Roberts和Gunn邀請(qǐng)當(dāng)時(shí)的美國(guó)農(nóng)業(yè)部部長(zhǎng)Henry C. Wallace在協(xié)會(huì)活動(dòng)上發(fā)言(從華盛頓特區(qū)到得梅因的火車經(jīng)過(guò)DeKalb),Wallace分享了他對(duì)使用雜交種改良玉米的熱情。羅伯茨和岡恩在那年夏天開(kāi)始秘密進(jìn)行玉米近親繁殖,但直到五年后才告訴協(xié)會(huì)理事。這樣做顯然是為了不讓當(dāng)?shù)胤N子行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)者知道他們?cè)谧鍪裁础?/p>
DeKalb培育的新近交品種與Holbert在美國(guó)農(nóng)業(yè)部布盧明頓站提供的晚熟近交品種進(jìn)行雜交,培育出雙雜交品種。第一次生產(chǎn)商業(yè)種子是在1934年;那年的大旱意味著在75英畝土地上只生產(chǎn)了325蒲式耳的雜交種子。1935年這一小批種子的銷售代表了DeKalb首次銷售雜交玉米種子。他們沒(méi)有氣餒,1935年在310英畝的土地上生產(chǎn)了14,500蒲式耳,1936年生產(chǎn)了90,000蒲式耳。羅伯茨和岡恩的天才之處在于從一開(kāi)始就生產(chǎn)大量的雜交種子,并積極進(jìn)行廣告宣傳,特別是在農(nóng)場(chǎng)雜志《草原農(nóng)民》上。
這些廣告導(dǎo)致美國(guó)中西部地區(qū)的農(nóng)民紛紛要求購(gòu)買,包括與伊利諾伊州北部大不相同的成熟區(qū)。普渡大學(xué)著名的玉米育種師Ralph St. John被聘為DeKalb的玉米育種師,專注于長(zhǎng)季節(jié)成熟區(qū)。1938年在內(nèi)布拉斯加、愛(ài)荷華和印第安納建立了種子生產(chǎn)設(shè)施。1939年,第一批德卡布玉米在安大略省銷售。
1940年,中西部有400萬(wàn)英畝的土地種植了德卡布雜交種。1940年推出的雜交種DeKalb 404A在中部玉米帶大受歡迎,1947年售出的種子超過(guò)50萬(wàn)蒲式耳。緊隨其后的是XL45,這是一個(gè)較早成熟的雜交種,在20世紀(jì)60年代非常成功--當(dāng)克萊德-海特用它成為第一個(gè)在大片土地上平均每英畝產(chǎn)超過(guò)200蒲式耳的中西部農(nóng)民時(shí),它的名氣更大了。
從20世紀(jì)30年代中期開(kāi)始,DeKalb是美國(guó)最大的玉米種子銷售商,直到20世紀(jì)70年代被Pioneer公司超越。
DeKalb農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)在1968年更名為DeKalb AgResearch。1982年與輝瑞公司成立了合資企業(yè),命名為德卡布-輝瑞遺傳公司,1985年成為德卡布公司。1988年,種子部分被剝離出來(lái),命名為德卡布基因公司。(德卡布公司還對(duì)包括石油在內(nèi)的非農(nóng)業(yè)企業(yè)進(jìn)行了廣泛投資)。
孟山都公司于1996年收購(gòu)了德卡布公司40%的股份,其余的于1998年收購(gòu)。隨著孟山都在2018年完成對(duì)拜耳的收購(gòu),德卡布現(xiàn)在是拜耳的一個(gè)商標(biāo)名。
就個(gè)人而言,在20世紀(jì)70年代,我與DeKalb關(guān)系非常密切,當(dāng)時(shí)我們?cè)谒麄兾挥谝晾Z伊州北部的商業(yè)育種系統(tǒng)中聯(lián)合測(cè)試了我關(guān)于玉米近交系選擇的一些想法(當(dāng)時(shí)我是圭爾夫大學(xué)的一名作物生理學(xué)家)。雖然DeKalb公司確實(shí)贊助了我的幾個(gè)研究生,但我從未擔(dān)任過(guò)有償顧問(wèn)。當(dāng)DeKalb的研究管理發(fā)生重大變化時(shí),這一切就結(jié)束了--這是由市場(chǎng)份額被先鋒公司奪走而引發(fā)的--而我也離開(kāi)了圭爾夫大學(xué),為一個(gè)農(nóng)場(chǎng)組織工作--這都發(fā)生在20世紀(jì)80年代初。
萊斯特-普菲斯特和PAG
萊斯特-普菲斯特出生于1897年,14歲時(shí)輟學(xué)在伊利諾伊州的埃爾帕索附近務(wù)農(nóng),此后開(kāi)發(fā)了一套開(kāi)放授粉品種的產(chǎn)量測(cè)試比較系統(tǒng)。在那個(gè)時(shí)代,產(chǎn)量測(cè)試比較是非常不常見(jiàn)的;農(nóng)民通常根據(jù)果穗的特性來(lái)選擇下一年的種子--通常是在他們手工收獲自己的作物的果穗時(shí),也會(huì)從鄰居那里購(gòu)買種子果穗。(農(nóng)民通常會(huì)花更多的錢購(gòu)買還在穗子上的種子--而不是帶殼的--這樣他們就可以看到穗子的樣子)。在此基礎(chǔ)上,普菲斯特開(kāi)發(fā)了一個(gè)名為克魯格黃登的品種,在伊利諾伊州中部非常受歡迎。他于1925年開(kāi)始對(duì)克魯格進(jìn)行近親繁殖。
普菲斯特在大蕭條和1934年和1936年的干旱所造成的近乎破產(chǎn)的情況下掙扎,但他堅(jiān)持不懈,在1937年生產(chǎn)了37,000蒲式耳的雜交種子供銷售,一般使用美國(guó)農(nóng)業(yè)部在附近的布盧明頓站提供的近交品種。普菲斯特還受益于《生活》雜志的一篇專題報(bào)道所產(chǎn)生的一些全國(guó)性宣傳,該報(bào)道聲稱他是雜交玉米的發(fā)明者。他非常巧妙地利用這種宣傳來(lái)擴(kuò)大他的業(yè)務(wù)。
普菲斯特的生產(chǎn)和營(yíng)銷方法幾乎與德卡布的相反。普菲斯特認(rèn)識(shí)到他不可能為整個(gè)玉米帶生產(chǎn)和銷售有競(jìng)爭(zhēng)力的種子,所以他開(kāi)發(fā)了一個(gè)與種植者有關(guān)的系統(tǒng)--類似于芬克的系統(tǒng)--到1943年已經(jīng)發(fā)展得很好。事實(shí)上,這一年,特許種植者從普菲斯特家族手中購(gòu)買了母公司,成為一個(gè)名為普菲斯特聯(lián)合種植者的合作社。1967年,它成為W.R.Grace(一家化肥/化工公司)的P.A.G.部門。
1971或1972年,P.A.G.種子公司成為嘉吉公司的一個(gè)部門,1987年,品牌名稱改為嘉吉種子公司。然后在1998年被陶氏農(nóng)業(yè)科學(xué)公司收購(gòu),并與陶氏現(xiàn)有的品牌Mycogen合并,形成陶氏種子。2017年陶氏-杜邦合并后,它現(xiàn)在是Corteva Agriscience的一部分。
順便說(shuō)一句,當(dāng)我1972年開(kāi)始在圭爾夫附近耕作時(shí),我最早的兩個(gè)雜交種是PAG SX42和SX47。
公共玉米育種
在這篇文章中,我著重介紹了商業(yè)化雜交玉米的先驅(qū)者,而不是公共育種者。這一方面是為了簡(jiǎn)明扼要(認(rèn)識(shí)到文章無(wú)論如何都不會(huì)那么簡(jiǎn)短),另一方面是因?yàn)樗麄兊臍v史更有趣,而且不太為人所知。
然而,對(duì)公共育種者的作用給予肯定是很重要的。美國(guó)農(nóng)業(yè)部在1921年左右將其玉米研究工作轉(zhuǎn)為以玉米雜交種開(kāi)發(fā)為主導(dǎo),負(fù)責(zé)許多早期的近交種和雜交種。US13是最早的雜交種之一,由美國(guó)農(nóng)業(yè)部-布魯明頓的Holbert創(chuàng)造,但還有許多其他的雜交種。
伊利諾伊大學(xué)、康涅狄格州農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站、紐約長(zhǎng)島的卡內(nèi)基冷港實(shí)驗(yàn)室的工作,以及明尼蘇達(dá)大學(xué)、愛(ài)荷華州立學(xué)院和普渡大學(xué)的公共玉米育種都已被描述。但是美國(guó)中西部的其他贈(zèng)地項(xiàng)目也很早就建立了近交系和雜交種開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,包括俄亥俄州、內(nèi)布拉斯加州、密蘇里州和伊利諾斯州。
雜交種愛(ài)荷華939,也以其他名字出售,是早期的成功。1930年代末,它甚至在安大略省種植,盡管成熟期太晚,不能被認(rèn)為是適應(yīng)性的。
我要特別提到威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的諾曼-尼爾博士的玉米育種計(jì)劃。尼爾是新西蘭人,最初來(lái)到威斯康星州研究多年生牧草。然而,在亞歷山大-布林克博士(布林克因其在紫花苜蓿育種方面的先驅(qū)工作而聞名,但也從事玉米育種工作)的育種苗圃里做了一份臨時(shí)工作,以賺取一些所需的現(xiàn)金,從而導(dǎo)致了他對(duì)玉米的終身承諾。與尼爾的計(jì)劃密切相關(guān)的是A.M. Strommen在威斯康星大學(xué)Spooner研究站的相關(guān)玉米育種計(jì)劃,該計(jì)劃的雜交種早在1933年就已經(jīng)提供給農(nóng)民了。來(lái)自威斯康星州麥迪遜和斯普納的一些優(yōu)秀的早熟近交品種構(gòu)成了美國(guó)和加拿大大多數(shù)早期雜交種的基礎(chǔ)。事實(shí)上,對(duì)20世紀(jì)40年代初批準(zhǔn)出售給安大略省農(nóng)民的雜交種清單的檢查表明,幾乎所有的雜交種都來(lái)自威斯康星州,包括1937年種植的第一批已知的雜交玉米田。關(guān)于這一點(diǎn),我們將在今后的專欄中進(jìn)一步介紹。
雜交玉米的早期擴(kuò)展和干旱的意義
1930年后,在愛(ài)荷華州的帶領(lǐng)下,雜交玉米的種植面積穩(wěn)步增長(zhǎng),這在很大程度上得益于亨利-A-華萊士、華萊士農(nóng)民和愛(ài)荷華州立學(xué)院的推廣工作。然而,可能是1934年和1936年的干旱年造成了最大的推動(dòng)力。1934年的干旱是嚴(yán)重的,而且在整個(gè)中西部都很普遍,那一年雜交玉米的優(yōu)越抗逆性非常明顯。盡管1936年的干旱集中在更西邊的地方(在堪薩斯州等州完全是一場(chǎng)災(zāi)難,但在伊利諾伊州和東邊卻沒(méi)有那么糟糕),但它強(qiáng)化了1934年的教訓(xùn)。雜交玉米的耐旱性更強(qiáng)。
Richard Sutch(2010年)提出了令人信服的證據(jù),表明干旱比其他任何事情都要負(fù)責(zé),包括典型的異質(zhì)性產(chǎn)量提升,導(dǎo)致美國(guó)中西部的玉米種植面積在1940年之前主要轉(zhuǎn)化為雜交品種。
雜交玉米接受度的迅速擴(kuò)大導(dǎo)致了生產(chǎn)和銷售雜交玉米的公司數(shù)量的大量增加。美國(guó)農(nóng)業(yè)部在2004年完成的對(duì)美國(guó)雜交玉米產(chǎn)業(yè)并購(gòu)的審查表明,在20世紀(jì)30年代有190家公司生產(chǎn)和/或銷售雜交種子玉米。
衷心的感謝
在20世紀(jì)30年代,美國(guó)中西部地區(qū)的玉米平均產(chǎn)量約為每英畝30-40蒲式耳--與之前幾十年一樣。事實(shí)上,有觀點(diǎn)認(rèn)為,在美國(guó)的一些地區(qū),特別是東部的玉米帶,由于玉米病害和土壤退化的共同作用,這一產(chǎn)量呈下降趨勢(shì);到那時(shí),100年的耕作意味著土壤有機(jī)物含量的大幅減少。玉米病害的日益流行是1917年美國(guó)農(nóng)業(yè)部在布盧明頓的芬克農(nóng)場(chǎng)建立玉米研究站的原因。
有些人認(rèn)為,雜交技術(shù)帶來(lái)的產(chǎn)量效益被夸大了;也許,如果將同等數(shù)量的育種工作投入到開(kāi)放授粉品種的改良中,今天的優(yōu)異產(chǎn)量水平(典型的州平均每英畝170到200多蒲式耳)仍然會(huì)實(shí)現(xiàn)。但話雖如此,如果沒(méi)有雜交技術(shù)對(duì)玉米育種的利潤(rùn)刺激,以及農(nóng)民每年重新購(gòu)買種子的需要,這種情況是極不可能發(fā)生的。
請(qǐng)注意,在雜交玉米的早期,幾乎所有的近交種都是公開(kāi)的,如果農(nóng)民選擇生產(chǎn)自己的雜交玉米種子,他們就有權(quán)這樣做。事實(shí)上,很少有人這樣做,在那些人中,許多人后來(lái)發(fā)展了自己的雜交玉米種子公司。
多年來(lái),美國(guó)和加拿大的小型玉米種子公司數(shù)量龐大。這些公司中的大多數(shù)都會(huì)銷售從公開(kāi)的近交系中生產(chǎn)的雜交種,這意味著同樣的雜交種可以從許多不同的供應(yīng)商那里獲得。由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的原因,現(xiàn)代商業(yè)的幾乎每個(gè)領(lǐng)域的公司數(shù)量都在減少,而且現(xiàn)在幾乎所有的玉米育種都是由私人公司完成的,所以現(xiàn)在的情況并不真實(shí)。
雜交玉米是北美乃至全球的一個(gè)了不起的成功故事。(toyard.blog)
Acknowledgements and Reference Material
In addition to the links provided below, I thank the following individuals for their help in providing key references and links thereto:
Karen Daynard, Dr. Greg Edmeades, Dr. Gustavo Garcia, Dr. Peter Hannam, Daniel Hoy, Dr. Bruce Hunter, David Morris, Dr. Raymond Shillito, and Dr. Stephen Smith.
If you spot anything in this article which is factually incorrect, please contact me at TerryDaynard@gmail.com, so that the correction can be made. Thanks.
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