陳保國(guó),白永新,張潤(rùn)生,李 鵬,郭 盛
(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所,山西忻州034000)
玉米是山西省第一大糧食作物,種植面積逐年增加,2010 年已達(dá)到154.9 萬(wàn)hm2。玉米單產(chǎn)也從1980 年的3 000 kg/hm2上升到2010 年的5 400 kg/hm2,增幅達(dá)75%,為山西的糧食安全作出了非常大的貢獻(xiàn)[1-2]。隨著玉米產(chǎn)量的不斷提高,玉米品質(zhì)也越來(lái)越受到關(guān)注。為追求產(chǎn)量的最大化,以前所選育的玉米新品種大多數(shù)生育期長(zhǎng)、馬齒型、果皮厚、脫水慢,淀粉、粗蛋白、粗脂肪和賴氨酸含量均沒(méi)有達(dá)到專用型玉米的水平,不能滿足玉米深加工的要求[3-5]。
筆者對(duì)在2006—2010 年山西省科研單位培育且通過(guò)山西省品種審定委員會(huì)審定的普通玉米新品種的品質(zhì)進(jìn)行分析,旨在明確山西玉米品質(zhì)育種的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題,進(jìn)而引起育種家對(duì)品質(zhì)育種的重視,以期對(duì)玉米育種工作有所幫助。
“十一五”期間,山西省44 個(gè)科研單位、公司選育并通過(guò)審定的普通玉米新品種共112 個(gè)。從表1 可以看出,“十一五”期間所審定的品種以中晚熟最多,占審定品種總數(shù)的51.8%;其次是春播早熟品種,占22.3%;特早熟品種最少,只有6.3%,這與山西省相應(yīng)生態(tài)區(qū)的播種面積相同。
表1 山西省“十一五”審定玉米品種概況
由表2 可知,山西省近年選育的普通玉米新品種中淀粉、粗蛋白、粗脂肪、賴氨酸、容重、馬齒型、半馬齒型、半硬粒型和硬粒型5 a 的平均值分別為73.56%,9.56%,4.39%,0.283%,746.93 g/L,3.1%,45.2%,19.9%和1.8%,其變化幅度分別為72.84%~74.40%,9.15%~9.85%,4.04%~4.66%,0.281%~0.284%,718.19 ~785.37 g/L,17.9%~57.1%,28.6%~67.9%,14.2%~25.0%和0~5.3%。
表2 “十一五”山西審定的普通玉米品種品質(zhì)指標(biāo)分析
從圖1 可以看出,5 a 間普通玉米新品種淀粉含量的平均值呈先升后降的態(tài)勢(shì),2008 年達(dá)到最高,為74.40%,2010 年最低,為72.84%,相差1.56 百分點(diǎn),雖然相差不大,但也說(shuō)明山西省近幾年育成的玉米新品種淀粉含量有所下降;粗蛋白含量除了2007 年有所提高外,其他年份都在下降,2007 年最高,為9.85%,最低的2010 年比2007 年下降了0.70 百分點(diǎn)。總體上,淀粉和粗蛋白含量都有一個(gè)明顯的下降趨勢(shì),這應(yīng)該引起大家的重視。
從圖2 可以看出,粗脂肪含量出現(xiàn)一個(gè)明顯的起伏,2007 年比2006 年下降了0.21 百分點(diǎn);而2008,2009 年相對(duì)較高,分別達(dá)到4.66%和4.64%;2010 年達(dá)到最低,為4.04%。5 a 普通玉米容重有一個(gè)很大的變化,從2006 年一直下降,到2008 年達(dá)到最低,為718.19 g/L;而2009 年達(dá)到最高,為785.37 g/L,相差67.18 g/L,說(shuō)明最近幾年新種質(zhì)資源的引進(jìn),對(duì)普通玉米容重的改變非常大。
對(duì)2006—2008 年賴氨酸含量(表2)分析得出,其含量基本維持在0.283%左右,變化不大。
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種栽培研究所曾對(duì)128 份玉米樣品進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,我國(guó)玉米全籽粒中平均含量為淀粉72.0%、蛋白質(zhì)9.6%、脂肪4.9%[6]。山西省2006—2010 年選育品種的平均含量為淀粉73.56%、蛋白質(zhì)9.56%、脂肪4.39%,說(shuō)明山西省玉米品種淀粉含量有所提高,蛋白質(zhì)含量基本持平,脂肪含量有所降低。
從表2 可以看出,2006—2010 年馬齒型和半馬齒型品種占絕大部分,2006 年這2 種粒型的品種所占比例達(dá)到最高,為85.8%,但是從發(fā)展來(lái)看,半硬粒型和硬粒型品種所占比例逐年增加,分別為14.2%,14.3%,25.0%,26.4%,28.6%,說(shuō)明品種的粒型選育越來(lái)越受到育種者的重視。
玉米生產(chǎn)的發(fā)展要滿足市場(chǎng)對(duì)飼料、食品、玉米工業(yè)等方面的需求,則既要提高單產(chǎn),又要改善品質(zhì),而改變玉米品質(zhì)對(duì)滿足各方面的市場(chǎng)需求有很大潛力。若普通玉米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)能達(dá)到全國(guó)平均值,即淀粉含量72.0%,蛋白質(zhì)含量9.6%,脂肪含量4.9%,將會(huì)為飼料加工業(yè)降低成本,同時(shí)也將促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展,增加農(nóng)民收入,可為玉米生產(chǎn)走向良性循環(huán)提供條件[7-8]。玉米工業(yè)的大宗產(chǎn)品是玉米淀粉、玉米油、玉米蛋白粉,而隨著我國(guó)人均收入和生活水平的逐步提高,人們的食物消費(fèi)向營(yíng)養(yǎng)和健康的方向發(fā)展,玉米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)越來(lái)越受到人們的重視。
提高普通玉米的品質(zhì),應(yīng)著力在幾方面采取措施。在調(diào)整選育目標(biāo)的基礎(chǔ)上,利用先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行品質(zhì)鑒定,引進(jìn)優(yōu)良血緣種質(zhì),采用常規(guī)技術(shù)手段與分子標(biāo)記、單倍體技術(shù)相結(jié)合,合成適應(yīng)不同條件的基因圃和優(yōu)質(zhì)群體作為育種素材,選育品質(zhì)優(yōu)良的自交系[9];研究簡(jiǎn)單遺傳的修飾基因,以加速材料的穩(wěn)定,縮短育種年限;用高含量自交系改良低含量自交系時(shí),應(yīng)在低代選育其他性狀,高代選擇淀粉、蛋白質(zhì)和賴氨酸含量,脂肪含量指標(biāo)不宜過(guò)高,否則會(huì)加大實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量目標(biāo)的難度[10-11];提高品種粒型選擇的意識(shí),選育生育期適中的品種,以解決以往馬齒型、果皮厚、脫水慢、收獲時(shí)含水量偏高的問(wèn)題;在審定玉米新品種中注重審定那些品質(zhì)優(yōu)良的品種,在北方春玉米區(qū),改晚熟馬齒型品種為半馬齒型品種,并加大半硬粒和硬粒型品種的推廣力度,有效利用氣候條件,促使養(yǎng)分的合成與積累,達(dá)到提高品質(zhì)的目的;注重品質(zhì)改良的同時(shí),注意改良農(nóng)藝性狀和抗逆性。
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