張華 張婷 陳虹
摘 要:目前青貯玉米育種技術(shù)得到了改進,雖然取得了一定的發(fā)展成果,但還有很多不足。本文主要以青貯玉米作為研究對象,通過不同條件,細化分析育種研究工作的進展情況,探究青貯玉米育種的發(fā)展趨勢,提升玉米的產(chǎn)量,助力我國玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
關鍵詞:評價指標;現(xiàn)代化農(nóng)業(yè);青飼作物;農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)
我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)運行階段中,青貯玉米的地位十分明顯,能夠為社會供應飼料、工業(yè)原料等,促進了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,是一項不可或缺的優(yōu)質(zhì)飼料來源。近幾年,糧改飼政策深入實施,結(jié)合山西省農(nóng)牧項目情況,青貯玉米獲得了廣泛應用,然而在育種工作中存在著品種落后單一等問題,制約了我國玉米的發(fā)展。為了提升玉米的產(chǎn)量和品質(zhì),進行青貯玉米育種研究進展分析極具必要性。
1基于青貯玉米分析其特征特性、評價指標
1.1對比分析青貯玉米與普通玉米
與普通玉米進行比較,青貯玉米的特點明顯。首先,具有不同的收獲物,青貯玉米長成之后,整體植株高大,通常高度為2.5~3m,最高可以達到4m,植株與植株之間比較茂密,主要收獲全株生物鮮重,而對于普通玉米,主要收獲粒子。其次,收獲時間存在差異,關于青貯玉米,它的最優(yōu)收獲時間需要察看玉米狀態(tài),一般為籽粒乳熟到蠟熟前的階段,而普通形式的玉米,只要看到籽粒乳線全部消失,出現(xiàn)黑色層,這時就可以開展收取工作。再次,在產(chǎn)品與品質(zhì)方面,兩者具有不同的要求。青貯玉米主要用來制作質(zhì)量優(yōu)良的飼料,這就需要嚴格要求果穗結(jié)實性,同時應該具備高含量的淀粉,在生物產(chǎn)量方面的要求也比較高,投喂草食牲畜后會提升它們的消化吸收能力。對于普通形式的玉米,其籽粒品質(zhì)要高,更加注重其產(chǎn)量[1]。
1.2青貯玉米的類型和特點
基于青貯玉米,從其特征特性、用途來看,可以進行具體分類。第一種類型為青貯專用形式,當適宜收獲的時間來到時,收獲全株玉米,同時執(zhí)行粉碎操作,經(jīng)歷過青貯發(fā)酵處理之后,就可以形成飼料,這樣的玉米不僅符合草食牲畜的食用標準,同時生物產(chǎn)量相對比較高,如青貯23、北農(nóng)青貯208等。第二種類型為糧飼通用形式,它是一種多用型青貯玉米,不僅整體的籽粒產(chǎn)量高,具有高品質(zhì)的飼用性,還可以根據(jù)糧用玉米、青貯玉米發(fā)展調(diào)整應用模式。第三種類型為飼草形式,充分應用秸稈和葉片,為家畜供應能量,而且可以在海拔較高的區(qū)域種植。從現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的狀態(tài)來看,選擇青貯玉米品種時,應該主要采用前兩種,飼草型作為輔助形式。
1.3評價指標分析
設定好育種目標,利用評價指標,與此同時,深層考慮產(chǎn)量、品質(zhì)兩大方面。分析產(chǎn)量的高低時,需要研究3項指標,一方面需要在單位面積中考慮鮮質(zhì)量,然后研究含水量,或者考慮干物質(zhì)含量,還需要掌握單位面積干質(zhì)量。進行品質(zhì)鑒定時,應該考慮粗蛋白、淀粉等物質(zhì)的具體含量,分析木質(zhì)素含量,考慮離體消化力等方面。針對青貯玉米,如果想要提升它的產(chǎn)量和品質(zhì),就要合理查看玉米果穗這一內(nèi)容,利用干質(zhì)量進行計算,細致分析果穗質(zhì)量,占據(jù)了整體植株的一半,通過果穗占據(jù)比重實現(xiàn)全面化分析,比重占據(jù)得越多,說明青貯玉米品質(zhì)更加具有優(yōu)勢。所以,應該致力于改善玉米特性,從生物產(chǎn)量著手,發(fā)揮好品質(zhì)潛力,增加引進力度,合理研究外來種質(zhì),讓育種方法不斷趨于完善,發(fā)揮現(xiàn)代生物技術(shù)的功效,適當使用常規(guī)形式的育種方式,探究市場的真實需求,選育出符合需要的品種,同時還應該看果穗,選擇大果穗,保證葉片繁茂,生育時間應該適中,研究品質(zhì)良好并具有超強抗性的品種。
2當前我國青貯玉米育種工作的狀態(tài)
2.1青貯玉米育成品種
從我國的青貯玉米育種工作中可以看出,整體起步比較晚,基于青貯玉米用途與價值的重要性,我國逐漸重視青貯玉米育種工作,在國家科技攻關內(nèi)容中,將其規(guī)劃于此行列,先后取得了良好成果,育成了不同的青貯玉米品種,比如,遼原1號、科青1號等。2002年,國家在局部區(qū)域開展試驗,一直到2017年,經(jīng)過審定的青貯玉米數(shù)量達到了28個,除了桂青貯1號、錦玉青貯28,其他都屬于單交種的形式。
2.2自交系雜種優(yōu)勢群類型
為了構(gòu)建雜優(yōu)模式,需要自交系雜種優(yōu)勢群,展開此群的劃分工作,以提升育種的效率。對于青貯玉米,在品種審定期間,從給予的親本自交系來源入手,應用系譜法,需要做好28個品種的研究工作,為它的50個親本自交系帶來保證,以達到雜種優(yōu)勢群劃分形式,可以看出,在溫熱I群中,具有16個自交系,占比較大,為28.6%,最少的為高油類群,只有2個系,占比為4.0%。
2.3山西青貯玉米育種工作
青貯玉米作為山西省現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)飼草品種之一,2021年播種面積達到了159.3萬畝。但是從山西青貯玉米發(fā)展時間來看,無論青貯玉米的培育工作,還是推廣工作,整體起步都比較晚。為了滿足當前社會的發(fā)展趨勢,適應市場需求,需要進行新品種的培育,做出正確調(diào)整。以市場需求為導向,在實行育種技術(shù)時,加以分子標記作為輔助手段。在培育青貯玉米方面,對核心自交系進行準確鑒定,選擇品質(zhì)優(yōu)良的自交系,進行多點鑒定,選育出符合山西地區(qū)特點的雜交種子。以農(nóng)玉66為例進行分析,在選育過程中,2014年農(nóng)業(yè)科學院開始選取海南為試驗基地,其中的母本、父本分別為A18、B11457,經(jīng)過測配形成農(nóng)玉66。2015年,選擇了榆次東陽試驗基地,進行初級階段的鑒定工作;2016年,在太原等地區(qū)進行試驗,整體性能比較優(yōu)良,產(chǎn)量較高;2017~2018年,基于青貯玉米品種,展開品種比較試驗;2019~2020年,分別參與了自主區(qū)域試驗、品種聯(lián)合試驗工作,并且執(zhí)行同步生產(chǎn)試驗,在不同的時間內(nèi),這一品種都具有良好的生物產(chǎn)量、保綠性等;2021年,經(jīng)過審定之后,確立了審定編號。
3基于青貯玉米育種探究其在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的地位
3.1推動青貯玉米的發(fā)展步伐,為畜牧業(yè)發(fā)展提速
我國的天然草原面積近4 億hm2,它在我國總國土面積中所占的比例為42%左右。近年來,草原逐漸退化,研究發(fā)現(xiàn)近九成可以利用的草原出現(xiàn)了明顯的退化現(xiàn)象,飼草資源逐漸減少。因為各地區(qū)的青飼作物產(chǎn)量比較低,營養(yǎng)成分也不全面,所以青貯玉米的作用至關重要,它能夠推動畜牧業(yè)發(fā)展提速,解決青飼料不足問題[2]。
3.2發(fā)展青貯玉米,讓環(huán)境污染問題有所減少
當前,普通玉米種植量比較大,但是它具有營養(yǎng)價值單調(diào)、品質(zhì)不高的問題,加上秸稈的利用率較低,在很多地區(qū)主要以焚燒的方式為主,對環(huán)境產(chǎn)生極大的不利影響。因此,需要利用較短的時間,選育出適應我國發(fā)展的青貯玉米品種,帶動玉米加工方式提升和青貯玉米種植量增加,提高秸稈的利用率,生產(chǎn)更多的畜牧產(chǎn)品,比如肉類、蛋類、奶類等,推動農(nóng)牧業(yè)不斷發(fā)展起來,將玉米育種中需要解決的問題處理掉,有序調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),帶動農(nóng)民增收。
4基于青貯玉米選育,探究技術(shù)路線與方法
4.1分析生物產(chǎn)量、營養(yǎng)成分,為育種工作提供參考
對于青貯玉米品種,要想評定品質(zhì)優(yōu)良屬性,不僅體現(xiàn)在產(chǎn)量上,還要保證營養(yǎng)成分。要想達到品種的理想狀態(tài),所選品種應該具有高產(chǎn)量的生物性,營養(yǎng)成分含量要豐富,同時具有較強的抗性作用等。針對于上述情況,應該在選育雜交種環(huán)節(jié)中,合理考慮產(chǎn)量,選擇品質(zhì)優(yōu)良的品種,這樣才能更加貼近預期[3]。
4.2從專用型育種技術(shù)的角度,對路線與育種方法進行分析
在青貯專用型玉米這一形式中,可以依據(jù)器官的差異化,分為高大單稈型和分蘗多穗型,其育種形式依然存在較大的發(fā)展空間。以分蘗多穗型品種為例,通常選用普通玉米作為自交系的母本,選用爆裂型玉米作為父本進行培育,還有一部分其選育過程比較特別,親本作物選用熱帶資源。所以,關于育種技術(shù)路線和方法,可以廣泛利用各種有效作物,運用常規(guī)形式的育種方式,結(jié)合先進實驗室的分析檢測技術(shù),合理使用種質(zhì)資源,培育符合要求的新品種。一般情況下,選育玉米種子時,應開展鑒定、評比工作,進行區(qū)域性試驗,最后落實審定工作,保證其符合本地的生長發(fā)育特點,發(fā)揮專用型育種技術(shù)的作用。
4.3青貯玉米的育種方法
4.3.1廣泛收集種質(zhì)資源
全面收集種質(zhì)資源,建立新的雜種優(yōu)勢群。我國的育種工作起步比較晚,所以未能充分利用并保存好種質(zhì)資源,這導致品種庫整體更新速度緩慢??梢酝ㄟ^鑒定、篩選工作,對種質(zhì)資源進行改良創(chuàng)新,利用優(yōu)良種質(zhì),改善玉米種質(zhì)資源缺乏的狀態(tài),提升飼料玉米育種工作的執(zhí)行力。近年來,不同學者對bm3型玉米做了大量的研究,發(fā)現(xiàn)該型玉米本身營養(yǎng)價值較高,在木質(zhì)素方面,整體含量比較低。然而,在bm3型雜交種中,籽粒產(chǎn)量比較低,長勢不良,不能良好地應對抗倒問題,嚴重制約了它的廣泛應用。一些育種人員嘗試構(gòu)建bm3基因庫,研究適應性較強的品種,從中尋找bm3的修飾基因,控制不利于此玉米生長的性狀,但是一直未能成功。在育種方面,在優(yōu)良玉米種質(zhì)里,將bm3正確導入進去,是可以培育出性能改善的品種的。所以說,這一玉米種質(zhì)具有發(fā)揮潛力的空間。
4.3.2選擇雜交種
良好的青貯玉米品種,需要結(jié)合多項指標進行選擇,比如,消化率、抗性等,深層研究青貯玉米品質(zhì)性狀,找出具體的遺傳規(guī)律,增加選擇執(zhí)行力,主要查看結(jié)實性、綜合抗性,選取熱帶、亞熱帶形式,結(jié)合溫帶品種,實行雜交處理,構(gòu)建新的雜種優(yōu)勢群,短時間內(nèi)選擇出適宜的雜交種。盡量最大化應用當?shù)刈匀毁Y源,在青飼預期收獲階段,審查選擇品種的生育時間段,保證兩者可以匹配,最終選擇出青貯雜交種,這樣將會得到具有較高水平的飼草產(chǎn)量。
4.3.3加大新技術(shù)研究力度
應用分子生物技術(shù),構(gòu)建效率高的技術(shù)體系,主要運用分子標記輔助形式,深入發(fā)掘新型基因,找到耐旱等品質(zhì)優(yōu)良的基因,獲取到分子標記,整合期望性狀,將其導入到合適的雜交種中。利用新型技術(shù),探究特別的優(yōu)良屬性,最大化地提升玉米品質(zhì)。當前,有關研究人員利用多種環(huán)境進行重復檢測,找到可以控制玉米木質(zhì)素含量的物質(zhì),發(fā)現(xiàn)了緊密連鎖的分子標記,期望從分子角度找到木質(zhì)素含量的有關內(nèi)容,深層表明其中的遺傳機理。
4.4從雜交種中分析品比試驗及評價
品比試驗過程中,當選擇高大單稈型時,可以選擇中北410、412,對于分蘗多穗型,可選用瑞德2號,也可選用SAUMZ1。觀察兩年來的產(chǎn)量結(jié)果,分析生物產(chǎn)量效果最好的品種,主要在SAUMZ1上有所體現(xiàn),與中北進行比較,產(chǎn)量有所增加。從總體情況來看,分蘗常綠型具有較高的生物產(chǎn)量,但是,由于它不抽穗,基本上沒有籽粒,導致營養(yǎng)成分含量不高;關于分蘗多穗型的品種,觀察單株植物,體現(xiàn)出較多的果穗,生物產(chǎn)量也比較高,帶有大量籽粒,其營養(yǎng)成分含量也處于較高的水平;在高大單稈型品種中,生物產(chǎn)量比較低,但其營養(yǎng)成分偏高。這幾種類型各自具備優(yōu)勢,需要根據(jù)不同的條件,選取相應的品種進行種植,展現(xiàn)出優(yōu)良的品質(zhì)效果。
5青貯玉米發(fā)展趨勢與相關建議
5.1發(fā)展畜牧業(yè),青貯玉米發(fā)揮了不可缺少的作用
當前,縱觀農(nóng)牧業(yè)發(fā)達國家的發(fā)展情況,依據(jù)總體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)值,畜牧業(yè)占據(jù)了將近80%,丹麥國家高達90%,而我國相對比較少,比例不到40%。我國屬于農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)正在大力調(diào)整,同時帶動畜牧業(yè)得到了快速發(fā)展,當前需要緊急處理的問題是,選育出青貯飼料專門應用的玉米新品種。農(nóng)業(yè)部根據(jù)這一發(fā)展需求,啟動多個省份的試點工作,使得人們的生活水平有所提高,特別是在肉類、蛋類等方面,需求量明顯增多,青貯玉米的發(fā)展勢在必行。
5.2推廣青貯玉米提升了經(jīng)濟效益,有助于緩解環(huán)境污染
根據(jù)實際情況,比較生產(chǎn)籽粒玉米,進行青貯玉米生產(chǎn)可以有效增加營養(yǎng)物質(zhì)。對這兩種玉米進行同期播種,保證同樣的栽培管理等條件,分析籽實玉米的產(chǎn)量,大約為 7t/hm2,而對于青貯玉米,數(shù)值上可達到 47t/hm2。通過計算具體的營養(yǎng)價值,對于青貯玉米、籽實玉米,分別取1hm2,前者與后者比較起來,多產(chǎn)了3333個飼料單位,另外,可消化蛋白質(zhì)也呈現(xiàn)出多產(chǎn)的效果。關于青貯玉米品種,如果是糧飼通用型,可以對收獲形式、內(nèi)容進行調(diào)整。當籽粒效益高時,收取籽粒,把握好青貯效益;當處于較高水平時,可以作為青貯材料,避免了其他利用風險產(chǎn)生。將品種符合的玉米秸稈處理好,經(jīng)過青貯后,用作動物的飼料,可以有效提升它們的消化率,使其可以達到60%~70%。當前,普通玉米的營養(yǎng)價值未能得到有效的利用,在很多地區(qū),玉米秸稈會實行焚燒處理,不僅造成了浪費,還會產(chǎn)生環(huán)境污染問題。因此,應該利用較短的時間進行種子選育,提升玉米的品質(zhì),讓青貯玉米品種可以符合我國的種植要求,保證秸稈得到充分應用。
5.3以國家政策為導向,增加青貯玉米的發(fā)展空間
研讀國家發(fā)布的文件,深入實際調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),為飼草業(yè)的發(fā)展增添活力,重視飼草的種植,結(jié)合種養(yǎng)模式,開展具體化的試點工作,協(xié)調(diào)糧食等三元結(jié)構(gòu)。農(nóng)業(yè)部開展試點工作時,可以在國家多個地點執(zhí)行,主要發(fā)展全株青貯型,保證草畜達到合理的配套水平。在試點中,設立好目標任務,政府給予政策性支持,實行財政補貼。通過政策發(fā)揮保障作用,出臺有助于飼草產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)有機增長的文件,更好地緩解生態(tài)環(huán)境壓力。
在育種工作中,為了緩解品種落后推廣不足等問題,要不斷研究青貯玉米新品種,提升玉米的品質(zhì),增加玉米的產(chǎn)量,保證其可以符合我國的種植要求。
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