熱帶玉米種質在西南山地糧飼兼用型玉米創新研究中的應用

陳文俊　鄭　陽　楊　華

摘要簡要闡述了選育推廣糧飼兼用型玉米的重要意義、西南山地兼用型玉米育種創新實踐及熱帶種質在糧飼兼用型玉米品種創新中的利用價值,以期為西南山地糧飼兼用型玉米的育種創新提供理論依據。

關鍵詞糧飼兼用型玉米;熱帶種質;育種創新;西南山地

中圖分類號S513文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)19-0064-02

玉米是全球第三大主要糧食作物,集糧、經、飼于一體,是發展畜牧業的支撐作物,被譽為“飼料之王”。近年來伴隨玉米乙醇汽油及食品加工業的發展,國際國內市場玉米供不應求矛盾突出,加劇了糧價上揚。作為重要的生物能源和工業原料,玉米“黃金”般的價值及其在國家經濟建設中的戰略地位日益彰顯。

1加快創新選育推廣糧飼兼用型玉米的意義

我國是世界上第二大玉米生產國,近年來玉米播種面積逐年擴大,玉米極具潛力發展成為我國第一大糧食作物。糧飼兼用型玉米選育及開發研究已引起國內外學者、同行的廣泛重視。

糧飼兼用型玉米,即在玉米籽粒成熟時莖葉持綠清秀,在獲得玉米高產籽粒的同時,又可收獲大量優質玉米莖葉供畜牧直接飼用或作青貯原料的一類兼用型雜交玉米。其突出特點是玉米活稈成熟,籽粒產量不低于普通粒用玉米,而莖葉可作草食牲畜新鮮優質飼料,也可作生物質能源進行氣化發電或提取乙醇汽油。據專家測算,種植糧飼兼用型玉米,果穗收獲后可產20～25t/hm²青飼秸稈,按每頭牛每天喂30kg和育肥期90d計算,可供短期育肥牛8～10頭的需要。以1頭育肥牛凈利400元估計,糧飼兼用型玉米秸稈可額外增加利潤3 200～4 000元/hm²,其社會效益、經濟效益十分明顯;同時通過畜牧轉化,避免了玉米秸稈焚燒帶來的空氣污染,具有良好的生態效益。在面臨“人畜爭糧”、“人畜爭地”的雙重壓力下,選育推廣糧飼兼用型玉米,是平衡解決這一矛盾最經濟有效的根本途徑。

西南山地玉米區是全國三大玉米主產區之一,其播種面積占全國的20%。由于單產偏低(4 500kg/hm²),總產不足(占全國玉米總量的15%),畜牧對玉米消耗量大,玉米供不應求的矛盾突出,市場缺口約占1/3,是全國商品玉米凈調入區。發展牛、羊等草食牲畜優勢產業是西南貧困山區脫貧致富的重要途徑,然而因草地石漠退化加重,致使載畜量下滑,“草源”匱乏已成為畜牧業發展限制因子。為此,選育適合本生態區推廣種植的高產優質糧飼兼用型玉米新品種已成為亟待解決的重大課題。因此,選育推廣糧飼兼用型玉米對促進畜牧業協調發展和保障糧食安全、振興新農村經濟均具有重要的現實意義。

2西南山地糧飼兼用型玉米育種創新實踐

重慶市農科院根據市場發育需求,及時調整、制定新的育種目標,于2001年正式啟動山地玉米糧飼兼用型新品種創新研究,通過直接利用低緯度地區(主要是泰國)熱帶玉米種質材料進行玉米新自交系培育,采用熱帶玉米種質×溫帶玉米高配合力種質的雜種優勢模式,經多年試驗研究選育出渝單25、渝單27、渝單31(S3505)、S3605、S3728等一批莖葉清秀、活稈成熟的優質糧飼兼用型玉米新品種新組投產應用,成功探索出一條高產優質糧飼兼用型玉米新品種選育新途徑,為促進該區域糧食生產和畜牧業平衡發展提供了有力技術支撐。

3糧飼兼用型玉米渝單25號選育研究

3.1品種來源及選育經過

渝單25號(代號S3405)是重慶市農科院以自育自交系渝38為母本,以自育自交系渝35為父本雜交,經6年研究選育而成的糧飼兼用型青貯雜交玉米新品種。母本渝38是重慶市農科院以泰國熱帶玉米種質“泰群”為基礎材料,采用系譜法經7年11代定向自交純化、單穗留種選育而成的中熟、中稈、硬粒型自交系。父本渝35是重慶市農科院1998年用溫帶玉米種質渝單3號(3189×NY75)為基礎材料,經多代定向自交選育而成中熟、半硬粒型自交系。經多年多生態試驗研究,渝單25號表現高產、質優、耐瘠、多抗、適應種植區域廣等特點,具有中熟、中稈、莖葉清秀、活稈成熟、大穗、半硬粒等優良綜合農藝性狀。于2005～2006年參加重慶市區試,2006年通過重慶市區試、重慶市生產試驗,2007年1月通過重慶市農作物品種審定委員會審定命名。2006年參加廣西預備區試和云南預試,2007年提升參加廣西區試,2008年參加廣西生產試驗,2009年4月通過廣西區農作物品種審定委員會審定命名。

3.2產量表現

2004年參加重慶市農科院品比及多點試驗,比對照雅玉2號顯著增產。2006年參加廣西預備區試平均產量8 490 kg/hm²,比對照桂單22增產9.0%。2006年參加云南預試平均產量9 834kg/hm²,較對照興黃單892增產8.7%。2005～2006年參加重慶市區試(山區組)平均產量8 327kg/hm²,比對照雅玉2號增產14.24%,比對照渝單8號增產6.57%,2007年晉升參加廣西自治區玉米區試,2007年春秋兩季平均產量7 819.5kg/hm²,比對照種桂單22號增產8.6%,在12個參試種中排第1位。2006年參加重慶玉米生產試驗5個試點平均產量8 516kg/hm²,比對照雅玉2號增產18.82%,比對照渝單8號增產6.06%。2006～2008年在重慶、廣西示范種植150hm²,在百年未遇的特大干旱和陰雨寡照極端氣候的考驗下,均表現高產穩產,莖葉清秀,抗病,飼喂牛羊等草食牲畜效果好。

3.3營養品質

3.3.1籽粒品質。2006年經農業部谷物品質監督檢驗測試中心測定,籽粒容重748g/L,水分9.7%,粗蛋白10.96%,粗脂肪4.18%,粗淀粉70.57%,賴氨酸0.36%,品質達到國家一級商品玉米標準。

3.3.2莖葉品質。經重慶畜牧科學研究院質檢中心檢測,在玉米籽粒成熟時,渝單25號莖葉初水含量為55.66%,淀粉含量19.06%,水溶性糖含量169.74mg/g,分別比渝單8號高47.68%、0.8%、110.09mg/g,而粗纖維含量低,比渝單8號低10.67%,表明渝單25莖葉品質較優。

4熱帶玉米種質在糧飼兼用型玉米品種創新中的利用價值

玉米熱帶種質起源于赤道附近低緯度地區,與溫帶玉米種質構成玉米的兩大骨干核心種質。在長期進化中,玉米熱帶種質形成了Suwan、Tuxpeno、ETO等眾多的種族,具有廣泛豐富的遺傳變異,擁有抗逆性強、根系發達、葉片濃綠、持綠期長,籽粒品質優等遺傳特性,具備玉米溫帶種質所不具備的許多優良性狀,尤其是開花后葉片光合持綠期長、抗病、耐旱。玉米熱帶種質與溫帶種質遺傳距離遠、在性狀上互補性強,在玉米遺傳改良研究具有較大的遺傳增益潛力和獨特利用價值。發掘利用熱帶亞熱帶玉米種質資源,拓寬現有玉米種質基礎,已成育種家的共識。玉米熱帶種質的引進與改良利用,是科學家解決世界玉米主產區(在溫帶)遺傳基礎狹窄問題的有效途徑。Suwan1種質與我國玉米四大種質類群代表系(黃早四、M017、478、丹340)有較強優勢,其中Suwanl×Reid模式已被國內育種家廣泛應用,并在生產上發揮了較大作用。

上述育種實踐表明,以熱帶玉米種質為基礎直接選育新自交系,采用熱帶玉米種質×溫帶玉米高配合力種質的雜種優勢模式,是創新選育西南山地高產優質糧飼兼用型玉米新品種的一條有效育種新途徑,熱帶玉米種質是培育山地糧飼兼用型玉米品種的骨干優勢群。

5參考文獻

[1] 劉紀麟.玉米育種學[M].北京:中國農業出版社,2002.

[2] 陳文俊.中國西南地區玉米生產和雜種優勢利用現狀及對策[J].玉米科學,2005(S1):5-6.

[3] 彭澤斌.我國糧飼兼用型玉米的產業現狀與發展戰略[J].作物雜志,2004(3):4-6.

[4] 薛晶,蘇勝宇,佘花娣,等.大力發展優質糧飼兼用玉米促進畜牧養殖業可持續發展[J].中國農村小康科技,2006(11):56-58,61.