GPIT那氏大穗玉米的特征特性及發展前景

王 綸，王星玉，楊紅軍，那郅燁，元改香，趙和平，元慕田

（1.山西省農業科學院農作物品種資源研究所，農業部黃土高原作物基因資源與種質創制重點實驗室，山西太原 030031；2.云南生態農業研究所，云南昆明 650106；3.山西省奧圣農業開發有限公司，山西太原 030001）

GPIT那氏大穗玉米（簡稱那氏大穗）是進入21世紀以來我國以獨特的GPIT生物技術手段培育的高光效豐產、優質玉米新品種。2015年在黑龍江的大慶、綏化、北安，河南省的鄭州、漯河、南陽以及山西太原等地進行多點大面積的示范試驗；2016年除上述試點繼續擴大種植面積以外，分別又在寧夏鹽池縣馮記溝鄉天朗現代農業基地的沙化土地和寧夏銀川賀蘭山農牧場重度鹽堿地，進行沙化土地和重度鹽堿地改良和開發的示范試驗，均取得了良好效果。

山西的太原試點設在婁煩縣米峪鎮興旺莊村，2015年在1.67 hm2的土地上獲得比對照大幅增產的前提下[1]，2016年又在山西北部的陽高、懷仁、原平3個縣（市）設點種植，其結果不論是籽粒還是莖稈的產量和品質，3個試點均取得了令人滿意的效果[2]；2017年在2 a試驗的基礎上，總結經驗和不足，逐步擴大種植面積至2 000 hm2，并相應研發出配套的專用播種耕作機械，可以實現機械化作業一次完成。同步研發出針對那氏大穗生育前期配套專用需求的GPIT生物制劑1號、2號和3號，以供葉面噴施，充分發揮那氏大穗玉米高光效特性的潛力。那氏大穗玉米在山西各地大面積的推廣種植，必將會對玉米經濟效益的提升和推動畜牧業的發展發揮重要作用。

1 品種來源

那氏大穗玉米是由云南省生態農業研究所那中元研究員，以GPIT生物技術手段培育出的非轉基因最新國產玉米新品種，該品種不僅具有GPIT生物技術的高光效特性，而且還能夠激發出玉米潛在的各種優良性狀，并能夠累計疊加代代遺傳傳遞下去，因此，表現出比其他單交或雙交玉米品種更加豐產、優質、抗病、抗逆性強和適應性廣的優點。

2 形態特征

該品種屬單交種，株型半緊湊，成株整齊。株高2.8～3.0 m，穗粒高 1.1～1.3 m，莖粗 3.2 cm，植株健壯長勢強。葉片肥大厚實，深綠色，主脈明顯，半上舉，全株葉片18～20片[3]。雄穗發達，花粉量大，護穎綠色，花為淡粉紅色。果穗長筒形，無自然禿尖，穗長26～32 cm，穗粗5.0～5.6 cm，穗行數18～24行，行粒數46～55粒，穗粒數910～940粒，穗粒質量300～320 g，雙穗率45%～52%，單株粒質量436～445 g。籽粒黃色，半馬齒型，籽粒長1.1～1.3 cm，百粒質量38～40 g，出籽率82%。穗軸紅色，穗軸粗3.0～4.1 cm。

3 生物學特性

該品種屬中早熟種，在山西太原地區種植春播生育期120 d，夏播生育期90 d。莖稈粗壯，根系發達，抗倒伏。喜水肥，在水肥充足的情況下增產效果更加明顯；具有明顯的高光效特性，在稀植通風透光的耕作條件下增產幅度明顯提高；高度耐鹽堿，在土壤鹽堿含量0.6%重度鹽堿地種植，仍能獲得高額產量；耐瘠薄，在沙化土地種植也能獲得較高的產量；適應性廣，在有效積溫達2 600℃以上的平川、丘陵、水地、旱地，物候期長或短的高寒山區均可種植；抗逆性強，對秋季突發的早霜降臨和春季突發的晚霜降臨均有較強的抵抗能力，夏季突發的干熱風危害也不會對植株的生長帶來影響；生長勢強，抗衰老，到籽粒成熟時，在其他玉米品種莖葉均干枯死亡的情況下，該品種仍然青稈綠葉，表現出旺盛的生命力；抗病性強，抗大斑病、銹病、莖腐病，中抗灰斑病、彎孢霉葉斑病、絲黑穗病。

4 籽粒和莖葉的產量

4.1 籽粒產量

在2015年太原婁煩試點的示范試驗和2016年山西陽高、懷仁、原平試點的示范試驗表明，4個試點的籽粒產量均增產，而且增產幅度很大。4個試點產量最高的是懷仁試點，每公頃18 720 kg，最低的是婁煩試點，每公頃15 168 kg，最高和最低每公頃相差3 552 kg，4個試點的公頃產量平均為17 169 kg，從比對照（CK）品種的增產幅度來看，增產幅度最高的為婁煩試點，增產79.61%（CK為龍生2號）；增產幅度最低的是原平試點（CK為先玉335），增產幅度72.17%，最高和最低的增產幅度相差7.44百分點；增產幅度居中的是陽高和懷仁試點（CK為先玉335），分別為74.93%和77.27%。4個試點的平均增產幅度為75.84%（表1）。

表1 那氏大穗玉米與對照在各試點的籽粒產量比較

對寧夏沙化地試點和重度鹽堿地的示范試驗結果表明，在不保水肥的沙化地公頃產量也達到14 595 kg，比對照（隴單 6號）增產 37.54%[4]。在土壤全鹽含量116.7 g/hm2的重度鹽堿地上，仍可獲得每公頃17 844 kg的高額產量，比對照（正大12）增產11.17%[5]（表1）。不同試點產量的大幅增加，說明那氏大穗玉米在高光效的作用下，對不同生態環境的廣泛適應性，也說明那氏大穗玉米對逆境生態環境、不保水肥的沙化土地和重度鹽堿地的高度抵抗性。經過在河南省鄭州、漯河、南陽、蘭考，東北的甘南、大慶、綏化、北安等地試驗，籽粒和莖葉的產量也比對照大幅增產，在春播區的籽粒公頃產量最高可達25 500 kg。

4.2 莖葉青貯產量

那氏大穗玉米在高光效的作用下，不僅是籽粒產量高，由于莖葉繁盛，長勢健壯，導致生物產量也高。由于莖葉可作為發展畜牧業的優良青貯飼料利用，因此，那氏大穗莖葉青貯產量的提高，對牧區也顯得尤為重要。對那氏大穗在寧夏牧區沙化地試點莖葉青貯產量測產表明，那氏大穗的單株鮮質量比對照多258.85 g，單株干質量多64.61 g，公頃產量比對照多23.4 t（表2）。

表2 那氏大穗玉米與對照在寧夏沙化地青貯產量的比較

5 籽粒與莖稈的品質

5.1 籽粒品質

經測定，那氏大穗玉米籽粒容重720～780 g/L，粗蛋白含量10.8%，粗脂肪含量4.22%，淀粉含量72.70%，賴氨酸含量0.30%，均高于一般品種。此外，可溶性糖含量顯著提高，通過2016年在山西陽高、懷仁和原平3個試點籽粒含糖量的測定，那氏大穗在陽高試點比對照高7.28百分點，在懷仁試點高8.10百分點，在原平試點高6.26百分點，3點比對照平均高7.25百分點（表3）。籽粒含糖量的提高是籽粒營養品質和口感品質得到明顯改善的重要體現，特別是對玉米籽粒食用價值的提升會起到很重要的作用，乳熟期嫩玉米的開發利用對提高玉米的附加值又會發揮獨特的作用。

表3 那氏大穗玉米與對照陽高、懷仁、原平3個試點籽粒和莖稈含糖量的比較 %

5.2 莖稈品質

2016年對山西陽高、懷仁和原平3個試點籽粒含糖量測定的同時，對成熟期玉米的莖稈含糖量也進行了測定。結果表明，陽高試點莖稈含糖量比對照高8.13百分點，懷仁試點高8.90百分點，原平試點高6.74百分點，3點比對照平均提高7.93百分點（表3）。莖稈含糖量的提高是莖稈營養品質和口感品質得到明顯改善的重要體現，莖稈營養品質和口感品質的提高對于促進畜牧業的發展具有重要意義，特別是對解決奶牛的青貯飼料，提高產奶量和奶牛的增膘也會發揮重要作用。

6 栽培技術要點

6.1 播種期

該品種屬中早熟品種，再加之生育期間葉面噴施GPIT生物制劑有促進早熟的作用，因此，播種期要比一般玉米晚播15～20 d，在當地土壤10 cm深度的地溫穩定在14℃時是最佳播種期。根據山西婁煩、陽高、懷仁、原平等地的試驗，播種期以5月中旬最為適宜。各地可以根據當地的有效積溫和無霜期的長短進行適當調整。

6.2 深條施肥，淺播種

深條施肥的深度要求15～18 cm，淺播種的深度要求3～5 cm。深條施肥的作用是根據該品種先發根后發苗的特點而實施的，這樣可以起到植株自養和異養的作用，在幼苗時促進幼苗根系快速向土壤深層發展，起到苗期蹲苗的效果；在生長旺盛期，又可以集中滿足植株對肥料的需求，起到肥料利用最大化效果，從而達到根深葉茂、植株發育健壯的目的。淺播種的要求也是根據該品種先發根、后發苗的特點而制定的。深播種會導致幼苗頂土力減弱，容易出現出苗慢或苗弱小的情況；而淺播種會實現快出苗、出好苗，防止缺苗斷壟，達到苗全苗壯的效果[6]。

6.3 寬窄行種植

該品種最明顯的特性就是光能利用率高，喜光照。因此，在栽培技術上對通風透光的條件十分苛求，要求寬行1.2 m，窄行0.3 m。寬行內可間套矮稈的豆科作物，如馬鈴薯和大豆等[7]。一方面對該品種通風透光的需求不會造成影響；另一方面豆科作物根瘤菌產生的氮元素又可增加土壤氮肥的含量，相輔相成，促進該品種更加健壯的生長；同時又充分利用了土地，在玉米增收的前提下，又多收一茬作物，大大提高了農民的經濟效益。該品種寬窄行的種植模式，已經由云南生態農業研究所和山西奧圣農業開發有限公司研發出相應配套的專用播種機，在大面積種植時可以實現機械化作業一次完成，大大提高了工作效率。

6.4 留苗密度

留苗密度要根據土壤肥力確定，作為糧食和莖葉青貯兼用時，在高水肥地一般每公頃留苗5.1萬株，一般肥力地每公頃留苗5.4萬～5.7萬株，旱地每公頃留苗6.0萬株；作為莖葉青貯專用時，一般留苗密度要加大至每公頃9.0萬株左右，這樣可以獲得更高的生物產量[8]。

6.5 生長前期的配套技術管理

該品種以GPIT生物技術特殊的育種手段育成，對GPIT生物制劑也存在相應的依賴性。因此，在幼苗生長到4～5葉期、7～8葉期、11～12葉期時也要分別進行GPIT生物制劑的葉面噴施[9]，根據不同生長時期的特點，每次葉面噴施GPIT生物制劑的溶液濃度均有差異，在每次噴施的不同濃度的GPIT制劑中，也要根據不同生長期的需求，添加相應的不同比例的微量元素及磷、鉀肥料等，以起到更加合理的調控或促進生長的作用[10]，為了在生產上更加規范標準地完成該品種生長前期的3次葉面噴施GPIT生物制劑的配套技術，由山西奧圣農業開發有限公司專門生產出GPIT那氏齊齊發誘導劑1號、2號、3號，在對應的生長期分3次葉面噴施。每次的葉面噴施，均會起到不同的效果，第1次可以起到促進根系發育、使植株蹲苗健壯的效果；第2次可起到促進植株茂盛生長、提高作物抗逆和抗病性的效果；第3次可起到促進籽粒飽滿、提高產量品質的效果。在3次葉面噴施配套技術的管理下，該品種就會激發出潛在的更加優良的品種特性，從而達到大幅增產和優質、高抗的目的[11]。

7 發展種植前景

7.1 那氏大穗玉米的種植可以有效提高農民的經濟效益

從新石器時代農耕歷史開始，我國的農耕歷史已經歷了近1萬年之久，從原始社會的刀耕火種到現今的機械化集約生產，經歷了原始農業到傳統農業再到現代農業的發展歷程。在當前我國人均耕地占有率低的現狀下，如何提高土地利用率、增加單位面積產量、顯著提高農民收入是耕作改制中重要的舉措[12]。近年來，我國玉米種業受到國外種子的極大沖擊，因此，玉米品種的更新換代也勢在必行[13]。

那氏大穗玉米以其獨特的高光效優勢，配套采用寬窄行的種植新模式，同步相應實行間作套種，在寬行中搭配種植矮稈的馬鈴薯、大豆等作物，高矮相間，互不影響，既可滿足高光效那氏大穗玉米對太陽光照的最大化需求，也同時能夠多增加一茬矮稈作物的產量，矮稈的豆科作物還能起到肥田的作用。在提高了光能利用率、土地利用率大幅增產的前提下，還同時實現了用地養地的結合，提高了農民的經濟效益。

7.2 那氏大穗玉米以其優良的品質和良好的適口性，將受到廣大消費者的歡迎

隨著人們生活水平的提高，小麥和水稻成為人們餐桌的主要食糧。由于主食的單調，市場對雜糧作物的需求日益增大，其中，玉米作為調劑食品其需求量也不斷增大，玉米富含玉米黃素、葉黃素和類黃酮等人體營養和健康的重要成分，可以起到強身抗病的食療功效，這些成分是小麥和水稻難以滿足人體需要的活性物質。但近年來由于雜交玉米的大面積種植，化肥和農藥使用量大，注重了產量而忽視了品質，難以滿足人們對營養品質和口感品質的需求，在某種程度上又制約了玉米食品的發展。那氏大穗玉米的出現，以其優良的品質和良好的適口性，加之可以彌補食用小麥和水稻造成的營養失衡，全生育期不用農藥，少用化肥，純綠色食品，讓人們吃出健康，減少各種疾病的發生，使作為營養雜糧的玉米食品也會倍受人們的青睞[14]。

7.3 那氏大穗玉米可以滿足人們對鮮食玉米的需求

鮮食玉米是乳熟期采摘果穗用于加工和食用的一種玉米生產方式，也是近年來玉米生產發展起來的新興產業。鮮食玉米以甜玉米（又稱水果玉米）和糯玉米為主，營養豐富，風味獨特，市場需求量大，售價高，屬于高蛋白、低脂肪食品，深受市場歡迎，具有很大的市場空間，一般鮮食玉米產出和收益是普通玉米的2～3倍。乳熟期的那氏大穗玉米，作為鮮食時，籽粒含糖量最高可達24°，穗籽粒也分布均勻，皮薄，色澤透亮，風味獨特，適口性好，因而，市場銷售好，賣價高，效益顯著。在滿足人們對鮮食玉米需求的同時，采摘后的玉米秸稈粗蛋白和可溶性糖含量也很高，可作為優質的食草動物和奶牛的青貯飼料再利用，進一步提高了農民的經濟效益[15]。

7.4 那氏大穗玉米可以有效提高養殖效益和畜牧產品品質

玉米是集糧、飼和深加工一體的三元作物，既是人類重要的雜糧作物，更是畜牧業的支柱作物和食品深加工的重要原料。在當前以養殖業為龍頭的農業結構調整中，隨著人們對食品安全的日益關注，飼料的質量問題日趨突出，這就要求飼用玉米不僅在產量上，更重要的是在質量上都要出現更大的提升。但當前我國生產上種植的玉米，都難以滿足實際需求的標準。高光效那氏大穗玉米的出現，不僅在食用需求的籽粒產量和品質上，而且在青貯莖葉飼料的產量和品質上都得到大幅的提升，對于提高養殖效益和畜牧產品品質也會發揮重要的作用。

7.5 那氏大穗玉米的推廣和應用是生物治理和開發鹽堿地和沙化土地的有效途徑

7.6 那氏大穗玉米的推廣和種植有助于貧困地區農民的脫貧致富

那氏大穗玉米高產、優質、抗逆性強，不論是籽粒、嫩穗或莖葉都優于一般玉米品種，在得到市場認可的情況下，就會解決銷售難和收益低的問題，特別是對貧困山區、鹽堿地和土地沙化地區的農民來說，可以滿足他們因地制宜脫貧致富的需求。

那氏大穗玉米品種是進入21世紀以來我國生物工程技術的一個高科技產物，它以獨特的大幅提高作物太陽光能的利用效率，使玉米的產量和品質以及傳統的耕作制度出現一個更大的提升和變革，給人類帶來實實在在的惠澤。

參考文獻：

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2007年葡萄牙大波爾圖大學的Fernando Almeida等人設計了一種用于機器人的多自由度主動柔順末端操作器，主要由直流電機、滾柱絲杠和上下平臺等組成，通過6個直流電機控制上下平臺的位姿，實現多自由度主動柔順控制，如圖31所示[43]。

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