河南省爆裂玉米特征特性研究

曹雯梅 劉松濤 劉述忠 張亞菲 鄭貝貝

關鍵詞：河南省;爆裂玉米品種;特征特性

爆裂玉米（zea maysL1everta Sturt） 是玉米八大類型之一，是專門用來生產爆米花的玉米。爆裂玉米形態特征與普通玉米有明顯的區別，多表現為頂部葉片下垂，每株果穗多，生育期較短，最突出特點是果穗細、子粒小，有的甚至為米粒狀，粒質硬、光澤好、角質胚乳多，產量低。子粒爆裂膨脹性好，膨爆體積大，故稱爆裂玉米。

爆裂玉米具有較高的營養價值。爆裂玉米子粒中蛋白質、鈣質及鐵質的含量分別為普通玉米的125%、150%和165%，并富含磷脂及維生素A、B1、E 等成分[1]。用爆裂玉米制成的爆米花不僅營養豐富，且口感清香松脆，易消化，目前已成為大眾休閑食品之一，爆玉米花正作為一種新的粗糧食品而深受人們喜愛，具有廣闊的市場和生產開發前景。

為了解河南省爆裂玉米育種現狀，以2019年河南省參試的爆裂玉米品系為研究材料，分析了河南省爆裂玉米的豐產性、產量穩定性、田間植株性狀特征及爆裂玉米品質特性（包括商品品質、加工品質、爆玉米花品質），為河南省爆裂玉米品種選育提供參考。

一、研究材料

2019 年參試品系共5 個，分別為：愛瑞特977 （V1）、愛瑞特558 （V2）、愛瑞特426 （V3）、愛瑞特1722 （V4）、愛瑞特961（V5），沈爆3號為對照品種（CK），全省設置了具有代表性的試點4個，試驗種植密度均為4500株/667m2。

二、品種特征特性分析

（一） 品種豐產性及穩定性分析

1、品種豐產性。各品系在4個試驗試點的產量及差異顯著性見表1。與對照品種沈爆3 號相比， 愛瑞特977（V1）、愛瑞特558 （V2）、愛瑞特426 （V3）、愛瑞特1722（V4） 增產極顯著;愛瑞特961（V5） 增產顯著。其中，以V1 增產率最高， 為9.6% ， 以V5 增產率最低， 但仍為4.4%。分析表明，河南省爆裂玉米品種產量潛力較大，有望在產量上有較大提高。

2、品種產量穩定性分析。采用Shukla穩定性系數對品系小區產量的穩定性進行分析，結果見表2。從表2可以看出，品系穩定性的Shukla變異系數在3.18%～8.56%之間，各品系的Shukla變異系數均小于10%，表明參試品系穩產性較好。其中，V3、V4品系的Shukla變異系數較小，分別為3.18%、4.71%，均小于5%，穩產性最好;V5的Shukla變異系數最大，為8.56%，稍高于對照沈爆3號（7.46%），穩產性稍差。

（二） 品系田間性狀

各品系田間農藝性狀調查結果見表3。從表3可知，河南省爆裂玉米品系的生育期在91～93d 范圍內。生育期在91～93d范圍內的爆裂玉米，在河南的氣候條件下，大田夏播直播均能安全成熟。以對照品種的生育期最短， 為90.3d，其他品系的生育期均長于對照品種。表明在安全成熟的前提下，河南省爆裂玉米品種產量潛力高于對照。株高、穗位高均以V4最低，但其空稈率最高，為0.8%。V2的倒伏率、倒折率、空稈率均最低，抗倒伏能力最好。結合前文品系豐產性分析，V2是高產、高逆性強的優良品系。

從育種角度的種質資源遺傳多樣性分析，品種穩產性中的倒伏率、倒折率、空稈率的變異系數均較大，尤其是倒折率的最大，變異系數為244.95%，且沒有倒折的品系最多，占80%，表明選育出抗倒折品種的可能性很大，這是河南省爆裂玉米品種選育的一個優良性狀。生育期的變異程度最小，其變異系數僅為0.86%，這與生產實際相一致，是爆裂玉米均表現早熟的特征表現。

（三） 穗部性狀

品系穗部性狀室內考種結果見表4。由表4可以看出，以V4、V1穗長較長，穗粗最粗，穗行數及行粒數也最多，穗長均在21cm及以上，穗粗分別為4.1cm、3.9cm，穗行數均為18，行粒數分別為36.6、38.0;V4的禿尖長也最短，但穗粒重、出籽率及千粒重不突出;穗粒重以V1最高，每穗粒重達87.9g，在相同密度的條件下，其產量應最高，但其子粒較小，千粒重僅為165.8g，是參試品系中千粒重最小的品系，子粒太小的爆裂玉米品種，其爆米花加工品質會較差。V3的出籽率及千粒重均最高，子粒最大。V5穗粒重最小，僅為54.6g，其產量也最低，是豐產性較差的品系，從育種角度看，應盡快淘汰。

從育種角度的種質資源遺傳多樣性分析，穗部性狀中千粒重、穗粒重的變異系數最大，穗行數的變異程度也較大，千粒重、穗粒重、穗行數變異系數分別為： 17.28% 、15.35%、9.22%。表明穗部的這3個性狀在育種上會有較大的突破，應加強這3個性狀的遺傳改良，選育出粒大、產量高的品種。

（四） 爆裂玉米品質特性

用于商業生產的爆裂玉米有很多重要的品質性狀[3] [4]，如，膨爆特性（包括膨爆體積、膨爆倍數、膨爆率、爆花形狀等） 和食味特性（包括口感、風味和營養成分等），不同品質性狀間具有一定的相關性。河南省爆裂玉米區域試驗將爆裂玉米品質分為商品品質、加工品質、營養品質。

1、商品品質。與商品品質有關的性狀是粒度、粒形、色澤、子粒整齊度等。沈陽農業大學特種玉米研究所對品種商品品質的測定結果見表5。表5表明，參試品系的粒形、粒色、光澤度基本一致，與對照品種也很接近，均表現良好的商品性;從百粒重、粒度來看，百粒重均大于對照品種，以V3子粒最大，百粒重達25.0g，較對照增加7.5g，增加百分率為42.9%;V2品系與對照的商品品質最接近。各參試品系的粒度均小于CK品種（57粒/10g），其中，以V3的粒度最小，為40粒/10g，較對照品種低29.8%;以V2的粒度（56粒/10g） 與對照最接近。表明參試品系的粒重均大于對照，這與前文千粒重的分析相一致。

2、玉米花加工品質。玉米花加工品質的主要指標是爆花率、膨脹倍數、花形、顏色和風味。美國出口的商品玉米爆花率要求達到98%，膨脹倍數達30～40倍[5]。沈陽農業大學特種玉米研究所對參試品系玉米花加工品質的測定結果見表6。表6表明，爆花率均高于98%，其中V2已全部爆裂，表明已達到美國爆花率的要求。從膨爆倍數來看，除V3品系膨脹倍數小于30外，其他品系的膨脹倍數均大于或等于30，也已達到美國爆花率的水平，表明河南省爆裂玉米品種的加工品質整體水平不低于美國品種。這一結論與史振聲等[6]研究的結論一致。爆米花的花形均為蝶形，與對照品種相同。

3、爆裂玉米花品質。爆裂玉米作為深受大眾喜愛的休閑食品，應具有較高的質量品質。爆玉米花農產品質量品質包括食用品質和營養品質，食用品質即適口性十分重要，要香甜酥脆，入口易化，無皮渣，無硬芯，具有典型的玉米花香味。Park等[7]報道的爆玉米花營養品質為：粗脂肪含量3.8%～4.6%、粗蛋白8.1%～10.5%，粗淀粉61.0%～67.9%。

農業農村部農產品質量監督檢測測試中心（鄭州） 對參試品系營養品質分析測定結果見表7。與文獻7相比，河南省爆玉米花營養品質中的粗脂肪含量的平均值（4.66%）、粗蛋白含量的平均值（10.73%）、粗淀粉含量的平均值（71.48%） 均高于Park報道的品質性狀的最高值，表明河南省爆玉米花品質優良。爆玉米花作為大眾化休閑食品，必須品質優良，尤其是賴氨酸含量要高。賴氨酸是人體不能合成而又必須的一種氨基酸，必須強化包括賴氨酸在內的品質育種，以提高河南省爆裂玉米品種市場競爭力。

三、討論與結論

美國是世界上爆裂玉米研究和開發利用最早的國家，在爆裂玉米遺傳育種、栽培、產品研制等方面處于領先地位[8]。我國爆裂玉米品種選育及栽培也有著悠久的歷史，其中以沈陽農業大學在品種選育上研究成效較大，目前全國及河南省爆裂玉米區域試驗的對照品種均為沈陽農業大學選育審定的爆裂玉米品種沈爆3號。

河南省爆裂玉米研究起步也較早，但研究力度較小，審定品種也少，但近幾年隨著爆玉米花市場的繁榮，河南省爆裂玉米育種有較大起步，尤其是種業企業爆裂玉米育種已取得較大成就，其中2019年已有5個品系參加河南省爆裂玉米區域試驗，其豐產性均高于對照品種沈爆3號，其中，V1～V4品系均極顯著高于對照，且這4個品系的穩產性也優于對照;V2品系的抗倒伏、抗倒折、空稈率等均最強，也是穗部性狀綜合優良的品系;V3品系是籽粒最大的種質資源;V5品系綜合性狀較差。河南爆裂玉米的商品品質除粒度均小于對照外，其他性狀均與對照接近，籽度小表明子粒較大，其加工品質相對優良;玉米花加工品質、營養品質均不低于美國品種，表明我國爆裂玉米品質育種水平已達較高水平。種質資源遺傳多樣性分析表明，抗逆性中的倒折率、穗部性狀中的禿尖長度及千粒重、品質性狀中的脂肪含量等變異程度最大，選出具有相應優良性狀品種的概率較高。

我國爆裂玉米品種花型已由過去的混合花型發展到球形花和典型的蝶形花型[8]。前些年爆米花市場對花形的選擇不明顯，近幾年來，尤其是2020年以來，市場銷量最好的是球形花，蝶形花已被冷落。這就提示河南育種者，在花形選擇上應盡快改變育種方向，選育出球形花的爆裂玉米品種，達到適銷對路，增加河南省爆裂玉米的市場潛力，提高爆裂玉米的經濟效益。