優質鮮食玉米種質資源的篩選與利用

趙琳，駱樂談，袁德明

(1.杭州市農業科學研究院，浙江 杭州 310024；2.杭州市臨安區農林技術推廣中心，浙江 杭州 311300)

玉米不僅僅是人類賴以生存的糧食作物，而且逐漸成為一種重要的生物能源[1]。鮮食玉米是指具有特殊風味和品質的幼嫩玉米。市場上主要以甜玉米、糯玉米為主。鮮食玉米的營養價值較高，其中甜玉米鮮穗的含糖量約為12%～30%，成熟期鮮食玉米籽粒微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B的含量依次為94.53、18.99、4.10、97.16、2.38 mg·kg-1，人體必需氨基酸的含量也較高[2]。甜玉米香甜可口，味道鮮美，含有豐富的蛋白質、VC、VE、VB1、VB2、糖以及粗脂肪和水分，營養價值高于普通的玉米[3]。鮮食糯玉米的籽粒黏軟清香、皮薄無渣、內容物多，干物質含量達33%～58%，并含有大量的VC、VE、VB1、VB2、肌醇、膽堿、煙堿和礦質元素[4]。同時糯玉米中蛋白質含量較高，賴氨酸含量遠高于普通玉米[5]。由于人們對生產中鮮食玉米質量提出了更高的要求，大力推廣鮮食玉米及配套栽培技術具有廣闊的市場前景。但目前鮮食玉米品種退化、種子來源混雜、發芽率低等問題依然嚴重[6]。

玉米種質是育種家進行育種研究的基礎，玉米育種的突破性進展，無不與新型玉米種質的出現有關。玉米產量的不斷提高、各個農藝性狀的改善和抗性的增強都歸功于玉米種質的不斷創新與利用，因此，種質資源的引進、改良、創新與利用，對拓展玉米種質基礎，提高玉米雜種優勢具有重要意義[7]。為發掘和利用更優質的種質，本試驗從上海市、南京市、溫州市、南平市等地引進鮮食玉米品種，進行品種比較及初步的適應性篩選，綜合性狀優良的品種可作為優良種質資源，用于后續育種。

1 材料與方法

1.1 供試材料

甜玉米材料共6份：滬甜12、南甜玉164、金玉甜5號、金甜順666、泰甜金銀粟和粵甜16(CK1)；糯玉米材料共7份：荊彩甜糯18、蘇科糯1902、玉糯916、金輝118、連甜糯922、長征104和蘇玉糯5號(CK2)。

1.2 處理設計及田間管理

2020年試驗在杭州市西湖區本院之江試驗基地進行。試驗設計采用隨機區組排列，設3次重復，畦帶溝寬 1.2 m，種雙行，株距25.0 cm，小區面積24.0 m2，四周設保護行。試驗地地勢平坦、肥力均勻，播種前大田施入有機肥翻耕，每 667 m2定植 3 000株。4月10日在大棚內育苗，4月25日施基肥(商品有機肥)2 000 kg，4月27日移植，5月2日施苗肥(尿素)5 kg，6月10日結合中耕除草，施拔節肥(尿素)15 kg，注意蚜蟲、灰飛虱、玉米螟防治。7月6日至7月10日開始采收鮮玉米棒。

1.3 測定項目

玉米出苗后記錄苗期葉色，成熟后調查株高、穗位高、株形、葉片數和雄穗分枝數。收獲時調查生育期、穗數、空稈率、倒伏率、抗病性等，選取10穗，測定其穗長、穗粗、軸粗、穗行數、行粒數、禿尖、單穗鮮重和凈穗重等指標。

2 結果與分析

2.1 植株性狀

所有甜玉米品種中，苗期葉色多為綠色，金玉甜5號為深綠色，粵甜16為淡綠色；滬甜12的生育期比對照品種粵甜16多2 d，株形緊湊，泰甜金銀粟的生育期比對照品種粵甜16少2 d，株形平展；金玉甜5號的葉片數最少，為15.0片，南甜玉164的葉片數最多，為18.4片；對照品種粵甜16的雄穗分枝數最少，為12個，金甜順666和南甜玉164的雄穗分枝數最多，為20個；所有品種中，金玉甜5號的雙穗率最高，為2.9%，而倒伏率最高的品種是滬甜12，為79.4%。所有糯玉米品種中，苗期葉色多為綠色，連甜糯922和長征104為淡綠色；玉糯916和長征104的生育期比對照品種蘇玉糯5號多2 d，金輝118的生育期比對照品種蘇玉糯5號少3 d；金輝118的葉片數最少，為15.6片，對照品種蘇玉糯5號的葉片數最多，為18.0片；荊彩甜糯18和金輝118的雄穗分枝數最少，為14個，連甜糯922的雄穗分枝數最多，為20個；所有品種的空稈率和雙穗率為0，而倒伏率中僅荊彩甜糯18為8.8%，其余品種均為0(表1)。

表1 甜玉米和糯玉米品種植株性狀比較

2.2 株高、穗位高

圖1所示，滬甜12株高最高，為277.2 cm，比對照粵甜16高6.6 cm，金玉甜5號株高最低，為224.4 cm，比對照粵甜16低46.2 cm；對照品種粵甜16的穗位最高，為139.6 cm，金玉甜5號的穗位最低，為93.0 cm，比對照低46.6 cm；所有品種中金玉甜5號的穗位/株高比值最低，為0.41，其次為泰甜金銀粟，穗位/株高比是0.42，穗位/株高比最高的為對照品種粵甜16，比值為0.52。不同糯玉米品種之間株高存在明顯差異，對照品種蘇玉糯5號株高最高，為255.6 cm，其次是荊彩甜糯18，為246.8 cm，最低的是連甜糯922，為206.8 cm，比對照低23.6%；對照品種蘇玉糯5號的穗位最高，為145.0 cm，最低的是金輝118，穗位高為92.8 cm，且該品種的穗位/株高比最低，為0.40，對照品種蘇玉糯5號的穗位/株高比為0.57，所有引進品種均低于對照蘇玉糯5號。

圖1 不同甜玉米和糯玉米品種株高、穗位高比較

2.3 經濟性狀

表2表明，品種間苞葉長短有差異，滬甜12苞葉長，泰甜金銀粟苞葉短，其他品種苞葉均為中等；泰甜金銀粟的穗長最長，為20.7 cm，其次為金甜順666，穗長是19.3 cm，對照品種粵甜16的穗長為18.2 cm，僅滬甜12的穗長低于對照，其他品種均高于對照；所有品種穗粗在4.9～5.4 cm；軸粗在3.1～3.5 cm；穗粗/軸粗在1.47～1.59，比值最高的滬甜12為1.59，比值最低的泰甜金銀粟為1.47；穗行數最小的是南甜玉164和金田順666，為15.6行，比對照少2.8行，滬甜12和泰甜金銀粟的穗行數高于對照品種，其余均低于對照；所有品種的行粒數均低于對照品種；金玉甜5號的禿尖最長，為2.9 cm，對照品種粵甜16的禿尖最短，為0.4 cm；穗形有長筒形和長錐形，僅滬甜12為短筒形；金甜順666的凈穗重最高，為277.0 g，高于對照9.9%，所有品種的凈穗重均高于對照品種。所有糯玉米品種中，金輝118、連甜糯922和對照品種蘇玉糯5號的苞葉短，其他品種的苞葉中等；玉糯916的穗長最長，為20.6 cm，其次是金輝118，為20.3 cm，蘇科糯1902和連甜糯922的穗長最短，為16.9 cm；所有品種穗粗在4.4～5.0 cm；軸粗在2.7～3.5 cm；穗粗/軸粗在1.31～1.79，比值最高的蘇科糯1902為1.79，比值最低的荊彩甜糯18為1.31；穗行數最小的是荊彩甜糯18，為12.0行，比對照少2.0行，穗行數最大的是長征104，為20.4行，比對照多6.4行；蘇科糯1902行粒數最多，為36.6粒，玉糯916的行粒數最少，為31.8粒；僅蘇科糯1902穗形為短錐形，其他品種有長錐形和長筒形；玉糯916的凈穗重最高，其次是金輝118，所有品種中對照品種蘇玉糯5號的凈穗重最低。

2.4 株形及抗性

表3表明，金甜順666高感大斑病，對照品種粵甜16中抗大斑病，其他品種高抗大斑病；所有品種均高抗小斑病；金玉甜5號的矮花葉病發病率最高，為5.9%，其次為滬甜12，發病率為2.9%；金甜順666高感紋枯病，泰甜金銀粟中抗紋枯病，其他品種高抗紋枯病；所有品種中僅對照品種粵甜16感玉米螟，其他品種都高抗玉米螟。糯玉米品種中連甜糯922高感大斑病，蘇科糯1902和對照品種蘇玉糯5號中抗大斑病，其他品種均高抗大斑病；金輝118中抗小斑病，其他品種均高抗小斑病；玉糯916的矮花葉病發病率最高，為8.8%，其次為長征104，發病率為2.9%，其他品種均不發病；荊彩甜糯18、蘇科糯1902和玉糯916中抗紋枯病，其他品種高抗紋枯病；金輝118和長征104中抗玉米螟，其他品種高抗玉米螟。

表3 不同甜玉米和糯玉米品種株形及抗性比較

2.5 產量

表4所示，所有參試甜玉米品種中僅滬甜12的產量低于對照品種粵甜16，其余品種均高于對照。產量最高的品種金甜順666比對照增產15.0%，南甜玉164比對照增產11.5%，所有品種與對照相比，差異均未達到極顯著。所有糯玉米品種中，金輝118的產量最高，比對照增產24.4%，其次為玉糯916和蘇科糯1902，比對照分別增產15.3%和0.7%，連甜糯922、長征104和荊彩甜糯18產量均低于對照。所有品種中僅金輝118與對照相比，差異達極顯著水平，其余品種差異均未達到極顯著。

表4 不同甜玉米和糯玉米品種產量比較

2.6 品質

表5所示，所有甜玉米品種的感官品質和色澤相同，在氣味、風味、甜性、柔嫩性和皮薄厚指標上存在差異。滬甜12的氣味和風味最好；泰甜金銀粟的甜性最高；柔嫩性上滬甜12、金甜順666和泰甜金銀粟為9分，其他品種為8分；泰甜金銀粟的皮最厚，其次是金玉甜5號；總評分最高的是滬甜12、南甜玉164和金甜順666。所有糯玉米品種中對照品種蘇玉糯5號的感官品質最高，其次為連甜糯922；在氣味、風味指標上蘇科糯1902、金輝118和連甜糯922分值最高；色澤上金輝118最差，其次為連甜糯922和長征104；蘇科糯1902和連甜糯922甜性最好；不同品種間柔嫩性差異不大；蘇科糯1902、連甜糯922和蘇玉糯5號的皮薄，其他品種皮相對較厚；連甜糯922的總評分最高，金輝118和長征104的總評分最低，但兩者氣味和風味最好。

表5 不同甜玉米和糯玉米品種品質評價

3 小結與討論

3.1 種質資源篩選

本試驗結果表明，引進的13個鮮食玉米品種在杭州地區種植后差異明顯，不僅僅是甜玉米和糯玉米組間存在差異，單是甜玉米或糯玉米的組內也存在著明顯差異。甜玉米組中滬甜12品質佳，但其倒伏率高，產量低；南甜玉164品質佳、產量高且果穗性狀優良，建議推廣利用；金玉甜5號產量和品質一般，無明顯優點；金甜順666產量高、品質佳，但倒伏率高、抗病性差，以后試驗可再次進行觀察比較；泰甜金銀粟產量較高，品質相對較佳，適宜作為種質材料利用及后續示范推廣。糯玉米組中荊彩甜糯18產量低，倒伏率高；蘇科糯1902抗性一般，產量與對照相比無顯著差異，但品質佳，可在后續配組中加以利用；玉糯916產量高，品質中上等，抗矮花葉病能力相對差，可作后續觀察比較；金輝118產量高，但品質最差，對小斑病和玉米螟的抗性差；連甜糯922品質排第一位，產量相對低，感大斑病；長征104產量低，品質和抗性差。綜合而言，甜玉米組綜合表現優于糯玉米組。

3.2 氣象條件分析

2020年試驗所需種苗在大棚內育苗，4月27日移栽到室外，移苗時間較2019年晚，4月上半月平均氣溫14.5 ℃，較2019年的16.3 ℃有所下降，平均相對濕度為59.3%，較2019年的69.7%也有所下降；平均雨量0.83 mm，較2019年的4.04 mm也下降了3.21 mm；平均日照6.66 h，較2019年的5.64 h有所提高。下半月平均氣溫18.4 ℃，較2019年的20 ℃下降了1.6 ℃；相對濕度也由2019年的80.7%下降到60.9%，平均日照時間長，從2019年的2.69 h增長到2020年的6.51 h。總體而言，2020年4月的溫濕度較2019年下降，因此，出苗時間相對較長，移苗延后，但日照時間變長，苗后期相對生長速度快。5月上半月平均氣溫23.7 ℃，最高氣溫和最低氣溫分別為29.1 ℃和20.0 ℃；相對濕度69.9%，雨量2.78 mm，平均日照時數為5.16 h。而2019年5月上半月平均氣溫20.6 ℃，最高氣溫和最低氣溫分別為26.0 ℃和15.8 ℃，相對濕度60.0%，雨量8.9 mm，平均日照時數為6.26 h，相比而言，2020年5月上半月溫濕度高，適宜玉米快速生長。兩年間5月下半月的各項指標差異不明顯。日照時間短，不利于玉米生長。6月全市平均氣溫為26.1 ℃，較2019年偏高1.1 ℃；相對濕度為84.6%，較2019年增加6.6%；雨量為12.8 mm，較2019年增長5.21 mm，適宜玉米籽粒的初步灌漿；平均日照時數較去年短，不利于玉米后期灌漿，這可能也是導致禿尖嚴重的原因之一。

3.3 討論

任君等[8]通過種子發芽和苗期干旱試驗篩選玉米抗旱材料，李紅飛等[9]對654份玉米自交系的耐低溫特性進行了鑒定，在常溫(25 ℃)和低溫(10 ℃)脅迫下分別測定種子的發芽率以及低溫脅迫下的發芽時間。以相對發芽率和平均發芽時間作為耐低溫特性評價指標，通過聚類分析篩選到30 份強耐低溫自交系和 43 份對低溫脅迫強敏感自交系，為培育耐低溫玉米新品種和挖掘耐低溫相關基因提供種質資源。李鳳艷等[10]對20個玉米優異地方品種資源主要農藝性狀進行研究，運用灰色系統理論的方法，分析了資源的綜合性狀及各性狀間的關系。研究結果表明，株高影響穗粗，穗位高影響穗長，株高和穗位均低的品種資源不會有較高的單株粒重；葉片數對品種資源的篩選、利用有一定的影響，對穗長、穗粗、單株粒重有顯著影響；利用生育期較短的品種資源可能會選出單株粒重較高的自交系和雜交種。該理論可為當地玉米品種資源的引進篩選提供參考。在篩選玉米地方品種資源時，根據育種目標注重對生育性狀和農藝性狀的選擇，以株高、葉片數、果穗長、穗粗為直接指標，并協調出籽率、千粒重、穗行數、穗位性狀進行選擇。同時也可設置高溫、低溫、干旱等逆境處理來進行篩選，為優質種質資源的開發提供參考依據。