玉米品种(系)子粒品质性状的分析比较

玉米品种(系)子粒品质性状的分析比较
摘要:为今后推广高产优质的玉米新品种及玉米新品种的种植生产提供参考依据,以“国家科技支撑计划”的37个展示玉米品种(系)和生产上主要推广的玉米品种为材料,分析玉米淀粉､蛋白质､赖氨酸､脂肪4种营养品质性状,同时结合产量的表现,与主推的玉米品种进行比较｡结果表明,参加展示的37个玉米品种(系)中淀粉含量较高的中试4339其产量､脂肪含量均较对照有所提高,蛋白质､赖氨酸含量较对照表现最好的是YD226,脂肪含量较对照表现最好的是ND685,产量表现最好的ND692｡
关键词:玉米;展示品种(系);品质分析
Comparison of Seed Quality of Hybrid Maize Varieties
Abstract: The quality traits and the production performance of 37 maize varieties displayed in the National Science and Technology Support Plans and the control varieties (main popularized varieties) were analyzed. Among the 37 experimental varieties(lines), the contents of crude starch, crude fat and yield of 4339 was better than that of control group, the contents of crude protein and lysine of YD226, and the content of crude fat of ND685, the yield of ND692 was the highest among all varieties. These results could provide evidences for popularizing high yield and high quality maize varieties.
Key words: maize; displayed varieties(lines); quality analysis
玉米种植面积､总产在我国粮食生产中的地位十分突出｡以玉米生产为基础的产业格局基本建成,玉米既是高产粮食作物,又是重要的多元经济作物,玉米在粮食作物中产业链最长,增值效益最高｡玉米的产量､质量关系到饲料工业､食品工业､化工工业及能源产业｡近年来玉米消费量持续增加,发展玉米生产,提高单产､增加总产,对于社会经济发展具有重要的基础支撑作用,对于实现我国由农业大国走向农业强国,实现农业增产增效､农民增收等均具有重要的战略意义｡
随着玉米生产水平的提高和玉米加工业的发展,玉米品质问题越来越受到人们的关注,而且国内外玉米育种研究者都将优质作为一项重要的育种目标｡我国是一个农业大国,但目前还不是农业强国,要想把我国的农副产品打入国际市场,就必须提高产品的产量和质量｡目前,生产上推广的玉米品种不仅产量要高,而且品质要好｡高产不优质的玉米经济效益不高,农民不会欢迎｡因此,品质育种将是我国玉米育种继高产育种之后面临的新问题[1]｡加入世贸组织以后,提高玉米品种品质,降低生产成本,开拓国内外市场是促进我国玉米产业化发展的一个重要对策｡国外特别是发达国家在玉米品种优质专用化方面发展较早,并已形成产业化经营,
如美国的“伊利诺斯”高蛋白质饲用玉米､“奥帕克”高油工业用玉米､高赖氨酸工业用玉米､食用甜玉米､蔬菜玉米等已在生产上实现商业化种植｡实践证明,为能生产高质量､高效益的配合饲料,为玉米工业提供大量的优质原料及为人们补充营养丰富的食用玉米,必须大力发展特殊用途的“三高”玉米｡因此,如何在继续提高普通玉米产量的同时,进行品质育种,提高其子粒品质,满足多样化､优质化的市场需求,将是21世纪玉米育种工作者面临的新课题｡
我国专用玉米的育种和遗传研究起步较晚,种质资源基础薄弱,食用､饲用和加工共用同一类品种,缺乏高产优质抗逆性强的专用品种,加上食用玉米､饲用玉米和加工专用玉米混种､混收､混贮,直接影响商品玉米的质量｡在当前农村产业结构的调整中,应加大开发力度,倡导发展优质专用玉米｡以专用化､多样化的市场需求为导向,以提高玉米竞争力和农民收入为目的,以提高玉米品质和降低生产成本为核心,优化品种结构,提高玉米转化能力,实现专用玉米区域化布局､专用品种种植､规模化生产､产业化经营,加快建成具有国内外市场竞争力的专用玉米产业带｡为此,试验以“国家科技支撑计划”的37个展示玉米品种(系)为材料,利用近红外光谱分析技术测定各展示玉米品种子粒的淀粉､蛋白质､赖氨酸､脂肪等含量,以期筛选一批高产优质玉米,为实现专用玉米区域化布局､加快建成具有国内外市场竞争力的专用玉米产业带提供参考｡
1材料与方法
1.1试验材料
供试材料为“国家科技支撑计划”的37个展示玉米品种(系)丹玉402､太试5号､ND685等｡其中产量对照为浚单18,蛋白质对照为蛋白含量较高的豫单2002(11.18%),赖氨酸对照为高赖氨酸的豫单101(0.352 5%),脂肪对照为高脂肪的郑单958(4.22%),淀粉对照为目前生产上淀粉含量较高的豫玉34(75.07%)｡
1.2试验设计
2008年夏播于河南郑州,田间试验按完全随机区组设计,2次重复,2行区,行长4.00 m,行距0.60 m,株距0.23 m,种植密度60 000株/hm2｡成熟后收获每小区果穗进行室内考种､计产和品质测定｡收获后自然风干,混合作为一个待测样品｡利用近红外光谱品质分析仪(Bruker公司,Matrix-I型)进行子粒淀粉､蛋白质､脂肪､赖氨酸等含量测定｡
2结果与分析
2.1目前主推普通玉米品种(系)品质现状
库丽霞等[2]以河南省生产上主要推广的15个玉米品种(系)为材料,采用近红外光谱技术,分析了在8个不同生态环境下蛋白质､淀粉､脂肪和赖氨酸4种组分含量｡结果表明,在15个品种中,HE-1､HE-2､豫单2001和豫单2002蛋白质含量高于11.00%,赖氨酸含量高于0.35%,可作为高蛋白质､高赖氨酸优质饲用专用玉米;郑
单958､浚单20､洛玉1号和郑单18淀粉含量在72.00%以上,可作为高淀粉工业加工专用玉米;HE-1､HE-2的脂肪含量在7.50%以上,可将它们作为高油工业加工和优质饲用专用玉米｡参试的15个品种(系)中,HE-1､HE-2属高油玉米;剩余的13个普通玉米品种(系)中,郑单958的脂肪含量较高,并且是目前推广面积最大的品种｡
2.2展示玉米品种(系)间品质性状差异
对37个展示玉米品种(系)4个主要品质性状进行方差分析结果表明,4个主要品质性状品种(系)间除脂肪含量达到显著差异外,其余3个品质性状在37个展示玉米品种(系)间均达到极显著差异,说明展示玉米品种(系)确实存在遗传差异,淀粉､蛋白质､脂肪､赖氨酸含量在不同玉米品种(系)间存在着本质的差异｡
2.3展示玉米品种(系)的品质性状及产量的平均表现
由表1可以看出,不同玉米品种(系)间淀粉含量､蛋白质含量､赖氨酸含量､脂肪含量及产量存在明显差异｡就淀粉含量而言,其变化范围为69.19%~76.16%,总体平均值为73.25%｡淀粉含量高于对照豫玉34的玉米品种(系)有两个,即中试4339(76.16%)､大丰26(75.10%)｡就蛋白质含量而言,其变化范围为7.97%~12.76%,总体平均值为9.93%,其中较对照豫单2002蛋白质含量高的玉米品种(系)为YD226｡就赖氨酸含量而言,其变化范围为0.317 9%~0.438 5%,总体平均值为0.347 3%,其中较对照豫单101赖氨酸含量高的玉米品种(系)有YD226､太试6号､丹玉201､ZB-198､ND685､辽单526､ND692､丹玉86､豫单811｡就脂肪含量而言,其变化范围为5.68%~6.93%,总体平均值为6.10%,其中较对照郑单958脂肪含量高的玉米品种(系)中前两位的为ND685(6.93%)､丹玉86(6.76%),提高幅度分别为64.22%､60.19%,其余均有不同程度的提高,其中幅度最小的两个玉米品种(系)分别是ZB-138､新玉34,提高幅度也均达到34.60%｡就产量而言,其变化范围为 6 052.20~16 320.75 kg/hm2,总体平均值为11 213.55 kg/hm2,其中较对照浚单18产量提高幅度最大的玉米品种(系)是ND692,产量为16 320.75 kg/hm2,增产幅度为56.86%,与对照比较有显著提高;其次为大丰26､中试4339,增产幅度分别为37.43%､36.53%｡
2.3.1展示玉米品种(系)淀粉含量分析将37个展示的玉米品种(系)的淀粉含量高于对照豫玉34的玉米品种(系)列入表2｡由表2可以看出,淀粉含量高于对照豫玉34的玉米品种(系)有两个,即中试4339､大丰26,淀粉含量分别为76.16%､75.10%,分别较对照高1.45%､0.04%｡经LSD法检验结果表明,中试4339的淀粉含量显著高于豫玉34,大丰26的淀粉含量虽然高于豫玉34但差异没有达到显著水平｡就产量而言,中试4339的产量为14 205.75 kg/hm2,比对照浚单18高3 800.85 kg/hm2,增产幅度为36.53%;大丰26的产量为14 299.05 kg/hm2,比对照浚单18高3 894.15 kg/hm2,增产幅度为37.43%｡由此可见,中试4339可以在生产上作为高产高淀粉的高产优质玉米加以推广利用｡
2.3.2展示玉米品种(系)蛋白质含量分析将37个展示的玉米品种(系)的蛋白质含量高于豫单2002的玉米品种(系)列入表3｡由表3可以看出,高于对照豫单2002蛋白质含量的玉米品种(系)有YD226,其蛋白质含量为12.76%,较对照高14.13%,
与对照相比有较大提高｡经LSD法检验结果表明,YD226蛋白质含量极显著高于对照豫单2002｡就产量而言,YD226的产量为9 065.10 kg/hm2,比浚单18下降1 339.80 kg/hm2,减产幅度为12.88%｡虽然YD226蛋白质含量较高但其产量有明显下降｡由此可见,在选择高蛋白质的玉米时应该综合考虑各方面因素,确保推广中能够满足生产需要｡
2.3.3展示玉米品种(系)赖氨酸含量分析将37个展示的玉米品种(系)的赖氨酸含量高于豫单101的玉米品种(系)列入表4｡由表4可以看出,较对照豫单101赖氨酸含量高的玉米品种(系)有YD226､太试6号､丹玉201､ZB-198､ND685､辽单526､ND692､丹玉86､豫单811,赖氨酸含量分别为
0.438 5%､0.369 8%､0.364 3%､0.360 9%､0.359 9%､0.359 4%､0.358 1%､0.354 5%､0.353 6%｡经过LSD法比较结果显示,YD226､太试6号､丹玉201号､ZB-198､ND685､辽单526均较对照差异达到极显著水平｡ND692､丹玉86､豫单811赖氨酸含量虽高于对照但未达到显著水平｡就产量而言,太试6号､ZB-198､ND685､辽单526､ND692､丹玉86､豫单811,比对照浚单18高,其中ND692和太试6号较对照增产较高,增产幅度分别为56.86%､24.77%｡由此可知,ND692和太试6号在赖氨酸含量和产量方面都较对照有很大提高,在生产上可作为高产优质玉米推广利用｡2.3.4展示玉米品种(系)脂肪含量分析37个展示的玉米品种(系)的脂肪含量均高于郑单958,将前两位和后两位玉米品种(系)列入表5｡由表5可以看出,ND685､丹玉86､ZB-138､新玉34脂肪含量分别为6.93%､6.76%､5.68%､5.68%,提高幅度分别为64.22%､60.19%､34.60%､34.60%｡LSD法比较结果显示, ND685､丹玉86､ZB-138､新玉34的脂肪含量与对照比较差异均达到极显著水平｡就产量而言,ND685､丹玉86､ZB-138､新玉34的产量均比对照浚单18的产量高｡由此可见,ND685､丹玉86号､ZB-138､新玉34在生产上可作为高产优质的玉米加以推广利用｡
3结论与讨论
1)参加展示的37个玉米品种(系)中淀粉含量较高的是中试4339,其产量､脂肪含量均较对照有所提高,在推广中应该作为高淀粉玉米加以利用｡太试6号､ZB-198､ND685､辽单526､ND692､丹玉86､豫单811在赖氨酸含量和产量方面都表现较好｡ND685､丹玉86､ZB-138､新玉34在脂肪和产量方面都较对照有所提高｡而较对照的蛋白质含量表现好的YD226产量却有所下降,可见子粒的蛋白质含量与产量性状在某种程度上呈负相关｡因此,生产上应综合考虑品种的性状以适应我国饲
料､工业对高赖氨酸玉米的需要｡ND685的产量､赖氨酸含量和脂肪含量较对照表现较好,在高油玉米较少的情况下,可以在推广应用中着重发挥其高油的特点｡产量表现最好的ND692其脂肪､赖氨酸含量较对照有所提高,可以将其作为高产且赖氨酸､脂肪含量较高的玉米加以推广利用｡
2)玉米子粒品质性状的形成同时受到基因型､环境以及二者互作的共同影响｡姚大年等[3]研究认为,在多数品质性状上基因型变异大于环境变异,但环境变异在一些品质性状上的作用较大｡有研究表明驻马店､郑州和洛阳适宜高蛋白质､高赖氨酸优质饲用专用玉米品种的种植;商丘､安阳和周口适宜高淀粉工业加工专用玉米品种的种植;商丘､新乡和郑州适宜高油专用玉米品种的种植[2]｡所以可以将试验中蛋白质､赖氨酸含量较对照表现最好的YD226在驻马店､郑州和洛阳地区试种;将淀粉含量较对照表现最好的中试4339在商丘､安阳和周口推广试种;将脂肪含量较对照表现最好的ND685在商丘､新乡和郑州推广试种｡在当前农村产业结构的调整中,实现专用玉米区域化布局,加快建成具有国内外市场竞争力的专用玉米产业带｡
3)由于优质蛋白质玉米乳熟期子粒脱水慢,成熟时果穗子粒含水量略高于普通玉米[4],因此参加展示的37个玉米品种(系)中蛋白质含量较高的几个玉米品种(系)最好在玉米成熟时雨水少､光照足的地区推广应用,同时应注意及时收获和晾晒,以防种子霉烂或感病,从而影响子粒品质,降低经济价值｡另外,一方面,我国玉米总产量的78%用作畜禽饲料,但不能满足国内饲料的需求,成为畜牧业发展的主要障碍因素;另一方面,许多农民没有足够的资金去购买价格昂贵的配合饲料｡因此,高产高蛋白质玉米品种在贫困山区或畜牧业发达地区推广应用以代替纯饲料或价格昂贵的配合饲料,是解决畜牧业对高产优质玉米需求的一条有效途径｡
4)玉米油色泽淡黄透明,气味芳香,富含多种营养物质,易被人体吸收利用,可有效缓解某些疾病,长期食用也可起到很好的预防作用,是一种优质食用油｡由于我国高油玉米育种起步较晚,育成的高油玉米品种不能满足当前玉米生产的需求,所以参加展示的37个玉米品种(系)中脂肪含量和产量较高的ND685､丹玉86､ZB-138､新玉34可作为高产高脂肪玉米品种(系)在生产上加以推广利用,以满足现代人的需求｡根据有关研究的高油玉米的三利用模式中的花粉直感效应[5],以上几个高产优质品种(系)在生产上可有选择地混合或相间种植,以此进一步提高玉米的脂肪含量｡
5)高淀粉玉米主要以加工淀粉为主,淀粉是玉米碳水化合物的主要成分,也是淀粉工业的主要原料｡玉米淀粉不仅自身的用途广,而且还可以进一步加工转化成高直链淀粉､工业酒精､食用酒精､味精､甘油等500多种产品,广泛应用于食品､医药等行业｡尤其是近年来因石油､煤等能源减少而将玉米淀粉生产燃料作为清洁燃料的现象日益增多,种植高产高淀粉的玉米品种将成为一种不可逆的趋势｡参加展示的37个玉米品种(系)中在淀粉含量和产量方面均表现突出的中试4339在生产上推广应用可以有效解决对高淀粉玉米的需求｡
参考文献:
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[2] 库丽霞,吴连成,刘新香,等.环境对玉米杂交种品质性状的影响研究[J]. 玉米科学,2006,14(6):23-27.
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