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      玉米品種(系)子粒品質(zhì)性狀的分析比較

      2011-11-18 05:50王付娟張曉東李淑梅
      湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2011年16期
      關(guān)鍵詞:玉米

      王付娟 張曉東 李淑梅

      摘要:為今后推廣高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的玉米新品種及玉米新品種的種植生產(chǎn)提供參考依據(jù),以“國(guó)家科技支撐計(jì)劃”的37個(gè)展示玉米品種(系)和生產(chǎn)上主要推廣的玉米品種為材料,分析玉米淀粉、蛋白質(zhì)、賴(lài)氨酸、脂肪4種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀,同時(shí)結(jié)合產(chǎn)量的表現(xiàn),與主推的玉米品種進(jìn)行比較。結(jié)果表明,參加展示的37個(gè)玉米品種(系)中淀粉含量較高的中試4339其產(chǎn)量、脂肪含量均較對(duì)照有所提高,蛋白質(zhì)、賴(lài)氨酸含量較對(duì)照表現(xiàn)最好的是YD226,脂肪含量較對(duì)照表現(xiàn)最好的是ND685,產(chǎn)量表現(xiàn)最好的ND692。

      關(guān)鍵詞:玉米;展示品種(系);品質(zhì)分析

      中圖分類(lèi)號(hào):S513.033 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2011)14-3257-05

      Comparison of Seed Quality of Hybrid Maize Varieties

      WANG FU-juan1,ZHANG Xiao-dong2,LI Shu-mei1

      (1.Department of Agronomy,Xinyang Agricultural College, Xinyang 464000,Henan,China;

      2.Seed Company of Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China)

      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

      玉米種植面積、總產(chǎn)在我國(guó)糧食生產(chǎn)中的地位十分突出。以玉米生產(chǎn)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)格局基本建成,玉米既是高產(chǎn)糧食作物,又是重要的多元經(jīng)濟(jì)作物,玉米在糧食作物中產(chǎn)業(yè)鏈最長(zhǎng),增值效益最高。玉米的產(chǎn)量、質(zhì)量關(guān)系到飼料工業(yè)、食品工業(yè)、化工工業(yè)及能源產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)玉米消費(fèi)量持續(xù)增加,發(fā)展玉米生產(chǎn),提高單產(chǎn)、增加總產(chǎn),對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的基礎(chǔ)支撐作用,對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)由農(nóng)業(yè)大國(guó)走向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效、農(nóng)民增收等均具有重要的戰(zhàn)略意義。

      隨著玉米生產(chǎn)水平的提高和玉米加工業(yè)的發(fā)展,玉米品質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注,而且國(guó)內(nèi)外玉米育種研究者都將優(yōu)質(zhì)作為一項(xiàng)重要的育種目標(biāo)。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),但目前還不是農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó),要想把我國(guó)的農(nóng)副產(chǎn)品打入國(guó)際市場(chǎng),就必須提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。目前,生產(chǎn)上推廣的玉米品種不僅產(chǎn)量要高,而且品質(zhì)要好。高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)的玉米經(jīng)濟(jì)效益不高,農(nóng)民不會(huì)歡迎。因此,品質(zhì)育種將是我國(guó)玉米育種繼高產(chǎn)育種之后面臨的新問(wèn)題[1]。加入世貿(mào)組織以后,提高玉米品種品質(zhì),降低生產(chǎn)成本,開(kāi)拓國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)是促進(jìn)我國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一個(gè)重要對(duì)策。國(guó)外特別是發(fā)達(dá)國(guó)家在玉米品種優(yōu)質(zhì)專(zhuān)用化方面發(fā)展較早,并已形成產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng),如美國(guó)的“伊利諾斯”高蛋白質(zhì)飼用玉米、“奧帕克”高油工業(yè)用玉米、高賴(lài)氨酸工業(yè)用玉米、食用甜玉米、蔬菜玉米等已在生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)商業(yè)化種植。實(shí)踐證明,為能生產(chǎn)高質(zhì)量、高效益的配合飼料,為玉米工業(yè)提供大量的優(yōu)質(zhì)原料及為人們補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)豐富的食用玉米,必須大力發(fā)展特殊用途的“三高”玉米。因此,如何在繼續(xù)提高普通玉米產(chǎn)量的同時(shí),進(jìn)行品質(zhì)育種,提高其子粒品質(zhì),滿(mǎn)足多樣化、優(yōu)質(zhì)化的市場(chǎng)需求,將是21世紀(jì)玉米育種工作者面臨的新課題。

      我國(guó)專(zhuān)用玉米的育種和遺傳研究起步較晚,種質(zhì)資源基礎(chǔ)薄弱,食用、飼用和加工共用同一類(lèi)品種,缺乏高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆性強(qiáng)的專(zhuān)用品種,加上食用玉米、飼用玉米和加工專(zhuān)用玉米混種、混收、混貯,直接影響商品玉米的質(zhì)量。在當(dāng)前農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整中,應(yīng)加大開(kāi)發(fā)力度,倡導(dǎo)發(fā)展優(yōu)質(zhì)專(zhuān)用玉米。以專(zhuān)用化、多樣化的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,以提高玉米競(jìng)爭(zhēng)力和農(nóng)民收入為目的,以提高玉米品質(zhì)和降低生產(chǎn)成本為核心,優(yōu)化品種結(jié)構(gòu),提高玉米轉(zhuǎn)化能力,實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用玉米區(qū)域化布局、專(zhuān)用品種種植、規(guī)?;a(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng),加快建成具有國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的專(zhuān)用玉米產(chǎn)業(yè)帶。為此,試驗(yàn)以“國(guó)家科技支撐計(jì)劃”的37個(gè)展示玉米品種(系)為材料,利用近紅外光譜分析技術(shù)測(cè)定各展示玉米品種子粒的淀粉、蛋白質(zhì)、賴(lài)氨酸、脂肪等含量,以期篩選一批高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米,為實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用玉米區(qū)域化布局、加快建成具有國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的專(zhuān)用玉米產(chǎn)業(yè)帶提供參考。

      1材料與方法

      1.1試驗(yàn)材料

      供試材料為“國(guó)家科技支撐計(jì)劃”的37個(gè)展示玉米品種(系)丹玉402、太試5號(hào)、ND685等。其中產(chǎn)量對(duì)照為浚單18,蛋白質(zhì)對(duì)照為蛋白含量較高的豫單2002(11.18%),賴(lài)氨酸對(duì)照為高賴(lài)氨酸的豫單101(0.352 5%),脂肪對(duì)照為高脂肪的鄭單958(4.22%),淀粉對(duì)照為目前生產(chǎn)上淀粉含量較高的豫玉34(75.07%)。

      1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      2008年夏播于河南鄭州,田間試驗(yàn)按完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),2次重復(fù),2行區(qū),行長(zhǎng)4.00 m,行距0.60 m,株距0.23 m,種植密度60 000株/hm2。成熟后收獲每小區(qū)果穗進(jìn)行室內(nèi)考種、計(jì)產(chǎn)和品質(zhì)測(cè)定。收獲后自然風(fēng)干,混合作為一個(gè)待測(cè)樣品。利用近紅外光譜品質(zhì)分析儀(Bruker公司,Matrix-I型)進(jìn)行子粒淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、賴(lài)氨酸等含量測(cè)定。

      2結(jié)果與分析

      2.1目前主推普通玉米品種(系)品質(zhì)現(xiàn)狀

      庫(kù)麗霞等[2]以河南省生產(chǎn)上主要推廣的15個(gè)玉米品種(系)為材料,采用近紅外光譜技術(shù),分析了在8?jìng)€(gè)不同生態(tài)環(huán)境下蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪和賴(lài)氨酸4種組分含量。結(jié)果表明,在15個(gè)品種中,HE-1、HE-2、豫單2001和豫單2002蛋白質(zhì)含量高于11.00%,賴(lài)氨酸含量高于0.35%,可作為高蛋白質(zhì)、高賴(lài)氨酸優(yōu)質(zhì)飼用專(zhuān)用玉米;鄭單958、浚單20、洛玉1號(hào)和鄭單18淀粉含量在72.00%以上,可作為高淀粉工業(yè)加工專(zhuān)用玉米;HE-1、HE-2的脂肪含量在7.50%以上,可將它們作為高油工業(yè)加工和優(yōu)質(zhì)飼用專(zhuān)用玉米。參試的15個(gè)品種(系)中,HE-1、HE-2屬高油玉米;剩余的13個(gè)普通玉米品種(系)中,鄭單958的脂肪含量較高,并且是目前推廣面積最大的品種。

      2.2展示玉米品種(系)間品質(zhì)性狀差異

      對(duì)37個(gè)展示玉米品種(系)4個(gè)主要品質(zhì)性狀進(jìn)行方差分析結(jié)果表明,4個(gè)主要品質(zhì)性狀品種(系)間除脂肪含量達(dá)到顯著差異外,其余3個(gè)品質(zhì)性狀在37個(gè)展示玉米品種(系)間均達(dá)到極顯著差異,說(shuō)明展示玉米品種(系)確實(shí)存在遺傳差異,淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、賴(lài)氨酸含量在不同玉米品種(系)間存在著本質(zhì)的差異。

      2.3展示玉米品種(系)的品質(zhì)性狀及產(chǎn)量的平均表現(xiàn)

      由表1可以看出,不同玉米品種(系)間淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、賴(lài)氨酸含量、脂肪含量及產(chǎn)量存在明顯差異。就淀粉含量而言,其變化范圍為69.19%~76.16%,總體平均值為73.25%。淀粉含量高于對(duì)照豫玉34的玉米品種(系)有兩個(gè),即中試4339(76.16%)、大豐26(75.10%)。就蛋白質(zhì)含量而言,其變化范圍為7.97%~12.76%,總體平均值為9.93%,其中較對(duì)照豫單2002蛋白質(zhì)含量高的玉米品種(系)為YD226。就賴(lài)氨酸含量而言,其變化范圍為0.317 9%~0.438 5%,總體平均值為0.347 3%,其中較對(duì)照豫單101賴(lài)氨酸含量高的玉米品種(系)有YD226、太試6號(hào)、丹玉201、ZB-198、ND685、遼單526、ND692、丹玉86、豫單811。就脂肪含量而言,其變化范圍為5.68%~6.93%,總體平均值為6.10%,其中較對(duì)照鄭單958脂肪含量高的玉米品種(系)中前兩位的為ND685(6.93%)、丹玉86(6.76%),提高幅度分別為64.22%、60.19%,其余均有不同程度的提高,其中幅度最小的兩個(gè)玉米品種(系)分別是ZB-138、新玉34,提高幅度也均達(dá)到34.60%。就產(chǎn)量而言,其變化范圍為6 052.20~16 320.75 kg/hm2,總體平均值為11 213.55 kg/hm2,其中較對(duì)照浚單18產(chǎn)量提高幅度最大的玉米品種(系)是ND692,產(chǎn)量為16 320.75 kg/hm2,增產(chǎn)幅度為56.86%,與對(duì)照比較有顯著提高;其次為大豐26、中試4339,增產(chǎn)幅度分別為37.43%、36.53%。

      2.3.1展示玉米品種(系)淀粉含量分析將37個(gè)展示的玉米品種(系)的淀粉含量高于對(duì)照豫玉34的玉米品種(系)列入表2。由表2可以看出,淀粉含量高于對(duì)照豫玉34的玉米品種(系)有兩個(gè),即中試4339、大豐26,淀粉含量分別為76.16%、75.10%,分別較對(duì)照高1.45%、0.04%。經(jīng)LSD法檢驗(yàn)結(jié)果表明,中試4339的淀粉含量顯著高于豫玉34,大豐26的淀粉含量雖然高于豫玉34但差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平。就產(chǎn)量而言,中試4339的產(chǎn)量為14 205.75 kg/hm2,比對(duì)照浚單18高3 800.85 kg/hm2,增產(chǎn)幅度為36.53%;大豐26的產(chǎn)量為14 299.05 kg/hm2,比對(duì)照浚單18高3 894.15 kg/hm2,增產(chǎn)幅度為37.43%。由此可見(jiàn),中試4339可以在生產(chǎn)上作為高產(chǎn)高淀粉的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米加以推廣利用。

      2.3.2展示玉米品種(系)蛋白質(zhì)含量分析將37個(gè)展示的玉米品種(系)的蛋白質(zhì)含量高于豫單2002的玉米品種(系)列入表3。由表3可以看出,高于對(duì)照豫單2002蛋白質(zhì)含量的玉米品種(系)有YD226,其蛋白質(zhì)含量為12.76%,較對(duì)照高14.13%,與對(duì)照相比有較大提高。經(jīng)LSD法檢驗(yàn)結(jié)果表明,YD226蛋白質(zhì)含量極顯著高于對(duì)照豫單2002。就產(chǎn)量而言,YD226的產(chǎn)量為9 065.10 kg/hm2,比浚單18下降1 339.80 kg/hm2,減產(chǎn)幅度為12.88%。雖然YD226蛋白質(zhì)含量較高但其產(chǎn)量有明顯下降。由此可見(jiàn),在選擇高蛋白質(zhì)的玉米時(shí)應(yīng)該綜合考慮各方面因素,確保推廣中能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。

      2.3.3展示玉米品種(系)賴(lài)氨酸含量分析將37個(gè)展示的玉米品種(系)的賴(lài)氨酸含量高于豫單101的玉米品種(系)列入表4。由表4可以看出,較對(duì)照豫單101賴(lài)氨酸含量高的玉米品種(系)有YD226、太試6號(hào)、丹玉201、ZB-198、ND685、遼單526、ND692、丹玉86、豫單811,賴(lài)氨酸含量分別為

      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%。經(jīng)過(guò)LSD法比較結(jié)果顯示,YD226、太試6號(hào)、丹玉201號(hào)、ZB-198、ND685、遼單526均較對(duì)照差異達(dá)到極顯著水平。ND692、丹玉86、豫單811賴(lài)氨酸含量雖高于對(duì)照但未達(dá)到顯著水平。就產(chǎn)量而言,太試6號(hào)、ZB-198、ND685、遼單526、ND692、丹玉86、豫單811,比對(duì)照浚單18高,其中ND692和太試6號(hào)較對(duì)照增產(chǎn)較高,增產(chǎn)幅度分別為56.86%、24.77%。由此可知,ND692和太試6號(hào)在賴(lài)氨酸含量和產(chǎn)量方面都較對(duì)照有很大提高,在生產(chǎn)上可作為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米推廣利用。

      2.3.4展示玉米品種(系)脂肪含量分析37個(gè)展示的玉米品種(系)的脂肪含量均高于鄭單958,將前兩位和后兩位玉米品種(系)列入表5。由表5可以看出,ND685、丹玉86、ZB-138、新玉34脂肪含量分別為6.93%、6.76%、5.68%、5.68%,提高幅度分別為64.22%、60.19%、34.60%、34.60%。LSD法比較結(jié)果顯示, ND685、丹玉86、ZB-138、新玉34的脂肪含量與對(duì)照比較差異均達(dá)到極顯著水平。就產(chǎn)量而言,ND685、丹玉86、ZB-138、新玉34的產(chǎn)量均比對(duì)照浚單18的產(chǎn)量高。由此可見(jiàn),ND685、丹玉86號(hào)、ZB-138、新玉34在生產(chǎn)上可作為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的玉米加以推廣利用。

      3結(jié)論與討論

      1)參加展示的37個(gè)玉米品種(系)中淀粉含量較高的是中試4339,其產(chǎn)量、脂肪含量均較對(duì)照有所提高,在推廣中應(yīng)該作為高淀粉玉米加以利用。太試6號(hào)、ZB-198、ND685、遼單526、ND692、丹玉86、豫單811在賴(lài)氨酸含量和產(chǎn)量方面都表現(xiàn)較好。ND685、丹玉86、ZB-138、新玉34在脂肪和產(chǎn)量方面都較對(duì)照有所提高。而較對(duì)照的蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)好的YD226產(chǎn)量卻有所下降,可見(jiàn)子粒的蛋白質(zhì)含量與產(chǎn)量性狀在某種程度上呈負(fù)相關(guān)。因此,生產(chǎn)上應(yīng)綜合考慮品種的性狀以適應(yīng)我國(guó)飼料、工業(yè)對(duì)高賴(lài)氨酸玉米的需要。ND685的產(chǎn)量、賴(lài)氨酸含量和脂肪含量較對(duì)照表現(xiàn)較好,在高油玉米較少的情況下,可以在推廣應(yīng)用中著重發(fā)揮其高油的特點(diǎn)。產(chǎn)量表現(xiàn)最好的ND692其脂肪、賴(lài)氨酸含量較對(duì)照有所提高,可以將其作為高產(chǎn)且賴(lài)氨酸、脂肪含量較高的玉米加以推廣利用。

      2)玉米子粒品質(zhì)性狀的形成同時(shí)受到基因型、環(huán)境以及二者互作的共同影響。姚大年等[3]研究認(rèn)為,在多數(shù)品質(zhì)性狀上基因型變異大于環(huán)境變異,但環(huán)境變異在一些品質(zhì)性狀上的作用較大。有研究表明駐馬店、鄭州和洛陽(yáng)適宜高蛋白質(zhì)、高賴(lài)氨酸優(yōu)質(zhì)飼用專(zhuān)用玉米品種的種植;商丘、安陽(yáng)和周口適宜高淀粉工業(yè)加工專(zhuān)用玉米品種的種植;商丘、新鄉(xiāng)和鄭州適宜高油專(zhuān)用玉米品種的種植[2]。所以可以將試驗(yàn)中蛋白質(zhì)、賴(lài)氨酸含量較對(duì)照表現(xiàn)最好的YD226在駐馬店、鄭州和洛陽(yáng)地區(qū)試種;將淀粉含量較對(duì)照表現(xiàn)最好的中試4339在商丘、安陽(yáng)和周口推廣試種;將脂肪含量較對(duì)照表現(xiàn)最好的ND685在商丘、新鄉(xiāng)和鄭州推廣試種。在當(dāng)前農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整中,實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用玉米區(qū)域化布局,加快建成具有國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的專(zhuān)用玉米產(chǎn)業(yè)帶。

      3)由于優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)玉米乳熟期子粒脫水慢,成熟時(shí)果穗子粒含水量略高于普通玉米[4],因此參加展示的37個(gè)玉米品種(系)中蛋白質(zhì)含量較高的幾個(gè)玉米品種(系)最好在玉米成熟時(shí)雨水少、光照足的地區(qū)推廣應(yīng)用,同時(shí)應(yīng)注意及時(shí)收獲和晾曬,以防種子霉?fàn)€或感病,從而影響子粒品質(zhì),降低經(jīng)濟(jì)價(jià)值。另外,一方面,我國(guó)玉米總產(chǎn)量的78%用作畜禽飼料,但不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)飼料的需求,成為畜牧業(yè)發(fā)展的主要障礙因素;另一方面,許多農(nóng)民沒(méi)有足夠的資金去購(gòu)買(mǎi)價(jià)格昂貴的配合飼料。因此,高產(chǎn)高蛋白質(zhì)玉米品種在貧困山區(qū)或畜牧業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)推廣應(yīng)用以代替純飼料或價(jià)格昂貴的配合飼料,是解決畜牧業(yè)對(duì)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米需求的一條有效途徑。

      4)玉米油色澤淡黃透明,氣味芳香,富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),易被人體吸收利用,可有效緩解某些疾病,長(zhǎng)期食用也可起到很好的預(yù)防作用,是一種優(yōu)質(zhì)食用油。由于我國(guó)高油玉米育種起步較晚,育成的高油玉米品種不能滿(mǎn)足當(dāng)前玉米生產(chǎn)的需求,所以參加展示的37個(gè)玉米品種(系)中脂肪含量和產(chǎn)量較高的ND685、丹玉86、ZB-138、新玉34可作為高產(chǎn)高脂肪玉米品種(系)在生產(chǎn)上加以推廣利用,以滿(mǎn)足現(xiàn)代人的需求。根據(jù)有關(guān)研究的高油玉米的三利用模式中的花粉直感效應(yīng)[5],以上幾個(gè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種(系)在生產(chǎn)上可有選擇地混合或相間種植,以此進(jìn)一步提高玉米的脂肪含量。

      5)高淀粉玉米主要以加工淀粉為主,淀粉是玉米碳水化合物的主要成分,也是淀粉工業(yè)的主要原料。玉米淀粉不僅自身的用途廣,而且還可以進(jìn)一步加工轉(zhuǎn)化成高直鏈淀粉、工業(yè)酒精、食用酒精、味精、甘油等500多種產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)。尤其是近年來(lái)因石油、煤等能源減少而將玉米淀粉生產(chǎn)燃料作為清潔燃料的現(xiàn)象日益增多,種植高產(chǎn)高淀粉的玉米品種將成為一種不可逆的趨勢(shì)。參加展示的37個(gè)玉米品種(系)中在淀粉含量和產(chǎn)量方面均表現(xiàn)突出的中試4339在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用可以有效解決對(duì)高淀粉玉米的需求。

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