熱帶玉米種質在西南山地糧飼兼用型玉米創(chuàng)新研究中的應用

陳文俊　鄭　陽　楊　華

摘要簡要闡述了選育推廣糧飼兼用型玉米的重要意義、西南山地兼用型玉米育種創(chuàng)新實踐及熱帶種質在糧飼兼用型玉米品種創(chuàng)新中的利用價值,以期為西南山地糧飼兼用型玉米的育種創(chuàng)新提供理論依據。

關鍵詞糧飼兼用型玉米;熱帶種質;育種創(chuàng)新;西南山地

中圖分類號S513文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)19-0064-02

玉米是全球第三大主要糧食作物,集糧、經、飼于一體,是發(fā)展畜牧業(yè)的支撐作物,被譽為“飼料之王”。近年來伴隨玉米乙醇汽油及食品加工業(yè)的發(fā)展,國際國內市場玉米供不應求矛盾突出,加劇了糧價上揚。作為重要的生物能源和工業(yè)原料,玉米“黃金”般的價值及其在國家經濟建設中的戰(zhàn)略地位日益彰顯。

1加快創(chuàng)新選育推廣糧飼兼用型玉米的意義

我國是世界上第二大玉米生產國,近年來玉米播種面積逐年擴大,玉米極具潛力發(fā)展成為我國第一大糧食作物。糧飼兼用型玉米選育及開發(fā)研究已引起國內外學者、同行的廣泛重視。

糧飼兼用型玉米,即在玉米籽粒成熟時莖葉持綠清秀,在獲得玉米高產籽粒的同時,又可收獲大量優(yōu)質玉米莖葉供畜牧直接飼用或作青貯原料的一類兼用型雜交玉米。其突出特點是玉米活稈成熟,籽粒產量不低于普通粒用玉米,而莖葉可作草食牲畜新鮮優(yōu)質飼料,也可作生物質能源進行氣化發(fā)電或提取乙醇汽油。據專家測算,種植糧飼兼用型玉米,果穗收獲后可產20～25t/hm²青飼秸稈,按每頭牛每天喂30kg和育肥期90d計算,可供短期育肥牛8～10頭的需要。以1頭育肥牛凈利400元估計,糧飼兼用型玉米秸稈可額外增加利潤3 200～4 000元/hm²,其社會效益、經濟效益十分明顯;同時通過畜牧轉化,避免了玉米秸稈焚燒帶來的空氣污染,具有良好的生態(tài)效益。在面臨“人畜爭糧”、“人畜爭地”的雙重壓力下,選育推廣糧飼兼用型玉米,是平衡解決這一矛盾最經濟有效的根本途徑。

西南山地玉米區(qū)是全國三大玉米主產區(qū)之一,其播種面積占全國的20%。由于單產偏低(4 500kg/hm²),總產不足(占全國玉米總量的15%),畜牧對玉米消耗量大,玉米供不應求的矛盾突出,市場缺口約占1/3,是全國商品玉米凈調入區(qū)。發(fā)展牛、羊等草食牲畜優(yōu)勢產業(yè)是西南貧困山區(qū)脫貧致富的重要途徑,然而因草地石漠退化加重,致使載畜量下滑,“草源”匱乏已成為畜牧業(yè)發(fā)展限制因子。為此,選育適合本生態(tài)區(qū)推廣種植的高產優(yōu)質糧飼兼用型玉米新品種已成為亟待解決的重大課題。因此,選育推廣糧飼兼用型玉米對促進畜牧業(yè)協調發(fā)展和保障糧食安全、振興新農村經濟均具有重要的現實意義。

2西南山地糧飼兼用型玉米育種創(chuàng)新實踐

重慶市農科院根據市場發(fā)育需求,及時調整、制定新的育種目標,于2001年正式啟動山地玉米糧飼兼用型新品種創(chuàng)新研究,通過直接利用低緯度地區(qū)(主要是泰國)熱帶玉米種質材料進行玉米新自交系培育,采用熱帶玉米種質×溫帶玉米高配合力種質的雜種優(yōu)勢模式,經多年試驗研究選育出渝單25、渝單27、渝單31(S3505)、S3605、S3728等一批莖葉清秀、活稈成熟的優(yōu)質糧飼兼用型玉米新品種新組投產應用,成功探索出一條高產優(yōu)質糧飼兼用型玉米新品種選育新途徑,為促進該區(qū)域糧食生產和畜牧業(yè)平衡發(fā)展提供了有力技術支撐。

3糧飼兼用型玉米渝單25號選育研究

3.1品種來源及選育經過

渝單25號(代號S3405)是重慶市農科院以自育自交系渝38為母本,以自育自交系渝35為父本雜交,經6年研究選育而成的糧飼兼用型青貯雜交玉米新品種。母本渝38是重慶市農科院以泰國熱帶玉米種質“泰群”為基礎材料,采用系譜法經7年11代定向自交純化、單穗留種選育而成的中熟、中稈、硬粒型自交系。父本渝35是重慶市農科院1998年用溫帶玉米種質渝單3號(3189×NY75)為基礎材料,經多代定向自交選育而成中熟、半硬粒型自交系。經多年多生態(tài)試驗研究,渝單25號表現高產、質優(yōu)、耐瘠、多抗、適應種植區(qū)域廣等特點,具有中熟、中稈、莖葉清秀、活稈成熟、大穗、半硬粒等優(yōu)良綜合農藝性狀。于2005～2006年參加重慶市區(qū)試,2006年通過重慶市區(qū)試、重慶市生產試驗,2007年1月通過重慶市農作物品種審定委員會審定命名。2006年參加廣西預備區(qū)試和云南預試,2007年提升參加廣西區(qū)試,2008年參加廣西生產試驗,2009年4月通過廣西區(qū)農作物品種審定委員會審定命名。

3.2產量表現

2004年參加重慶市農科院品比及多點試驗,比對照雅玉2號顯著增產。2006年參加廣西預備區(qū)試平均產量8 490 kg/hm²,比對照桂單22增產9.0%。2006年參加云南預試平均產量9 834kg/hm²,較對照興黃單892增產8.7%。2005～2006年參加重慶市區(qū)試(山區(qū)組)平均產量8 327kg/hm²,比對照雅玉2號增產14.24%,比對照渝單8號增產6.57%,2007年晉升參加廣西自治區(qū)玉米區(qū)試,2007年春秋兩季平均產量7 819.5kg/hm²,比對照種桂單22號增產8.6%,在12個參試種中排第1位。2006年參加重慶玉米生產試驗5個試點平均產量8 516kg/hm²,比對照雅玉2號增產18.82%,比對照渝單8號增產6.06%。2006～2008年在重慶、廣西示范種植150hm²,在百年未遇的特大干旱和陰雨寡照極端氣候的考驗下,均表現高產穩(wěn)產,莖葉清秀,抗病,飼喂牛羊等草食牲畜效果好。

3.3營養(yǎng)品質

3.3.1籽粒品質。2006年經農業(yè)部谷物品質監(jiān)督檢驗測試中心測定,籽粒容重748g/L,水分9.7%,粗蛋白10.96%,粗脂肪4.18%,粗淀粉70.57%,賴氨酸0.36%,品質達到國家一級商品玉米標準。

3.3.2莖葉品質。經重慶畜牧科學研究院質檢中心檢測,在玉米籽粒成熟時,渝單25號莖葉初水含量為55.66%,淀粉含量19.06%,水溶性糖含量169.74mg/g,分別比渝單8號高47.68%、0.8%、110.09mg/g,而粗纖維含量低,比渝單8號低10.67%,表明渝單25莖葉品質較優(yōu)。

4熱帶玉米種質在糧飼兼用型玉米品種創(chuàng)新中的利用價值

玉米熱帶種質起源于赤道附近低緯度地區(qū),與溫帶玉米種質構成玉米的兩大骨干核心種質。在長期進化中,玉米熱帶種質形成了Suwan、Tuxpeno、ETO等眾多的種族,具有廣泛豐富的遺傳變異,擁有抗逆性強、根系發(fā)達、葉片濃綠、持綠期長,籽粒品質優(yōu)等遺傳特性,具備玉米溫帶種質所不具備的許多優(yōu)良性狀,尤其是開花后葉片光合持綠期長、抗病、耐旱。玉米熱帶種質與溫帶種質遺傳距離遠、在性狀上互補性強,在玉米遺傳改良研究具有較大的遺傳增益潛力和獨特利用價值。發(fā)掘利用熱帶亞熱帶玉米種質資源,拓寬現有玉米種質基礎,已成育種家的共識。玉米熱帶種質的引進與改良利用,是科學家解決世界玉米主產區(qū)(在溫帶)遺傳基礎狹窄問題的有效途徑。Suwan1種質與我國玉米四大種質類群代表系(黃早四、M017、478、丹340)有較強優(yōu)勢,其中Suwanl×Reid模式已被國內育種家廣泛應用,并在生產上發(fā)揮了較大作用。

上述育種實踐表明,以熱帶玉米種質為基礎直接選育新自交系,采用熱帶玉米種質×溫帶玉米高配合力種質的雜種優(yōu)勢模式,是創(chuàng)新選育西南山地高產優(yōu)質糧飼兼用型玉米新品種的一條有效育種新途徑,熱帶玉米種質是培育山地糧飼兼用型玉米品種的骨干優(yōu)勢群。

5參考文獻

[1] 劉紀麟.玉米育種學[M].北京:中國農業(yè)出版社,2002.

[2] 陳文俊.中國西南地區(qū)玉米生產和雜種優(yōu)勢利用現狀及對策[J].玉米科學,2005(S1):5-6.

[3] 彭澤斌.我國糧飼兼用型玉米的產業(yè)現狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J].作物雜志,2004(3):4-6.

[4] 薛晶,蘇勝宇,佘花娣,等.大力發(fā)展優(yōu)質糧飼兼用玉米促進畜牧養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J].中國農村小康科技,2006(11):56-58,61.