我國青貯玉米育種研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

杜志宏，張福耀，平俊愛，郭建文，呂 鑫

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，山西晉中030600）

1 我國青貯玉米育種生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 青貯玉米是重要的飼草作物

青貯玉米是指專門用于飼養(yǎng)家禽、家畜的一種玉米，其果穗、莖葉都可用作飼料。世界上畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國家，如法國、加拿大等國就大量培育飼草玉米進(jìn)行全株青貯。據(jù)Anon統(tǒng)計(jì)，歐洲種植青貯玉米的面積達(dá)330萬hm2，美國青貯玉米價(jià)值總額超過15億美元[1～3]。青貯玉米產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富，是用于生產(chǎn)奶、肉等畜產(chǎn)品最重要的飼料來源。且畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國家?guī)缀醵寂c發(fā)展青貯玉米密切相關(guān)。在這里值得一提的是印度，印度人口大約是我國的3/4，但糧食產(chǎn)量還不到我國的1/2，人均動(dòng)物性蛋白攝取量卻與我國相差無幾。其主要原因是印度采取節(jié)糧型的畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)，牛的飼養(yǎng)量是我國的3倍，牛奶產(chǎn)量是我國的12倍，而豬的飼養(yǎng)量卻只有我國的1/35，雞的飼養(yǎng)量只有我國的1/11[2]。因此，借鑒發(fā)達(dá)國家和印度的成功經(jīng)驗(yàn)，今后我國畜牧業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)大力發(fā)展牛、羊等草食家畜，適度減少豬、雞的飼養(yǎng)比例，逐步形成一個(gè)節(jié)糧型的畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)[4]。

1.2 我國青貯玉米育種發(fā)展現(xiàn)狀

我國的青貯玉米研究較晚，20世紀(jì)60年代才開始有飼料玉米的育種研究，1977年中國科學(xué)院作物研究所引進(jìn)了墨白1號(hào)，1985年首次審定青貯玉米專用種京多1號(hào)?！捌呶濉逼陂g，我國將青貯玉米育種列入國家科技攻關(guān)計(jì)劃[1，5]。特別是近幾年來，隨著人們生活水平的提高，畜牧業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了迅猛的勢(shì)頭，靠長期人畜共糧、糧飼共享已不能滿足畜牧業(yè)的要求。因此，青貯玉米育種研究是我國解決畜牧業(yè)迅猛發(fā)展與飼料短缺矛盾的主要途徑，引起玉米育種界的廣泛重視。

目前，我國主要有中國科學(xué)院遺傳研究所、遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)院、黑龍江省畜牧研究所、上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所、山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所等單位開展青貯玉米種質(zhì)資源創(chuàng)新和雜交育種方面的研究[6]，育成的品種有科多4號(hào)、科多8號(hào)、遼原1號(hào)、龍牧1號(hào)、遼青1號(hào)、雅玉8號(hào)、中北410、瑞德1號(hào)、瑞德2號(hào)等，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需求。隨著我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的進(jìn)一步深化和畜牧業(yè)的發(fā)展，青貯玉米已成為我國今后玉米新品種選育的一個(gè)重要方向。

2 青貯玉米育種在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的地位

2.1 發(fā)展青貯玉米是我國解決畜牧業(yè)迅速發(fā)展的重要途徑

我國的天然草原近4億hm2，占國土總面積的41.7%。近幾年來，草原退化嚴(yán)重，90%可利用的草原有不同程度退化[7]，飼草資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，青飼料成為制約我國畜牧業(yè)發(fā)展的瓶頸。雖然各地種植有青飼作物，如豆科作物、麥類作物、飼草高粱等，但普遍存在產(chǎn)量低、營養(yǎng)不全等問題，因而青貯玉米就成為解決畜牧業(yè)發(fā)展與青飼料不足的重要途徑。

2.2 發(fā)展青貯玉米可以緩解環(huán)境污染

1999年，我國玉米種植面積為2 590萬hm2，總產(chǎn)量為12 809萬t；預(yù)計(jì)2010年總產(chǎn)可達(dá)13 500萬t，而市場需求17 600萬t，則每年需進(jìn)口4 100萬t才能滿足國內(nèi)市場[2]。目前，普通玉米營養(yǎng)價(jià)值不全面、品質(zhì)差，加之莖稈不能很好地被利用，在許多地區(qū)被大量焚燒，造成巨大的浪費(fèi)和環(huán)境污染。所以，盡快選育出適合我國種植的青貯玉米品種，提高玉米單產(chǎn)、品質(zhì)和秸稈的利用率，用相同或較少數(shù)量的玉米生產(chǎn)出更多的肉、蛋、奶等畜牧產(chǎn)品，促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展，已成為玉米育種中亟待解決的問題，也是推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高農(nóng)民收入的客觀要求。

3 青貯玉米的種類、特點(diǎn)以及評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.1 種類

青貯玉米可分為青貯專用型、糧飼兼用型與糧飼通用型3種類型[3]。糧飼兼用型與糧飼通用型在普通玉米育種中已得到很好解決，而青貯專用型品種研究在我國目前還處于初級(jí)階段。

3.2 特點(diǎn)

青貯玉米與一般飼料相比具有以下特點(diǎn)：（1）生長速度快，莖葉繁茂，生物產(chǎn)量高，一般生物產(chǎn)量不低于60 t/hm2，干物質(zhì)產(chǎn)量高于200 g/kg。（2）營養(yǎng)豐富，非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量高，木質(zhì)素和纖維素含量低，適口性好，易于消化和吸收。（3）莖稈粗壯，抗倒伏能力強(qiáng)，耐密性好[2]。

3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

育種目標(biāo)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)要考慮產(chǎn)量和品質(zhì)。產(chǎn)量的高低一般采用3個(gè)指標(biāo)：單位面積鮮質(zhì)量、含水量（或干物質(zhì)含量）和單位面積干質(zhì)量。品質(zhì)常用指標(biāo)：粗蛋白含量、淀粉含量、中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量、木質(zhì)素含量、離體消化力和細(xì)胞壁消化力[3]。

玉米果穗對(duì)青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要作用，以干質(zhì)量計(jì)算，果穗質(zhì)量占整個(gè)植株的40%～60%，并且果穗所占比重越大，青貯玉米的青貯品質(zhì)越好。因此，應(yīng)以提高玉米生物產(chǎn)量與品質(zhì)的生物潛力為目標(biāo)，加強(qiáng)外來種質(zhì)的引進(jìn)與利用研究，改進(jìn)育種方法，利用現(xiàn)代生物技術(shù)與常規(guī)育種相結(jié)合的方法，選育適應(yīng)市場需求的青貯玉米品種；同時(shí)要選擇果穗大，葉片繁茂，莖稈多汁，保綠性好，生育期適中，品質(zhì)好，抗性強(qiáng)的品種。

4 青貯玉米選育的技術(shù)路線與方法

4.1 生物產(chǎn)量與營養(yǎng)成分是青貯玉米育種中的主要選擇對(duì)象

優(yōu)良的青貯玉米品種，必須兼顧產(chǎn)量與營養(yǎng)成分2個(gè)方面，最理想的品種必須具備“生物產(chǎn)量高，攝入量高，消化率高，營養(yǎng)物質(zhì)含量高及保綠性、抗性強(qiáng)”的四高二強(qiáng)方針[8]。鑒于以上情況，應(yīng)在選育青貯玉米雜交種的過程中，既考慮產(chǎn)量高，又兼顧品質(zhì)好的品種，這樣才能達(dá)到很好的預(yù)期效果。

4.2 青貯專用型玉米育種技術(shù)路線與育種方法

青貯專用型玉米根據(jù)其器官不同可分為高大單稈型（也可稱為糧飼兼用型）、分蘗多穗型2種類型，其育種在我國目前還處于初級(jí)階段。分蘗多穗型品種一般是利用普通玉米自交系作母本，大芻草或爆裂型玉米作父本而育成，還有一部分是利用熱帶資源作為親本材料選育的。因此，我們?cè)谟N技術(shù)路線與育種方法上，要充分利用各種資源，通過常規(guī)育種與先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)試技術(shù)有機(jī)地把種質(zhì)資源結(jié)合起來。一般采取玉米自交種選育—測(cè)配雜交種—雜交種鑒定—雜交種品比—區(qū)域試驗(yàn)—審定，選育出適合各個(gè)地區(qū)生長發(fā)育的雜交種，以供生產(chǎn)上大量使用。

4.3 雜交種的品比試驗(yàn)及評(píng)價(jià)

2006—2007 年，我們進(jìn)行了2年的品比試驗(yàn)，材料類型主要有高大單稈型中北410、中北412、廣西青貯玉米，分蘗多穗型瑞德2號(hào)，分蘗常綠型（北方地區(qū)不抽穗）SAUMZ1。從2年產(chǎn)量的結(jié)果看，生物產(chǎn)量最高的是SAUMZ1，單產(chǎn)可達(dá)94 671.0 kg/hm2，比對(duì)照中北410、中北412分別增產(chǎn)105.8%，102.9%；其次是分蘗多穗型瑞德2號(hào)，生物產(chǎn)量為92 671.5 kg/hm2，比對(duì)照中北410、中北412分別增產(chǎn)101.5%，98.6%；生物產(chǎn)量較低的是中北410、中北412，其生物產(chǎn)量分別為 46 002.0，46 674.0 kg/hm2；廣西青貯玉米因異地種植，生物產(chǎn)量也僅為50 002.5 kg/hm2?？傮w上看，分蘗常綠型生物產(chǎn)量最高，但因其不抽穗沒有籽粒，營養(yǎng)成分含量相對(duì)貧乏；分蘗多穗型品種，單株果穗多，生物產(chǎn)量高，又有籽粒產(chǎn)量，營養(yǎng)成分含量也高；高大單稈型品種生物產(chǎn)量相對(duì)較低，有籽粒產(chǎn)量，營養(yǎng)成分含量也高。這3種類型各有優(yōu)點(diǎn)，因而在生產(chǎn)應(yīng)用中可根據(jù)各自的不同條件選擇不同品種種植，充分發(fā)揮其作用。

5 青貯玉米在我國推廣的可行性

玉米已成為全世界重要的糧食、飼料和經(jīng)濟(jì)作物，在國民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位。20世紀(jì)90年代以來，全世界用于糧食的玉米占玉米總量的17.6%，用于工業(yè)原料的玉米占玉米總量的11.7%，而用于飼料的玉米占玉米總量的70.7%[6]。我國玉米的絕大部分是用于糧食與工業(yè)原料的，飼料玉米占到很少的一部分，而青貯玉米在玉米總量中所占的比例就更少。隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與畜牧業(yè)的發(fā)展，我國將會(huì)大力發(fā)展飼草玉米，且逐步形成一個(gè)節(jié)糧型的畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)。

5.1 玉米是我國傳統(tǒng)的栽培作物

在我國，玉米的種植面積為2 590萬hm2，是繼小麥、水稻之后的第三大栽培作物。我國北方地區(qū)玉米是主要的栽培作物，具有傳統(tǒng)的種植習(xí)慣，再加上玉米產(chǎn)量高、投入少、易管理、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)，青貯玉米的種植能被農(nóng)民接受，因此發(fā)展青貯玉米適合我國的國情，能夠緩解我國飼料短缺的問題。

5.2 青貯玉米比普通玉米經(jīng)濟(jì)效益高

生產(chǎn)青貯玉米比生產(chǎn)糧食能增加2～3倍的營養(yǎng)物質(zhì)。據(jù)報(bào)道，生產(chǎn)青貯玉米比生產(chǎn)籽粒玉米其營養(yǎng)物質(zhì)至少能增加50%。即1 hm2青貯玉米可得到相當(dāng)于生產(chǎn)籽粒玉米2 hm2的飼料單位。國家計(jì)劃在2010年以后，將種植的飼料玉米267萬hm2全改為青貯玉米，新增飼料產(chǎn)量相當(dāng)于 2 000 萬 t[1，5，9]。陳自勝等研究表明，在土地及耕作條件相對(duì)一致的情況下，青貯玉米比籽粒玉米多收入539元/hm2，多生產(chǎn)可消化蛋白53 kg/hm2，奶牛喂養(yǎng)青貯玉米比未喂養(yǎng)的日產(chǎn)奶增加3.64 kg，一個(gè)泌乳期多盈利978元。經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

我國是農(nóng)業(yè)大國，進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著人們生活水平的提高，對(duì)肉、蛋、奶的需求量進(jìn)一步加大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也隨之調(diào)整，且畜牧業(yè)在農(nóng)業(yè)中所占的比例也越來越大，由于草源的不足，農(nóng)田種植飼草就成為解決問題的關(guān)鍵。青貯玉米也隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整而發(fā)展，一方面可以解決產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的問題，另一方面生態(tài)環(huán)境也能得到進(jìn)一步的改善。

5.3 發(fā)展畜牧業(yè)，青貯玉米不可缺少

我國國土面積廣闊，不僅有溫帶地區(qū)而且也有亞熱帶地區(qū)。我國的玉米生產(chǎn)絕大部分集中在北方地區(qū)，且飼料玉米一貫就有北糧南調(diào)的習(xí)慣，如果在南方發(fā)展青貯玉米，就能很好地解決北糧南調(diào)的問題，可節(jié)省一筆不小的開支；同時(shí)，北方地區(qū)因牧草衰退而使畜牧業(yè)發(fā)展受到限制，所以青貯玉米不僅南方地區(qū)尤為重要，北方地區(qū)發(fā)展青貯玉米也是很必要的。

我國是農(nóng)業(yè)大國，與歐美發(fā)達(dá)國家相比，畜牧業(yè)發(fā)展相對(duì)落后，而制約畜牧業(yè)發(fā)展的主要原因之一是優(yōu)質(zhì)飼料供應(yīng)不足，尤其是南方地區(qū)種植玉米較少，飼料短缺，北方地區(qū)冬季飼草料也嚴(yán)重不足，而要解決我國南北方飼草料嚴(yán)重短缺的局面，就必須大力發(fā)展人工種植飼草料。北方地區(qū)要大量青貯，以備冬季飼草料不足之用，南方地區(qū)要大力發(fā)展青貯玉米種植以解決飼料短缺問題。隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整力度加大，人民生活的改善，畜牧業(yè)的高速發(fā)展，培育青貯飼料專用玉米新品種已成為當(dāng)務(wù)之急。推廣專用青貯玉米新品種對(duì)推進(jìn)農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高農(nóng)民收入，促使農(nóng)業(yè)由數(shù)量型向優(yōu)質(zhì)高效型轉(zhuǎn)變，改善生態(tài)環(huán)境具有歷史意義，也有廣闊的發(fā)展前景，是畜牧業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

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