河南省爆裂玉米特征特性研究

曹雯梅 劉松濤 劉述忠 張亞菲 鄭貝貝

關(guān)鍵詞：河南省;爆裂玉米品種;特征特性

爆裂玉米（zea maysL1everta Sturt） 是玉米八大類型之一，是專門用來生產(chǎn)爆米花的玉米。爆裂玉米形態(tài)特征與普通玉米有明顯的區(qū)別，多表現(xiàn)為頂部葉片下垂，每株果穗多，生育期較短，最突出特點是果穗細(xì)、子粒小，有的甚至為米粒狀，粒質(zhì)硬、光澤好、角質(zhì)胚乳多，產(chǎn)量低。子粒爆裂膨脹性好，膨爆體積大，故稱爆裂玉米。

爆裂玉米具有較高的營養(yǎng)價值。爆裂玉米子粒中蛋白質(zhì)、鈣質(zhì)及鐵質(zhì)的含量分別為普通玉米的125%、150%和165%，并富含磷脂及維生素A、B1、E 等成分[1]。用爆裂玉米制成的爆米花不僅營養(yǎng)豐富，且口感清香松脆，易消化，目前已成為大眾休閑食品之一，爆玉米花正作為一種新的粗糧食品而深受人們喜愛，具有廣闊的市場和生產(chǎn)開發(fā)前景。

為了解河南省爆裂玉米育種現(xiàn)狀，以2019年河南省參試的爆裂玉米品系為研究材料，分析了河南省爆裂玉米的豐產(chǎn)性、產(chǎn)量穩(wěn)定性、田間植株性狀特征及爆裂玉米品質(zhì)特性（包括商品品質(zhì)、加工品質(zhì)、爆玉米花品質(zhì)），為河南省爆裂玉米品種選育提供參考。

一、研究材料

2019 年參試品系共5 個，分別為：愛瑞特977 （V1）、愛瑞特558 （V2）、愛瑞特426 （V3）、愛瑞特1722 （V4）、愛瑞特961（V5），沈爆3號為對照品種（CK），全省設(shè)置了具有代表性的試點4個，試驗種植密度均為4500株/667m2。

二、品種特征特性分析

（一） 品種豐產(chǎn)性及穩(wěn)定性分析

1、品種豐產(chǎn)性。各品系在4個試驗試點的產(chǎn)量及差異顯著性見表1。與對照品種沈爆3 號相比， 愛瑞特977（V1）、愛瑞特558 （V2）、愛瑞特426 （V3）、愛瑞特1722（V4） 增產(chǎn)極顯著;愛瑞特961（V5） 增產(chǎn)顯著。其中，以V1 增產(chǎn)率最高， 為9.6% ， 以V5 增產(chǎn)率最低， 但仍為4.4%。分析表明，河南省爆裂玉米品種產(chǎn)量潛力較大，有望在產(chǎn)量上有較大提高。

2、品種產(chǎn)量穩(wěn)定性分析。采用Shukla穩(wěn)定性系數(shù)對品系小區(qū)產(chǎn)量的穩(wěn)定性進行分析，結(jié)果見表2。從表2可以看出，品系穩(wěn)定性的Shukla變異系數(shù)在3.18%～8.56%之間，各品系的Shukla變異系數(shù)均小于10%，表明參試品系穩(wěn)產(chǎn)性較好。其中，V3、V4品系的Shukla變異系數(shù)較小，分別為3.18%、4.71%，均小于5%，穩(wěn)產(chǎn)性最好;V5的Shukla變異系數(shù)最大，為8.56%，稍高于對照沈爆3號（7.46%），穩(wěn)產(chǎn)性稍差。

（二） 品系田間性狀

各品系田間農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果見表3。從表3可知，河南省爆裂玉米品系的生育期在91～93d 范圍內(nèi)。生育期在91～93d范圍內(nèi)的爆裂玉米，在河南的氣候條件下，大田夏播直播均能安全成熟。以對照品種的生育期最短， 為90.3d，其他品系的生育期均長于對照品種。表明在安全成熟的前提下，河南省爆裂玉米品種產(chǎn)量潛力高于對照。株高、穗位高均以V4最低，但其空稈率最高，為0.8%。V2的倒伏率、倒折率、空稈率均最低，抗倒伏能力最好。結(jié)合前文品系豐產(chǎn)性分析，V2是高產(chǎn)、高逆性強的優(yōu)良品系。

從育種角度的種質(zhì)資源遺傳多樣性分析，品種穩(wěn)產(chǎn)性中的倒伏率、倒折率、空稈率的變異系數(shù)均較大，尤其是倒折率的最大，變異系數(shù)為244.95%，且沒有倒折的品系最多，占80%，表明選育出抗倒折品種的可能性很大，這是河南省爆裂玉米品種選育的一個優(yōu)良性狀。生育期的變異程度最小，其變異系數(shù)僅為0.86%，這與生產(chǎn)實際相一致，是爆裂玉米均表現(xiàn)早熟的特征表現(xiàn)。

（三） 穗部性狀

品系穗部性狀室內(nèi)考種結(jié)果見表4。由表4可以看出，以V4、V1穗長較長，穗粗最粗，穗行數(shù)及行粒數(shù)也最多，穗長均在21cm及以上，穗粗分別為4.1cm、3.9cm，穗行數(shù)均為18，行粒數(shù)分別為36.6、38.0;V4的禿尖長也最短，但穗粒重、出籽率及千粒重不突出;穗粒重以V1最高，每穗粒重達(dá)87.9g，在相同密度的條件下，其產(chǎn)量應(yīng)最高，但其子粒較小，千粒重僅為165.8g，是參試品系中千粒重最小的品系，子粒太小的爆裂玉米品種，其爆米花加工品質(zhì)會較差。V3的出籽率及千粒重均最高，子粒最大。V5穗粒重最小，僅為54.6g，其產(chǎn)量也最低，是豐產(chǎn)性較差的品系，從育種角度看，應(yīng)盡快淘汰。

從育種角度的種質(zhì)資源遺傳多樣性分析，穗部性狀中千粒重、穗粒重的變異系數(shù)最大，穗行數(shù)的變異程度也較大，千粒重、穗粒重、穗行數(shù)變異系數(shù)分別為： 17.28% 、15.35%、9.22%。表明穗部的這3個性狀在育種上會有較大的突破，應(yīng)加強這3個性狀的遺傳改良，選育出粒大、產(chǎn)量高的品種。

（四） 爆裂玉米品質(zhì)特性

用于商業(yè)生產(chǎn)的爆裂玉米有很多重要的品質(zhì)性狀[3] [4]，如，膨爆特性（包括膨爆體積、膨爆倍數(shù)、膨爆率、爆花形狀等） 和食味特性（包括口感、風(fēng)味和營養(yǎng)成分等），不同品質(zhì)性狀間具有一定的相關(guān)性。河南省爆裂玉米區(qū)域試驗將爆裂玉米品質(zhì)分為商品品質(zhì)、加工品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)。

1、商品品質(zhì)。與商品品質(zhì)有關(guān)的性狀是粒度、粒形、色澤、子粒整齊度等。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)特種玉米研究所對品種商品品質(zhì)的測定結(jié)果見表5。表5表明，參試品系的粒形、粒色、光澤度基本一致，與對照品種也很接近，均表現(xiàn)良好的商品性;從百粒重、粒度來看，百粒重均大于對照品種，以V3子粒最大，百粒重達(dá)25.0g，較對照增加7.5g，增加百分率為42.9%;V2品系與對照的商品品質(zhì)最接近。各參試品系的粒度均小于CK品種（57粒/10g），其中，以V3的粒度最小，為40粒/10g，較對照品種低29.8%;以V2的粒度（56粒/10g） 與對照最接近。表明參試品系的粒重均大于對照，這與前文千粒重的分析相一致。

2、玉米花加工品質(zhì)。玉米花加工品質(zhì)的主要指標(biāo)是爆花率、膨脹倍數(shù)、花形、顏色和風(fēng)味。美國出口的商品玉米爆花率要求達(dá)到98%，膨脹倍數(shù)達(dá)30～40倍[5]。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)特種玉米研究所對參試品系玉米花加工品質(zhì)的測定結(jié)果見表6。表6表明，爆花率均高于98%，其中V2已全部爆裂，表明已達(dá)到美國爆花率的要求。從膨爆倍數(shù)來看，除V3品系膨脹倍數(shù)小于30外，其他品系的膨脹倍數(shù)均大于或等于30，也已達(dá)到美國爆花率的水平，表明河南省爆裂玉米品種的加工品質(zhì)整體水平不低于美國品種。這一結(jié)論與史振聲等[6]研究的結(jié)論一致。爆米花的花形均為蝶形，與對照品種相同。

3、爆裂玉米花品質(zhì)。爆裂玉米作為深受大眾喜愛的休閑食品，應(yīng)具有較高的質(zhì)量品質(zhì)。爆玉米花農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)包括食用品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，食用品質(zhì)即適口性十分重要，要香甜酥脆，入口易化，無皮渣，無硬芯，具有典型的玉米花香味。Park等[7]報道的爆玉米花營養(yǎng)品質(zhì)為：粗脂肪含量3.8%～4.6%、粗蛋白8.1%～10.5%，粗淀粉61.0%～67.9%。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測測試中心（鄭州） 對參試品系營養(yǎng)品質(zhì)分析測定結(jié)果見表7。與文獻(xiàn)7相比，河南省爆玉米花營養(yǎng)品質(zhì)中的粗脂肪含量的平均值（4.66%）、粗蛋白含量的平均值（10.73%）、粗淀粉含量的平均值（71.48%） 均高于Park報道的品質(zhì)性狀的最高值，表明河南省爆玉米花品質(zhì)優(yōu)良。爆玉米花作為大眾化休閑食品，必須品質(zhì)優(yōu)良，尤其是賴氨酸含量要高。賴氨酸是人體不能合成而又必須的一種氨基酸，必須強化包括賴氨酸在內(nèi)的品質(zhì)育種，以提高河南省爆裂玉米品種市場競爭力。

三、討論與結(jié)論

美國是世界上爆裂玉米研究和開發(fā)利用最早的國家，在爆裂玉米遺傳育種、栽培、產(chǎn)品研制等方面處于領(lǐng)先地位[8]。我國爆裂玉米品種選育及栽培也有著悠久的歷史，其中以沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)在品種選育上研究成效較大，目前全國及河南省爆裂玉米區(qū)域試驗的對照品種均為沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)選育審定的爆裂玉米品種沈爆3號。

河南省爆裂玉米研究起步也較早，但研究力度較小，審定品種也少，但近幾年隨著爆玉米花市場的繁榮，河南省爆裂玉米育種有較大起步，尤其是種業(yè)企業(yè)爆裂玉米育種已取得較大成就，其中2019年已有5個品系參加河南省爆裂玉米區(qū)域試驗，其豐產(chǎn)性均高于對照品種沈爆3號，其中，V1～V4品系均極顯著高于對照，且這4個品系的穩(wěn)產(chǎn)性也優(yōu)于對照;V2品系的抗倒伏、抗倒折、空稈率等均最強，也是穗部性狀綜合優(yōu)良的品系;V3品系是籽粒最大的種質(zhì)資源;V5品系綜合性狀較差。河南爆裂玉米的商品品質(zhì)除粒度均小于對照外，其他性狀均與對照接近，籽度小表明子粒較大，其加工品質(zhì)相對優(yōu)良;玉米花加工品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)均不低于美國品種，表明我國爆裂玉米品質(zhì)育種水平已達(dá)較高水平。種質(zhì)資源遺傳多樣性分析表明，抗逆性中的倒折率、穗部性狀中的禿尖長度及千粒重、品質(zhì)性狀中的脂肪含量等變異程度最大，選出具有相應(yīng)優(yōu)良性狀品種的概率較高。

我國爆裂玉米品種花型已由過去的混合花型發(fā)展到球形花和典型的蝶形花型[8]。前些年爆米花市場對花形的選擇不明顯，近幾年來，尤其是2020年以來，市場銷量最好的是球形花，蝶形花已被冷落。這就提示河南育種者，在花形選擇上應(yīng)盡快改變育種方向，選育出球形花的爆裂玉米品種，達(dá)到適銷對路，增加河南省爆裂玉米的市場潛力，提高爆裂玉米的經(jīng)濟效益。