热带玉米种质在西南山地粮饲兼用型玉米创新研究中的应用

陈文俊　郑　阳　杨　华

摘要简要阐述了选育推广粮饲兼用型玉米的重要意义、西南山地兼用型玉米育种创新实践及热带种质在粮饲兼用型玉米品种创新中的利用价值,以期为西南山地粮饲兼用型玉米的育种创新提供理论依据。

关键词粮饲兼用型玉米;热带种质;育种创新;西南山地

中图分类号S513文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)19-0064-02

玉米是全球第三大主要粮食作物,集粮、经、饲于一体,是发展畜牧业的支撑作物,被誉为“饲料之王”。近年来伴随玉米乙醇汽油及食品加工业的发展,国际国内市场玉米供不应求矛盾突出,加剧了粮价上扬。作为重要的生物能源和工业原料,玉米“黄金”般的价值及其在国家经济建设中的战略地位日益彰显。

1加快创新选育推广粮饲兼用型玉米的意义

我国是世界上第二大玉米生产国,近年来玉米播种面积逐年扩大,玉米极具潜力发展成为我国第一大粮食作物。粮饲兼用型玉米选育及开发研究已引起国内外学者、同行的广泛重视。

粮饲兼用型玉米,即在玉米籽粒成熟时茎叶持绿清秀,在获得玉米高产籽粒的同时,又可收获大量优质玉米茎叶供畜牧直接饲用或作青贮原料的一类兼用型杂交玉米。其突出特点是玉米活秆成熟,籽粒产量不低于普通粒用玉米,而茎叶可作草食牲畜新鲜优质饲料,也可作生物质能源进行气化发电或提取乙醇汽油。据专家测算,种植粮饲兼用型玉米,果穗收获后可产20～25t/hm²青饲秸秆,按每头牛每天喂30kg和育肥期90d计算,可供短期育肥牛8～10头的需要。以1头育肥牛净利400元估计,粮饲兼用型玉米秸秆可额外增加利润3 200～4 000元/hm²,其社会效益、经济效益十分明显;同时通过畜牧转化,避免了玉米秸秆焚烧带来的空气污染,具有良好的生态效益。在面临“人畜争粮”、“人畜争地”的双重压力下,选育推广粮饲兼用型玉米,是平衡解决这一矛盾最经济有效的根本途径。

西南山地玉米区是全国三大玉米主产区之一,其播种面积占全国的20%。由于单产偏低(4 500kg/hm²),总产不足(占全国玉米总量的15%),畜牧对玉米消耗量大,玉米供不应求的矛盾突出,市场缺口约占1/3,是全国商品玉米净调入区。发展牛、羊等草食牲畜优势产业是西南贫困山区脱贫致富的重要途径,然而因草地石漠退化加重,致使载畜量下滑,“草源”匮乏已成为畜牧业发展限制因子。为此,选育适合本生态区推广种植的高产优质粮饲兼用型玉米新品种已成为亟待解决的重大课题。因此,选育推广粮饲兼用型玉米对促进畜牧业协调发展和保障粮食安全、振兴新农村经济均具有重要的现实意义。

2西南山地粮饲兼用型玉米育种创新实践

重庆市农科院根据市场发育需求,及时调整、制定新的育种目标,于2001年正式启动山地玉米粮饲兼用型新品种创新研究,通过直接利用低纬度地区(主要是泰国)热带玉米种质材料进行玉米新自交系培育,采用热带玉米种质×温带玉米高配合力种质的杂种优势模式,经多年试验研究选育出渝单25、渝单27、渝单31(S3505)、S3605、S3728等一批茎叶清秀、活秆成熟的优质粮饲兼用型玉米新品种新组投产应用,成功探索出一条高产优质粮饲兼用型玉米新品种选育新途径,为促进该区域粮食生产和畜牧业平衡发展提供了有力技术支撑。

3粮饲兼用型玉米渝单25号选育研究

3.1品种来源及选育经过

渝单25号(代号S3405)是重庆市农科院以自育自交系渝38为母本,以自育自交系渝35为父本杂交,经6年研究选育而成的粮饲兼用型青贮杂交玉米新品种。母本渝38是重庆市农科院以泰国热带玉米种质“泰群”为基础材料,采用系谱法经7年11代定向自交纯化、单穗留种选育而成的中熟、中秆、硬粒型自交系。父本渝35是重庆市农科院1998年用温带玉米种质渝单3号(3189×NY75)为基础材料,经多代定向自交选育而成中熟、半硬粒型自交系。经多年多生态试验研究,渝单25号表现高产、质优、耐瘠、多抗、适应种植区域广等特点,具有中熟、中秆、茎叶清秀、活秆成熟、大穗、半硬粒等优良综合农艺性状。于2005～2006年参加重庆市区试,2006年通过重庆市区试、重庆市生产试验,2007年1月通过重庆市农作物品种审定委员会审定命名。2006年参加广西预备区试和云南预试,2007年提升参加广西区试,2008年参加广西生产试验,2009年4月通过广西区农作物品种审定委员会审定命名。

3.2产量表现

2004年参加重庆市农科院品比及多点试验,比对照雅玉2号显著增产。2006年参加广西预备区试平均产量8 490 kg/hm²,比对照桂单22增产9.0%。2006年参加云南预试平均产量9 834kg/hm²,较对照兴黄单892增产8.7%。2005～2006年参加重庆市区试(山区组)平均产量8 327kg/hm²,比对照雅玉2号增产14.24%,比对照渝单8号增产6.57%,2007年晋升参加广西自治区玉米区试,2007年春秋两季平均产量7 819.5kg/hm²,比对照种桂单22号增产8.6%,在12个参试种中排第1位。2006年参加重庆玉米生产试验5个试点平均产量8 516kg/hm²,比对照雅玉2号增产18.82%,比对照渝单8号增产6.06%。2006～2008年在重庆、广西示范种植150hm²,在百年未遇的特大干旱和阴雨寡照极端气候的考验下,均表现高产稳产,茎叶清秀,抗病,饲喂牛羊等草食牲畜效果好。

3.3营养品质

3.3.1籽粒品质。2006年经农业部谷物品质监督检验测试中心测定,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%,赖氨酸0.36%,品质达到国家一级商品玉米标准。

3.3.2茎叶品质。经重庆畜牧科学研究院质检中心检测,在玉米籽粒成熟时,渝单25号茎叶初水含量为55.66%,淀粉含量19.06%,水溶性糖含量169.74mg/g,分别比渝单8号高47.68%、0.8%、110.09mg/g,而粗纤维含量低,比渝单8号低10.67%,表明渝单25茎叶品质较优。

4热带玉米种质在粮饲兼用型玉米品种创新中的利用价值

玉米热带种质起源于赤道附近低纬度地区,与温带玉米种质构成玉米的两大骨干核心种质。在长期进化中,玉米热带种质形成了Suwan、Tuxpeno、ETO等众多的种族,具有广泛丰富的遗传变异,拥有抗逆性强、根系发达、叶片浓绿、持绿期长,籽粒品质优等遗传特性,具备玉米温带种质所不具备的许多优良性状,尤其是开花后叶片光合持绿期长、抗病、耐旱。玉米热带种质与温带种质遗传距离远、在性状上互补性强,在玉米遗传改良研究具有较大的遗传增益潜力和独特利用价值。发掘利用热带亚热带玉米种质资源,拓宽现有玉米种质基础,已成育种家的共识。玉米热带种质的引进与改良利用,是科学家解决世界玉米主产区(在温带)遗传基础狭窄问题的有效途径。Suwan1种质与我国玉米四大种质类群代表系(黄早四、M017、478、丹340)有较强优势,其中Suwanl×Reid模式已被国内育种家广泛应用,并在生产上发挥了较大作用。

上述育种实践表明,以热带玉米种质为基础直接选育新自交系,采用热带玉米种质×温带玉米高配合力种质的杂种优势模式,是创新选育西南山地高产优质粮饲兼用型玉米新品种的一条有效育种新途径,热带玉米种质是培育山地粮饲兼用型玉米品种的骨干优势群。

5参考文献

[1] 刘纪麟.玉米育种学[M].北京:中国农业出版社,2002.

[2] 陈文俊.中国西南地区玉米生产和杂种优势利用现状及对策[J].玉米科学,2005(S1):5-6.

[3] 彭泽斌.我国粮饲兼用型玉米的产业现状与发展战略[J].作物杂志,2004(3):4-6.

[4] 薛晶,苏胜宇,佘花娣,等.大力发展优质粮饲兼用玉米促进畜牧养殖业可持续发展[J].中国农村小康科技,2006(11):56-58,61.