GPIT那氏大穗玉米的特征特性及发展前景

王 纶，王星玉，杨红军，那郅烨，元改香，赵和平，元慕田

（1.山西省农业科学院农作物品种资源研究所，农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，山西太原 030031；2.云南生态农业研究所，云南昆明 650106；3.山西省奥圣农业开发有限公司，山西太原 030001）

GPIT那氏大穗玉米（简称那氏大穗）是进入21世纪以来我国以独特的GPIT生物技术手段培育的高光效丰产、优质玉米新品种。2015年在黑龙江的大庆、绥化、北安，河南省的郑州、漯河、南阳以及山西太原等地进行多点大面积的示范试验；2016年除上述试点继续扩大种植面积以外，分别又在宁夏盐池县冯记沟乡天朗现代农业基地的沙化土地和宁夏银川贺兰山农牧场重度盐碱地，进行沙化土地和重度盐碱地改良和开发的示范试验，均取得了良好效果。

山西的太原试点设在娄烦县米峪镇兴旺庄村，2015年在1.67 hm2的土地上获得比对照大幅增产的前提下[1]，2016年又在山西北部的阳高、怀仁、原平3个县（市）设点种植，其结果不论是籽粒还是茎秆的产量和品质，3个试点均取得了令人满意的效果[2]；2017年在2 a试验的基础上，总结经验和不足，逐步扩大种植面积至2 000 hm2，并相应研发出配套的专用播种耕作机械，可以实现机械化作业一次完成。同步研发出针对那氏大穗生育前期配套专用需求的GPIT生物制剂1号、2号和3号，以供叶面喷施，充分发挥那氏大穗玉米高光效特性的潜力。那氏大穗玉米在山西各地大面积的推广种植，必将会对玉米经济效益的提升和推动畜牧业的发展发挥重要作用。

1 品种来源

那氏大穗玉米是由云南省生态农业研究所那中元研究员，以GPIT生物技术手段培育出的非转基因最新国产玉米新品种，该品种不仅具有GPIT生物技术的高光效特性，而且还能够激发出玉米潜在的各种优良性状，并能够累计叠加代代遗传传递下去，因此，表现出比其他单交或双交玉米品种更加丰产、优质、抗病、抗逆性强和适应性广的优点。

2 形态特征

该品种属单交种，株型半紧凑，成株整齐。株高2.8～3.0 m，穗粒高 1.1～1.3 m，茎粗 3.2 cm，植株健壮长势强。叶片肥大厚实，深绿色，主脉明显，半上举，全株叶片18～20片[3]。雄穗发达，花粉量大，护颖绿色，花为淡粉红色。果穗长筒形，无自然秃尖，穗长26～32 cm，穗粗5.0～5.6 cm，穗行数18～24行，行粒数46～55粒，穗粒数910～940粒，穗粒质量300～320 g，双穗率45%～52%，单株粒质量436～445 g。籽粒黄色，半马齿型，籽粒长1.1～1.3 cm，百粒质量38～40 g，出籽率82%。穗轴红色，穗轴粗3.0～4.1 cm。

3 生物学特性

该品种属中早熟种，在山西太原地区种植春播生育期120 d，夏播生育期90 d。茎秆粗壮，根系发达，抗倒伏。喜水肥，在水肥充足的情况下增产效果更加明显；具有明显的高光效特性，在稀植通风透光的耕作条件下增产幅度明显提高；高度耐盐碱，在土壤盐碱含量0.6%重度盐碱地种植，仍能获得高额产量；耐瘠薄，在沙化土地种植也能获得较高的产量；适应性广，在有效积温达2 600℃以上的平川、丘陵、水地、旱地，物候期长或短的高寒山区均可种植；抗逆性强，对秋季突发的早霜降临和春季突发的晚霜降临均有较强的抵抗能力，夏季突发的干热风危害也不会对植株的生长带来影响；生长势强，抗衰老，到籽粒成熟时，在其他玉米品种茎叶均干枯死亡的情况下，该品种仍然青秆绿叶，表现出旺盛的生命力；抗病性强，抗大斑病、锈病、茎腐病，中抗灰斑病、弯孢霉叶斑病、丝黑穗病。

4 籽粒和茎叶的产量

4.1 籽粒产量

在2015年太原娄烦试点的示范试验和2016年山西阳高、怀仁、原平试点的示范试验表明，4个试点的籽粒产量均增产，而且增产幅度很大。4个试点产量最高的是怀仁试点，每公顷18 720 kg，最低的是娄烦试点，每公顷15 168 kg，最高和最低每公顷相差3 552 kg，4个试点的公顷产量平均为17 169 kg，从比对照（CK）品种的增产幅度来看，增产幅度最高的为娄烦试点，增产79.61%（CK为龙生2号）；增产幅度最低的是原平试点（CK为先玉335），增产幅度72.17%，最高和最低的增产幅度相差7.44百分点；增产幅度居中的是阳高和怀仁试点（CK为先玉335），分别为74.93%和77.27%。4个试点的平均增产幅度为75.84%（表1）。

表1 那氏大穗玉米与对照在各试点的籽粒产量比较

对宁夏沙化地试点和重度盐碱地的示范试验结果表明，在不保水肥的沙化地公顷产量也达到14 595 kg，比对照（陇单 6号）增产 37.54%[4]。在土壤全盐含量116.7 g/hm2的重度盐碱地上，仍可获得每公顷17 844 kg的高额产量，比对照（正大12）增产11.17%[5]（表1）。不同试点产量的大幅增加，说明那氏大穗玉米在高光效的作用下，对不同生态环境的广泛适应性，也说明那氏大穗玉米对逆境生态环境、不保水肥的沙化土地和重度盐碱地的高度抵抗性。经过在河南省郑州、漯河、南阳、兰考，东北的甘南、大庆、绥化、北安等地试验，籽粒和茎叶的产量也比对照大幅增产，在春播区的籽粒公顷产量最高可达25 500 kg。

4.2 茎叶青贮产量

那氏大穗玉米在高光效的作用下，不仅是籽粒产量高，由于茎叶繁盛，长势健壮，导致生物产量也高。由于茎叶可作为发展畜牧业的优良青贮饲料利用，因此，那氏大穗茎叶青贮产量的提高，对牧区也显得尤为重要。对那氏大穗在宁夏牧区沙化地试点茎叶青贮产量测产表明，那氏大穗的单株鲜质量比对照多258.85 g，单株干质量多64.61 g，公顷产量比对照多23.4 t（表2）。

表2 那氏大穗玉米与对照在宁夏沙化地青贮产量的比较

5 籽粒与茎秆的品质

5.1 籽粒品质

经测定，那氏大穗玉米籽粒容重720～780 g/L，粗蛋白含量10.8%，粗脂肪含量4.22%，淀粉含量72.70%，赖氨酸含量0.30%，均高于一般品种。此外，可溶性糖含量显著提高，通过2016年在山西阳高、怀仁和原平3个试点籽粒含糖量的测定，那氏大穗在阳高试点比对照高7.28百分点，在怀仁试点高8.10百分点，在原平试点高6.26百分点，3点比对照平均高7.25百分点（表3）。籽粒含糖量的提高是籽粒营养品质和口感品质得到明显改善的重要体现，特别是对玉米籽粒食用价值的提升会起到很重要的作用，乳熟期嫩玉米的开发利用对提高玉米的附加值又会发挥独特的作用。

表3 那氏大穗玉米与对照阳高、怀仁、原平3个试点籽粒和茎秆含糖量的比较 %

5.2 茎秆品质

2016年对山西阳高、怀仁和原平3个试点籽粒含糖量测定的同时，对成熟期玉米的茎秆含糖量也进行了测定。结果表明，阳高试点茎秆含糖量比对照高8.13百分点，怀仁试点高8.90百分点，原平试点高6.74百分点，3点比对照平均提高7.93百分点（表3）。茎秆含糖量的提高是茎秆营养品质和口感品质得到明显改善的重要体现，茎秆营养品质和口感品质的提高对于促进畜牧业的发展具有重要意义，特别是对解决奶牛的青贮饲料，提高产奶量和奶牛的增膘也会发挥重要作用。

6 栽培技术要点

6.1 播种期

该品种属中早熟品种，再加之生育期间叶面喷施GPIT生物制剂有促进早熟的作用，因此，播种期要比一般玉米晚播15～20 d，在当地土壤10 cm深度的地温稳定在14℃时是最佳播种期。根据山西娄烦、阳高、怀仁、原平等地的试验，播种期以5月中旬最为适宜。各地可以根据当地的有效积温和无霜期的长短进行适当调整。

6.2 深条施肥，浅播种

深条施肥的深度要求15～18 cm，浅播种的深度要求3～5 cm。深条施肥的作用是根据该品种先发根后发苗的特点而实施的，这样可以起到植株自养和异养的作用，在幼苗时促进幼苗根系快速向土壤深层发展，起到苗期蹲苗的效果；在生长旺盛期，又可以集中满足植株对肥料的需求，起到肥料利用最大化效果，从而达到根深叶茂、植株发育健壮的目的。浅播种的要求也是根据该品种先发根、后发苗的特点而制定的。深播种会导致幼苗顶土力减弱，容易出现出苗慢或苗弱小的情况；而浅播种会实现快出苗、出好苗，防止缺苗断垄，达到苗全苗壮的效果[6]。

6.3 宽窄行种植

该品种最明显的特性就是光能利用率高，喜光照。因此，在栽培技术上对通风透光的条件十分苛求，要求宽行1.2 m，窄行0.3 m。宽行内可间套矮秆的豆科作物，如马铃薯和大豆等[7]。一方面对该品种通风透光的需求不会造成影响；另一方面豆科作物根瘤菌产生的氮元素又可增加土壤氮肥的含量，相辅相成，促进该品种更加健壮的生长；同时又充分利用了土地，在玉米增收的前提下，又多收一茬作物，大大提高了农民的经济效益。该品种宽窄行的种植模式，已经由云南生态农业研究所和山西奥圣农业开发有限公司研发出相应配套的专用播种机，在大面积种植时可以实现机械化作业一次完成，大大提高了工作效率。

6.4 留苗密度

留苗密度要根据土壤肥力确定，作为粮食和茎叶青贮兼用时，在高水肥地一般每公顷留苗5.1万株，一般肥力地每公顷留苗5.4万～5.7万株，旱地每公顷留苗6.0万株；作为茎叶青贮专用时，一般留苗密度要加大至每公顷9.0万株左右，这样可以获得更高的生物产量[8]。

6.5 生长前期的配套技术管理

该品种以GPIT生物技术特殊的育种手段育成，对GPIT生物制剂也存在相应的依赖性。因此，在幼苗生长到4～5叶期、7～8叶期、11～12叶期时也要分别进行GPIT生物制剂的叶面喷施[9]，根据不同生长时期的特点，每次叶面喷施GPIT生物制剂的溶液浓度均有差异，在每次喷施的不同浓度的GPIT制剂中，也要根据不同生长期的需求，添加相应的不同比例的微量元素及磷、钾肥料等，以起到更加合理的调控或促进生长的作用[10]，为了在生产上更加规范标准地完成该品种生长前期的3次叶面喷施GPIT生物制剂的配套技术，由山西奥圣农业开发有限公司专门生产出GPIT那氏齐齐发诱导剂1号、2号、3号，在对应的生长期分3次叶面喷施。每次的叶面喷施，均会起到不同的效果，第1次可以起到促进根系发育、使植株蹲苗健壮的效果；第2次可起到促进植株茂盛生长、提高作物抗逆和抗病性的效果；第3次可起到促进籽粒饱满、提高产量品质的效果。在3次叶面喷施配套技术的管理下，该品种就会激发出潜在的更加优良的品种特性，从而达到大幅增产和优质、高抗的目的[11]。

7 发展种植前景

7.1 那氏大穗玉米的种植可以有效提高农民的经济效益

从新石器时代农耕历史开始，我国的农耕历史已经历了近1万年之久，从原始社会的刀耕火种到现今的机械化集约生产，经历了原始农业到传统农业再到现代农业的发展历程。在当前我国人均耕地占有率低的现状下，如何提高土地利用率、增加单位面积产量、显著提高农民收入是耕作改制中重要的举措[12]。近年来，我国玉米种业受到国外种子的极大冲击，因此，玉米品种的更新换代也势在必行[13]。

那氏大穗玉米以其独特的高光效优势，配套采用宽窄行的种植新模式，同步相应实行间作套种，在宽行中搭配种植矮秆的马铃薯、大豆等作物，高矮相间，互不影响，既可满足高光效那氏大穗玉米对太阳光照的最大化需求，也同时能够多增加一茬矮秆作物的产量，矮秆的豆科作物还能起到肥田的作用。在提高了光能利用率、土地利用率大幅增产的前提下，还同时实现了用地养地的结合，提高了农民的经济效益。

7.2 那氏大穗玉米以其优良的品质和良好的适口性，将受到广大消费者的欢迎

随着人们生活水平的提高，小麦和水稻成为人们餐桌的主要食粮。由于主食的单调，市场对杂粮作物的需求日益增大，其中，玉米作为调剂食品其需求量也不断增大，玉米富含玉米黄素、叶黄素和类黄酮等人体营养和健康的重要成分，可以起到强身抗病的食疗功效，这些成分是小麦和水稻难以满足人体需要的活性物质。但近年来由于杂交玉米的大面积种植，化肥和农药使用量大，注重了产量而忽视了品质，难以满足人们对营养品质和口感品质的需求，在某种程度上又制约了玉米食品的发展。那氏大穗玉米的出现，以其优良的品质和良好的适口性，加之可以弥补食用小麦和水稻造成的营养失衡，全生育期不用农药，少用化肥，纯绿色食品，让人们吃出健康，减少各种疾病的发生，使作为营养杂粮的玉米食品也会倍受人们的青睐[14]。

7.3 那氏大穗玉米可以满足人们对鲜食玉米的需求

鲜食玉米是乳熟期采摘果穗用于加工和食用的一种玉米生产方式，也是近年来玉米生产发展起来的新兴产业。鲜食玉米以甜玉米（又称水果玉米）和糯玉米为主，营养丰富，风味独特，市场需求量大，售价高，属于高蛋白、低脂肪食品，深受市场欢迎，具有很大的市场空间，一般鲜食玉米产出和收益是普通玉米的2～3倍。乳熟期的那氏大穗玉米，作为鲜食时，籽粒含糖量最高可达24°，穗籽粒也分布均匀，皮薄，色泽透亮，风味独特，适口性好，因而，市场销售好，卖价高，效益显著。在满足人们对鲜食玉米需求的同时，采摘后的玉米秸秆粗蛋白和可溶性糖含量也很高，可作为优质的食草动物和奶牛的青贮饲料再利用，进一步提高了农民的经济效益[15]。

7.4 那氏大穗玉米可以有效提高养殖效益和畜牧产品品质

玉米是集粮、饲和深加工一体的三元作物，既是人类重要的杂粮作物，更是畜牧业的支柱作物和食品深加工的重要原料。在当前以养殖业为龙头的农业结构调整中，随着人们对食品安全的日益关注，饲料的质量问题日趋突出，这就要求饲用玉米不仅在产量上，更重要的是在质量上都要出现更大的提升。但当前我国生产上种植的玉米，都难以满足实际需求的标准。高光效那氏大穗玉米的出现，不仅在食用需求的籽粒产量和品质上，而且在青贮茎叶饲料的产量和品质上都得到大幅的提升，对于提高养殖效益和畜牧产品品质也会发挥重要的作用。

7.5 那氏大穗玉米的推广和应用是生物治理和开发盐碱地和沙化土地的有效途径

7.6 那氏大穗玉米的推广和种植有助于贫困地区农民的脱贫致富

那氏大穗玉米高产、优质、抗逆性强，不论是籽粒、嫩穗或茎叶都优于一般玉米品种，在得到市场认可的情况下，就会解决销售难和收益低的问题，特别是对贫困山区、盐碱地和土地沙化地区的农民来说，可以满足他们因地制宜脱贫致富的需求。

那氏大穗玉米品种是进入21世纪以来我国生物工程技术的一个高科技产物，它以独特的大幅提高作物太阳光能的利用效率，使玉米的产量和品质以及传统的耕作制度出现一个更大的提升和变革，给人类带来实实在在的惠泽。

参考文献：

［1］王纶，王星玉，杨红军，等.GPIT那氏大穗玉米在太原娄烦试点的示范试验[J].山西农业科学，2016，44（4）：444-448.

［2］王纶，王星玉，杨红军，等.GPIT那氏大穗玉米在山西北部的引种试验[J].山西农业科学，2017，45（6）：881-885.

［3］王树红，王星玉，元改香，等.GPIT那氏齐齐发诱导剂实用手册[M].太原：山西农村财政研究会，2010.

2007年葡萄牙大波尔图大学的Fernando Almeida等人设计了一种用于机器人的多自由度主动柔顺末端操作器，主要由直流电机、滚柱丝杠和上下平台等组成，通过6个直流电机控制上下平台的位姿，实现多自由度主动柔顺控制，如图31所示[43]。

［4］王纶，王星玉，杨红军，等.GPIT那氏大穗玉米在沙化土地的种植试验[J].山西农业科学，2017，45（8）：1258-1262.

［5］王纶，王星玉，杨红军，等.GPIT那氏大穗玉米在重度盐碱地上的种植试验[J].山西农业科学，2017，45（11）：1776-1779.

［6］王纶，王星玉，王树红，等.GPIT生物制剂对盐碱地玉米的增产效果[J].山西农业科学，2014，42（9）：693-695.

［7］尧渝，张厅，马伟伟，等.不同间作模式对茶叶光合生理及茶叶品质的影响[J].山西农业科学，2016，44（4）：470-473.

［8］王铁固，赵新亮，马娟，等.种植密度对玉米产量及主要农艺性状的影响[J].广东农业科学，2011（23）：16-18.

［9］王纶，王星玉，温琪汾，等.Q28大穗大粒小麦在新绛试点示范试验[J].山西农业科学，2012，40（12）：1247-1250.

［10］王纶，王星玉，温琪汾，等.GPIT生物制剂在苹果树上的应用[J].山西农业科学，2013，41（6）：567-571.

［11］王纶，王星玉，温琪汾，等.GPIT生物制剂在露地番茄上的试验效果[J].山西农业科学，2014，42（9）：971-976.

［12］佟屏亚.我国玉米高产栽培技术的成就和研究进展[J].耕作与栽培，1995（5）：1-5.

［13］杨红旗，路凤银，郝仰坤，等.中国玉米产业现状与发展问题探讨[J].中国农学通报，2011，27（6）：368-373.

［14］杨春，刘耀光.中国粮食主产区现代农业发展研究[J].中国农学通报，2013，23（10）：89-94.

［15］王振华，张新，张前进，等.玉米种质资源创新与利用进展[J].河南农业科学，2009（9）：50-53.