河南省爆裂玉米特征特性研究

曹雯梅 刘松涛 刘述忠 张亚菲 郑贝贝

关键词：河南省;爆裂玉米品种;特征特性

爆裂玉米（zea maysL1everta Sturt） 是玉米八大类型之一，是专门用来生产爆米花的玉米。爆裂玉米形态特征与普通玉米有明显的区别，多表现为顶部叶片下垂，每株果穗多，生育期较短，最突出特点是果穗细、子粒小，有的甚至为米粒状，粒质硬、光泽好、角质胚乳多，产量低。子粒爆裂膨胀性好，膨爆体积大，故称爆裂玉米。

爆裂玉米具有较高的营养价值。爆裂玉米子粒中蛋白质、钙质及铁质的含量分别为普通玉米的125%、150%和165%，并富含磷脂及维生素A、B1、E 等成分[1]。用爆裂玉米制成的爆米花不仅营养丰富，且口感清香松脆，易消化，目前已成为大众休闲食品之一，爆玉米花正作为一种新的粗粮食品而深受人们喜爱，具有广阔的市场和生产开发前景。

为了解河南省爆裂玉米育种现状，以2019年河南省参试的爆裂玉米品系为研究材料，分析了河南省爆裂玉米的丰产性、产量稳定性、田间植株性状特征及爆裂玉米品质特性（包括商品品质、加工品质、爆玉米花品质），为河南省爆裂玉米品种选育提供参考。

一、研究材料

2019 年参试品系共5 个，分别为：爱瑞特977 （V1）、爱瑞特558 （V2）、爱瑞特426 （V3）、爱瑞特1722 （V4）、爱瑞特961（V5），沈爆3号为对照品种（CK），全省设置了具有代表性的试点4个，试验种植密度均为4500株/667m2。

二、品种特征特性分析

（一） 品种丰产性及稳定性分析

1、品种丰产性。各品系在4个试验试点的产量及差异显著性见表1。与对照品种沈爆3 号相比， 爱瑞特977（V1）、爱瑞特558 （V2）、爱瑞特426 （V3）、爱瑞特1722（V4） 增产极显著;爱瑞特961（V5） 增产显著。其中，以V1 增产率最高， 为9.6% ， 以V5 增产率最低， 但仍为4.4%。分析表明，河南省爆裂玉米品种产量潜力较大，有望在产量上有较大提高。

2、品种产量稳定性分析。采用Shukla稳定性系数对品系小区产量的稳定性进行分析，结果见表2。从表2可以看出，品系稳定性的Shukla变异系数在3.18%～8.56%之间，各品系的Shukla变异系数均小于10%，表明参试品系稳产性较好。其中，V3、V4品系的Shukla变异系数较小，分别为3.18%、4.71%，均小于5%，稳产性最好;V5的Shukla变异系数最大，为8.56%，稍高于对照沈爆3号（7.46%），稳产性稍差。

（二） 品系田间性状

各品系田间农艺性状调查结果见表3。从表3可知，河南省爆裂玉米品系的生育期在91～93d 范围内。生育期在91～93d范围内的爆裂玉米，在河南的气候条件下，大田夏播直播均能安全成熟。以对照品种的生育期最短， 为90.3d，其他品系的生育期均长于对照品种。表明在安全成熟的前提下，河南省爆裂玉米品种产量潜力高于对照。株高、穗位高均以V4最低，但其空秆率最高，为0.8%。V2的倒伏率、倒折率、空秆率均最低，抗倒伏能力最好。结合前文品系丰产性分析，V2是高产、高逆性强的优良品系。

从育种角度的种质资源遗传多样性分析，品种稳产性中的倒伏率、倒折率、空秆率的变异系数均较大，尤其是倒折率的最大，变异系数为244.95%，且没有倒折的品系最多，占80%，表明选育出抗倒折品种的可能性很大，这是河南省爆裂玉米品种选育的一个优良性状。生育期的变异程度最小，其变异系数仅为0.86%，这与生产实际相一致，是爆裂玉米均表现早熟的特征表现。

（三） 穗部性状

品系穗部性状室内考种结果见表4。由表4可以看出，以V4、V1穗长较长，穗粗最粗，穗行数及行粒数也最多，穗长均在21cm及以上，穗粗分别为4.1cm、3.9cm，穗行数均为18，行粒数分别为36.6、38.0;V4的秃尖长也最短，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87.9g，在相同密度的条件下，其产量应最高，但其子粒较小，千粒重仅为165.8g，是参试品系中千粒重最小的品系，子粒太小的爆裂玉米品种，其爆米花加工品质会较差。V3的出籽率及千粒重均最高，子粒最大。V5穗粒重最小，仅为54.6g，其产量也最低，是丰产性较差的品系，从育种角度看，应尽快淘汰。

从育种角度的种质资源遗传多样性分析，穗部性状中千粒重、穗粒重的变异系数最大，穗行数的变异程度也较大，千粒重、穗粒重、穗行数变异系数分别为： 17.28% 、15.35%、9.22%。表明穗部的这3个性状在育种上会有较大的突破，应加强这3个性状的遗传改良，选育出粒大、产量高的品种。

（四） 爆裂玉米品质特性

用于商业生产的爆裂玉米有很多重要的品质性状[3] [4]，如，膨爆特性（包括膨爆体积、膨爆倍数、膨爆率、爆花形状等） 和食味特性（包括口感、风味和营养成分等），不同品质性状间具有一定的相关性。河南省爆裂玉米区域试验将爆裂玉米品质分为商品品质、加工品质、营养品质。

1、商品品质。与商品品质有关的性状是粒度、粒形、色泽、子粒整齐度等。沈阳农业大学特种玉米研究所对品种商品品质的测定结果见表5。表5表明，参试品系的粒形、粒色、光泽度基本一致，与对照品种也很接近，均表现良好的商品性;从百粒重、粒度来看，百粒重均大于对照品种，以V3子粒最大，百粒重达25.0g，较对照增加7.5g，增加百分率为42.9%;V2品系与对照的商品品质最接近。各参试品系的粒度均小于CK品种（57粒/10g），其中，以V3的粒度最小，为40粒/10g，较对照品种低29.8%;以V2的粒度（56粒/10g） 与对照最接近。表明参试品系的粒重均大于对照，这与前文千粒重的分析相一致。

2、玉米花加工品质。玉米花加工品质的主要指标是爆花率、膨胀倍数、花形、颜色和风味。美国出口的商品玉米爆花率要求达到98%，膨胀倍数达30～40倍[5]。沈阳农业大学特种玉米研究所对参试品系玉米花加工品质的测定结果见表6。表6表明，爆花率均高于98%，其中V2已全部爆裂，表明已达到美国爆花率的要求。从膨爆倍数来看，除V3品系膨胀倍数小于30外，其他品系的膨胀倍数均大于或等于30，也已达到美国爆花率的水平，表明河南省爆裂玉米品种的加工品质整体水平不低于美国品种。这一结论与史振声等[6]研究的结论一致。爆米花的花形均为蝶形，与对照品种相同。

3、爆裂玉米花品质。爆裂玉米作为深受大众喜爱的休闲食品，应具有较高的质量品质。爆玉米花农产品质量品质包括食用品质和营养品质，食用品质即适口性十分重要，要香甜酥脆，入口易化，无皮渣，无硬芯，具有典型的玉米花香味。Park等[7]报道的爆玉米花营养品质为：粗脂肪含量3.8%～4.6%、粗蛋白8.1%～10.5%，粗淀粉61.0%～67.9%。

农业农村部农产品质量监督检测测试中心（郑州） 对参试品系营养品质分析测定结果见表7。与文献7相比，河南省爆玉米花营养品质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报道的品质性状的最高值，表明河南省爆玉米花品质优良。爆玉米花作为大众化休闲食品，必须品质优良，尤其是赖氨酸含量要高。赖氨酸是人体不能合成而又必须的一种氨基酸，必须强化包括赖氨酸在内的品质育种，以提高河南省爆裂玉米品种市场竞争力。

三、讨论与结论

美国是世界上爆裂玉米研究和开发利用最早的国家，在爆裂玉米遗传育种、栽培、产品研制等方面处于领先地位[8]。我国爆裂玉米品种选育及栽培也有着悠久的历史，其中以沈阳农业大学在品种选育上研究成效较大，目前全国及河南省爆裂玉米区域试验的对照品种均为沈阳农业大学选育审定的爆裂玉米品种沈爆3号。

河南省爆裂玉米研究起步也较早，但研究力度较小，审定品种也少，但近几年随着爆玉米花市场的繁荣，河南省爆裂玉米育种有较大起步，尤其是种业企业爆裂玉米育种已取得较大成就，其中2019年已有5个品系参加河南省爆裂玉米区域试验，其丰产性均高于对照品种沈爆3号，其中，V1～V4品系均極显著高于对照，且这4个品系的稳产性也优于对照;V2品系的抗倒伏、抗倒折、空秆率等均最强，也是穗部性状综合优良的品系;V3品系是籽粒最大的种质资源;V5品系综合性状较差。河南爆裂玉米的商品品质除粒度均小于对照外，其他性状均与对照接近，籽度小表明子粒较大，其加工品质相对优良;玉米花加工品质、营养品质均不低于美国品种，表明我国爆裂玉米品质育种水平已达较高水平。种质资源遗传多样性分析表明，抗逆性中的倒折率、穗部性状中的秃尖长度及千粒重、品质性状中的脂肪含量等变异程度最大，选出具有相应优良性状品种的概率较高。

我国爆裂玉米品种花型已由过去的混合花型发展到球形花和典型的蝶形花型[8]。前些年爆米花市场对花形的选择不明显，近几年来，尤其是2020年以来，市场销量最好的是球形花，蝶形花已被冷落。这就提示河南育种者，在花形选择上应尽快改变育种方向，选育出球形花的爆裂玉米品种，达到适销对路，增加河南省爆裂玉米的市场潜力，提高爆裂玉米的经济效益。