云南省近年审定鲜食玉米品种的主要性状分析

2022-02-18 07:24冯素芬刘元剑许蕊淇
作物杂志 2022年1期
关键词:糯玉米鲜食甜玉米

冯素芬 刘元剑 许蕊淇 张 薇

(1云南省农业科学院粮食作物研究所,650205,云南昆明;2昭通市农业科学院,657000,云南昭通)

鲜食玉米一般在乳熟期采摘新鲜果穗,以果穗、籽粒直接食用或是经过简单加工后食用,比如笋玉米就是直接食用果穗。生活中经常食用的鲜食玉米主要指甜玉米和糯玉米,2020年7月起审定品种的可溶性糖或直链淀粉含量必须达到NY/T 523-2020《专用籽粒玉米和鲜食玉米》行业标准要求。糯玉米起源于中国,是16世纪玉米传入中国种植后发生变异而形成的,糯玉米的糯性由第9号染色体短臂的单隐性基因wx控制[1],该基因的突变使糯玉米籽粒胚乳中的淀粉几乎全是支链淀粉(约 98%以上)[2-3]。甜玉米是隐性主效基因控制的胚乳突变体[4],其富含糖、膳食纤维、多种矿物元素、多种维生素、蛋白质、脂肪和18种氨基酸。

近年来,我国贯彻落实科技帮扶政策,实施乡村振兴战略以及种植业结构调整,鲜食玉米以口感好、营养价值高、高附加值、高效益、低脂肪和高纤维等优点,可作为拉动地方经济增长的首选作物。

云南作为糯玉米公认的起源中心之一,也是我国鲜食玉米的主要种植区域[5],对鲜食玉米的育种研究和开发工作也不能滞后。特别是2018年中央农村工作会议和中央一号文件均指出要加快推进农业由增产导向转向提质导向,走质量兴农之路,提高农业优质化、特色化和品牌化水平。随着经济发展以及人们饮食消费观念的转变,消费者对鲜食玉米这类农产品的关注度由“有无”转变为“质优”[6-7],消费者从视觉、嗅觉、味觉和感知等方面来挑选鲜食玉米,看玉米苞子大小匀称性、籽粒的色泽、大小和排列紧密、整齐程度,闻鲜食玉米特有的香甜味,尝鲜、甜、糯等风味品质;感知鲜食玉米的营养价值等。市场对鲜食玉米的需求也呈不断增加趋势。由此可以看出,鲜食玉米在种业科技创新和市场开发上前景广阔,同时也面临巨大挑战。

云南省鲜食玉米育种研究20余年,选育出通过云南省审定的鲜食玉米品种近百个,但是品种从株高、穗位、散粉期、产量、抗病性和主要内容物含量等性状上都存在差异,综合目标性状上表现参差不齐。分析鲜食玉米产量及其主要农艺性状、抗病性等对优化鲜食玉米的育种、生产等具有重要的指导作用。孙丽娟等[8]对我国鲜食玉米相关标准问题进行了分析,并提出了提高我国鲜食玉米品种审定关键指标的建议,比如甜玉米可溶性糖含量、提高感官评价品质评分要求、增加甜加糯玉米类型等。王美霞等[9]对山西省2016-2019年审定鲜食玉米品种的综合性状进行了分析,提出要根据种植地环境因素综合选择适宜的品种。冯素芬等[10]对云南省鲜食玉米研究起步至今审定的品种做了较全面的收集整理,认为云南省鲜食玉米应走优质品种产业化发展道路。本文系统搜集整理了2016-2020年云南省审定的鲜食玉米品种,并对不同品种的产量、农艺性状、品质性状和抗病性进行了分析,为优良品种筛选、新品种选育和云南省鲜食玉米的生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

根据云南省农业农村厅农作物品种审定公告,对2016-2020年审定的18个鲜食玉米品种的生育期、农艺性状、产量、品质性状和抗病性进行比较分析。其中糯玉米8个,分别为小糯2号(滇审玉米2017044号)、小糯3号(滇审玉米2017045号)、大玉糯6号(滇审玉米2017046号)、沪紫黑糯1号(滇审玉米2017047号)、黑糯1号(滇审玉米2017048号)、云糯4号(滇审玉米2017049号)、大玉糯1号(滇审玉米2017050号)、甜糯302(滇审玉米2017041号);甜玉米10个,分别为云甜玉9号(滇审玉米2016003号)、云甜玉10号(滇审玉米2016004号)、海珍2号(滇审玉米2017038号)、珍甜 8号(滇审玉米 2017039号)、威育甜3389(滇审玉米2017040号)、双甜318(滇审玉米2017042号)、美玉甜007(滇审玉米2017043号)、广良甜27号(滇审玉米2020181号)、金穗甜11号(滇审玉米 2020182号)、SBS902(滇审玉米2020189号)。糯玉米的对照品种为珍糯玉1号,甜玉米对照品种为云甜玉2号。

1.2 试验设计

根据《云南省鲜食玉米品种试验记载项目和标准》制定试验方案。区域试验有效试验点不少于5个(一般为大理、临沧、德宏、曲靖、普洱和广南6个),生产试验有效试验点不少于5个。区域试验采取随机区组排列,3次重复,小区面积 20m2(5m×4m),5行区,等行距种植,双株留苗,四周设保护行,小区中间3行进行实收测产,每个品种至少套袋自交20株(穗),试验时间为2个生产周期。生产试验采用实名管理,随机排列,不设重复,小区面积不少于 300m2,每个品种套袋自交 20株(穗),试验时间为 1个生产周期,生产试验与区域试验的第2个生产周期可同步开展。

1.3 抗病性鉴定方案

参试品种在区域试验第1个生产周期和区域试验与生产试验同步进行的第2个生产周期中均进行抗病性鉴定,以第2个生产周期抗性鉴定结果为准。鉴定用种由试验主持单位或牵头单位从试验种子中随机抽取,由云南省种子管理站统一送云南省农作物品种抗性鉴定站进行抗性鉴定。

1.4 品质检测

在生产试验点中统一套袋、授粉并获取品质分析样品,每个甜玉米品种在授粉后 21~25d取鲜穗(折合鲜籽粒样品0.5kg),每个糯玉米品种取成熟干籽粒 0.5kg,委托有资质的品质检测单位(云南省农业科学院质量标准与检测技术研究所等)进行分析并出具报告。

1.5 测定指标及方法

生育期:从出苗到成熟的天数。穗行数:调查果穗中部的籽粒行数,求其平均值。行粒数:每穗对称数 2行再除以 2为每行粒数,然后求其平均值。散粉期:全区有50%的植株雄穗主枝开始散粉的时间,在DUS测试中用极早和早等表达,散粉期有9个表达状态,分别是极早(<48d)、极早到早(48~51d)、早(52~55d)、早到中(56~59d)、中(60~63d)、中到晚(64~67d)、晚(68~71d)、晚到极晚(72~75d)、极晚(>75d)。株高:在收获前选有代表性的植株10株,从地面量至雄穗顶端的高度,求平均值,在DUS测试中用极矮和矮等表达,株高的表达状态为极矮(<210cm)、极矮到矮(210~229cm)、矮(230~250cm)、矮到中(251~269cm)、中(270~290cm)、中到高(291~309cm)、高(310~330cm)、高到极高(331~349cm)、极高(≥350cm)。穗位高:与株高同时测量,从地面量至第1果穗着生节的高度,求平均值,在DUS测试中用极矮和矮等表达,穗位高的表达状态为极矮(<55cm)、极矮到矮(55~69cm)、矮(70~85cm)、矮到中(86~99cm)、中(100~115cm)、中到高(114~129cm)、高(130~145cm)、高到极高(146~159cm)、极高(≥160)。鲜果穗采收期:在吐丝后20~25d采收并记录,甜玉米最佳采收期为吐丝后21~24d,糯玉米为吐丝后23~26d。鲜果穗产量:称取样区的鲜果穗质量,折合成单位面积产量。

1.6 数据处理

用WPS Office和SPSS 26.0软件对数据进行整理统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同鲜食玉米品种生育期、农艺性状和产量分析

2.1.1 生育期 从表1看出,糯玉米中大玉糯1号的散粉期极早,最晚的是黑糯1号,为中,其余品种散粉期均为早到中。甜玉米品种中双甜318和广良甜27号散粉期为极早,金穗甜11号为中到晚,较其他品种散粉期晚。其余品种处于这2个品种之间,有早、中、早到中3种表达状态。

表1 云南省2016-2020年审定的鲜食玉米品种生育期、农艺性状和产量Table 1 Growth period, agronomic characters and yield of fresh corn varieties approved in Yunnan province from 2016 to 2020

8个糯玉米品种正季生育期 77.00~88.00d,甜糯302生育期最短,大玉糯1号最长;冬季生育期124.00~132.00d,甜糯302和沪紫黑糯1号生育期最短,黑糯1号最长。甜糯302无论是正季还是冬季生育期都最短。10个甜玉米品种正季生育期79.00~100.00d,美玉甜007生育期最短,SBS902最长;冬季生育期为 95.00~127.00d,云甜玉 9号最短,珍甜8号、威育甜3389和美玉甜007生育期最长。云甜玉9号在冬季种植更能突显出其生育期上的优势。

2.1.2 农艺性状 表1显示,8个糯玉米品种中株高表现为极矮的有2个,是甜糯302和小糯2号,5个极矮到矮,1个矮。62.50%的糯玉米品种株高在210~230cm,表达为极矮到矮状态。10个甜玉米品种中珍甜8号、威育甜3389和SBS902株高表现为极矮,占30.00%;极矮到矮的品种4个,占40.00%;1个矮,占10.00%;2个中到高,占20.00%。糯玉米品种穗位有5个表达状态,分别为1个极矮、1个极矮到矮、3个矮、1个矮到中和2个中。甜糯302的穗位最低。甜玉米品种有极矮、极矮到矮、矮和中到高4个表达状态,云甜玉9号、云甜玉10号、海珍2号、威育甜3389和SBS902等5个品种表现为极矮,3个为极矮到矮,1个为矮、1个为中到高。

2.1.3 产量及其相关性状 由表1可看出,糯玉米品种的穗行数为11.60~17.60,大玉糯6号穗行数最多,比云糯4号多6行。行粒数为32.20~42.60,变幅为10.40,小糯3号和大玉糯6号的行粒数居前2位,沪紫黑糯1号的行粒数最少。鲜穗产量差异较大,为10 422.40~18 752.20kg/hm2,变幅为8329.80kg/hm2。大玉糯1号、甜糯302和大玉糯6号的产量居前3位,与对照珍糯玉1号相比,大玉糯1号增产21.40%,大玉糯6号增产17.10%,其余6个品种均较对照减产。10个甜玉米品种的穗行数在 12.60~17.20,美玉甜007和云甜玉 9号的穗行数较高。行粒数为26.00~42.10,变幅为16.10,威育甜3389和美玉甜007居前2位。甜玉米的鲜穗产量差异也很大,鲜果穗产量最高的是云甜玉10号,达 20 258.20kg/hm2,较对照云甜玉 2号增产30.00%,差异达到极显著水平,其次是云甜玉9号和美玉甜007号,最低的是珍甜8号,最高较最低高59.53%。10个甜玉米品种中有6个较对照增产,其中云甜玉10号、广良甜27号和金穗甜11号增产达到极显著水平,4个较对照减产。参试品种中降幅最高的是珍甜8号,达15.50%,降幅最低的是沪紫黑糯1号,为0.30%。

2.2 不同鲜食玉米品种品质性状分析

2.2.1 糯玉米的品质性状 由表2可以看出,参试糯玉米品种总淀粉含量为61.85%~68.98%,支链淀粉占总淀粉比例变幅为77.00%~95.10%,其中小糯3号最高,为95.10%,食味品质达到1级。其次是甜糯302,占94.50%,食味品质2级。居第3位的是大玉糯1号,为93.85%,食味品质2级。支链淀粉占总淀粉比例最低的黑糯1号,其直链淀粉含量最高,达到了14.55%。8个品种支链淀粉占总淀粉比例平均值为89.23%,低于98.00%。

表2 云南省2016-2020年审定的糯玉米品种品质指标分析Table 2 Quality index analysis of waxy corn varieties approved in Yunnan province from 2016 to 2020 %

2.2.2 甜玉米的品质性状 可溶性总糖含量是衡量甜玉米甜度的重要指标,直接影响玉米的口感。甜玉米所含糖类包括果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖,除蔗糖外,其他都属于还原糖。从表3可以看出,广良甜27号可溶性总糖含量最高,为39.22%。双甜318为37.20%,居第2位。金穗甜11号和云甜玉9号可溶性总糖含量也较高。双甜318还原糖含量最高,为33.70%,干物质含量最少,仅为15.10%。综合可溶性总糖、还原糖和干物质含量来看,双甜318在风味品质上最好,其食味品质在正季为1级,冬季为2级。

表3 云南省2016-2020年审定的甜玉米品种品质指标分析Table 3 Quality index analysis of sweet corn varieties approved in Yunnan province from 2016 to 2020 %

2.3 不同鲜食玉米品种抗病性评价

2.3.1 大斑病、小斑病抗性 由表4可知,小糯3号和金穗甜11号对大斑病表现为抗病,SBS902高感大斑病,对小斑病表现为抗病,其余品种都对大、小斑病表现为高抗,18个品种对小斑病的抗性达到100.00%。

表4 云南省2016-2020年审定的鲜食玉米品种抗病性汇总Table 4 Summary of disease resistance of fresh corn varieties approved in Yunnan province from 2016 to 2020

2.3.2 纹枯病抗性 参试品种中仅威育甜3389、双甜318、广良甜27号和金穗甜11号4个品种对纹枯病表现中抗,占22.22%。云甜玉10号、甜糯302和大玉糯1号3个品种表现为高感,占16.67%,其余11个品种表现感病,占61.11%。

2.3.3 锈病抗性 广良甜27号和金穗甜11号2个品种对锈病表现抗病,威育甜3389、双甜318、黑糯1号和大玉糯1号4个品种表现中抗,1个高感品种为云甜玉9号,其余表现为感病,分别占参试品种11.11%、22.22%、5.56%和61.11%。

2.3.4 茎腐病抗性 对茎腐病的抗性类型分为高感、感、抗、中抗和高抗,其中3个品种表现为高感,7个为感病,1个(云甜玉9号)为抗,2个(威育甜3389、双甜318)为中抗,4个为高抗,分别占16.67%、38.89%、5.56%、11.11%和22.22%,黑糯1号对茎腐病抗性尚不明确。

2.3.5 灰斑病抗性 参试品种中仅美玉甜007、金穗甜11号和广良甜27号3个品种对灰斑病表现出抗病,云糯4号和SBS902表现为感,其余均高感灰斑病。品种对灰斑病的抗病率仅占16.67%,感病率高达83.33%。

3 讨论

云南省几乎每年都有鲜食玉米品种通过审定或投入大田生产,对新审定的品种进行综合分析比较研究,可以快速筛选出综合性状优良的品种,对指导大田生产是非常必要的。鲜食玉米品种的鉴定筛选要综合考虑各方的需求,产量是种植者考虑的重要因素,外观和食用品质是消费者接受的主要依据,也是试验中重点考察的性状[11]。生产上要选择综合性状好、抗性强的品种,同时还要注重穗型、穗大小、粒型和千粒重等性状[12]。对云南省2016-2020年审定的18个鲜食玉米品种的农艺性状、产量性状、内容物和抗病性进行综合分析表明,云甜玉10号的产量最高,其生育期、株高、穗位、散粉期、穗行和穗粒数等都处于较优水平。云甜玉9号、广良甜27号、金穗甜11号、美玉甜007、双甜318、大玉糯1号和甜糯302产量相对较高,其余性状适中,云甜玉9号和金穗甜11号的株高为中到高,金穗甜 11号的穗位为中到高,建议在风速相对较低的地区或者季节种植,降低植株倒伏带来的损失。根据广良甜27号和金穗甜11号在正季和冬季的生育期来看,这2个品种更适宜冬季种植。小糯2号和小糯3号是云南省西双版纳地方特色种小糯玉米改良的,由于原有的小糯玉米穗型较小,产量上相对远远不如其他常规品种,因此,可以考虑在云南省区域试验和生产试验中选择合适的对照种,或者在产量性状上另行分类。就生育期和产量而言,上述7个品种均可认定为优势种,可根据各地的实际情况选择推广。

在鲜食玉米的品种标准中,食用品质在一定程度上起着一票否决的作用,若适口性不佳则其他无从谈起[13]。对糯玉米而言,可溶性糖含量、籽粒水分含量和籽粒淀粉含量多个因素均会影响鲜食糯玉米果穗鲜食品质[14]。糯玉米的淀粉含量特别是支链淀粉含量直接影响糯玉米的糯性,其粘滞性强,透明度高,同时还是食品加工业、纺织和造纸等工业的重要原料[15]。8个糯玉米品种中小糯3号、甜糯302、大玉糯1号和小糯2号的支链淀粉占总淀粉比例较高,在93.00%以上,但是均低于98.00%,说明云南省糯玉米品种品质在这方面还有很大的改进空间。鉴于糯玉米的鲜食品质由多个因素决定,建议在审定糯玉米特征特性时,可溶性糖含量、还原糖含量和籽粒水分含量应为必测指标。对于甜玉米而言,可溶性总糖含量直接影响玉米的口感。广良甜27号、双甜318和金穗甜11号的可溶性总糖含量排前3位,就食味品质来说,这3个品种可认为是优良种。

病害在不同程度上会对玉米的生物产量产生影响,抗病性是衡量玉米品种优劣的重要指标,培育具有抗病性的品种是育种的主要目标之一。在云南省,鲜食玉米大斑病、小斑病、纹枯病、锈病、茎腐病和灰斑病发生频率高,是影响鲜食玉米产量的主要病害。18个参试品种中,广良甜27号和金穗甜11号2个品种对6种病害均表现出不同程度的抗性;双甜318和威育甜3389这2个品种对除灰斑病外的5种病害均有抗性;美玉甜007兼抗4种病害,对纹枯病和锈病表现感病;云甜玉9号、海珍2号、黑糯1号和大玉糯1号4个品种兼抗3种病害,对纹枯病和灰斑病表现为感或高感;8个品种兼抗2种病害;SBS902仅抗小斑病1种病害。本研究中,参试品种对灰斑病的感病率最高,达83.33%,其次是纹枯病,感病率为77.78%,再者是锈病,感病率为66.67%,然后是茎腐病,为61.11%,大斑病感病率为5.56%,100.00%抗小斑病。云南省鲜食玉米抗病性研究工作不可忽视,特别是灰斑病、纹枯病、锈病和茎腐病等病害。灰斑病目前已在全国16个省(直辖市、自治区)发生,已成为中国玉米生产面临的重大病害之一。云南省玉米灰斑病波及129个市、县中的109个(84.50%),在高海拔山区或降雨充沛的地区常年处于重发生水平[16]。到目前为止,市场上尚未发现高抗灰斑病的玉米品种,因此亟待育成广谱高抗灰斑病的玉米品种,可以把选育高抗灰斑病的玉米品种作为改良目标,同时灰斑病的发病机理预防等也可纳入应用基础或基础研究的范畴,现已有部分报道[17-20]。

4 结论

各参试品种的性状表现存在一定差异,云甜玉10号产量最高,但是抗病性表现较差,需尽早预防病害。广良甜27号、金穗甜11号和双甜318产量较高,农艺性状适中,口感风味较佳,抗病性方面优势明显。甜玉米品种云甜玉9号、美玉甜007以及糯玉米品种大玉糯1号、甜糯302的产量较高,其他性状适中,但是抗病性方面欠佳,需要选择合适的季节和地点种植,并预防病害。

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