我国青贮玉米育种研究进展分析及发展趋势

2023-04-29 02:07张华张婷陈虹
种子世界 2023年9期
关键词:评价指标

张华 张婷 陈虹

摘 要:目前青贮玉米育种技术得到了改进,虽然取得了一定的发展成果,但还有很多不足。本文主要以青贮玉米作为研究对象,通过不同条件,细化分析育种研究工作的进展情况,探究青贮玉米育种的发展趋势,提升玉米的产量,助力我国玉米产业发展。

关键词:评价指标;现代化农业;青饲作物;农业结构

我国农业产业运行阶段中,青贮玉米的地位十分明显,能够为社会供应饲料、工业原料等,促进了养殖业的发展,是一项不可或缺的优质饲料来源。近几年,粮改饲政策深入实施,结合山西省农牧项目情况,青贮玉米获得了广泛应用,然而在育种工作中存在着品种落后单一等问题,制约了我国玉米的发展。为了提升玉米的产量和品质,进行青贮玉米育种研究进展分析极具必要性。

1基于青贮玉米分析其特征特性、评价指标

1.1对比分析青贮玉米与普通玉米

与普通玉米进行比较,青贮玉米的特点明显。首先,具有不同的收获物,青贮玉米长成之后,整体植株高大,通常高度为2.5~3m,最高可以达到4m,植株与植株之间比较茂密,主要收获全株生物鲜重,而对于普通玉米,主要收获粒子。其次,收获时间存在差异,关于青贮玉米,它的最优收获时间需要察看玉米状态,一般为籽粒乳熟到蜡熟前的阶段,而普通形式的玉米,只要看到籽粒乳线全部消失,出现黑色层,这时就可以开展收取工作。再次,在产品与品质方面,两者具有不同的要求。青贮玉米主要用来制作质量优良的饲料,这就需要严格要求果穗结实性,同时应该具备高含量的淀粉,在生物产量方面的要求也比较高,投喂草食牲畜后会提升它们的消化吸收能力。对于普通形式的玉米,其籽粒品质要高,更加注重其产量[1]。

1.2青贮玉米的类型和特点

基于青贮玉米,从其特征特性、用途来看,可以进行具体分类。第一种类型为青贮专用形式,当适宜收获的时间来到时,收获全株玉米,同时执行粉碎操作,经历过青贮发酵处理之后,就可以形成饲料,这样的玉米不仅符合草食牲畜的食用标准,同时生物产量相对比较高,如青贮23、北农青贮208等。第二种类型为粮饲通用形式,它是一种多用型青贮玉米,不仅整体的籽粒产量高,具有高品质的饲用性,还可以根据粮用玉米、青贮玉米发展调整应用模式。第三种类型为饲草形式,充分应用秸秆和叶片,为家畜供应能量,而且可以在海拔较高的区域种植。从现代化农业发展的状态来看,选择青贮玉米品种时,应该主要采用前两种,饲草型作为辅助形式。

1.3评价指标分析

设定好育种目标,利用评价指标,与此同时,深层考虑产量、品质两大方面。分析产量的高低时,需要研究3项指标,一方面需要在单位面积中考虑鲜质量,然后研究含水量,或者考虑干物质含量,还需要掌握单位面积干质量。进行品质鉴定时,应该考虑粗蛋白、淀粉等物质的具体含量,分析木质素含量,考虑离体消化力等方面。针对青贮玉米,如果想要提升它的产量和品质,就要合理查看玉米果穗这一内容,利用干质量进行计算,细致分析果穗质量,占据了整体植株的一半,通过果穗占据比重实现全面化分析,比重占据得越多,说明青贮玉米品质更加具有优势。所以,应该致力于改善玉米特性,从生物产量着手,发挥好品质潜力,增加引进力度,合理研究外来种质,让育种方法不断趋于完善,发挥现代生物技术的功效,适当使用常规形式的育种方式,探究市场的真实需求,选育出符合需要的品种,同时还应该看果穗,选择大果穗,保证叶片繁茂,生育时间应该适中,研究品质良好并具有超强抗性的品种。

2当前我国青贮玉米育种工作的状态

2.1青贮玉米育成品种

从我国的青贮玉米育种工作中可以看出,整体起步比较晚,基于青贮玉米用途与价值的重要性,我国逐渐重视青贮玉米育种工作,在国家科技攻关内容中,将其规划于此行列,先后取得了良好成果,育成了不同的青贮玉米品种,比如,辽原1号、科青1号等。2002年,国家在局部区域开展试验,一直到2017年,经过审定的青贮玉米数量达到了28个,除了桂青贮1号、锦玉青贮28,其他都属于单交种的形式。

2.2自交系杂种优势群类型

为了构建杂优模式,需要自交系杂种优势群,展开此群的划分工作,以提升育种的效率。对于青贮玉米,在品种审定期间,从给予的亲本自交系来源入手,应用系谱法,需要做好28个品种的研究工作,为它的50个亲本自交系带来保证,以达到杂种优势群划分形式,可以看出,在温热I群中,具有16个自交系,占比较大,为28.6%,最少的为高油类群,只有2个系,占比为4.0%。

2.3山西青贮玉米育种工作

青贮玉米作为山西省现代优质饲草品种之一,2021年播种面积达到了159.3万亩。但是从山西青贮玉米发展时间来看,无论青贮玉米的培育工作,还是推广工作,整体起步都比较晚。为了满足当前社会的发展趋势,适应市场需求,需要进行新品种的培育,做出正确调整。以市场需求为导向,在实行育种技术时,加以分子标记作为辅助手段。在培育青贮玉米方面,对核心自交系进行准确鉴定,选择品质优良的自交系,进行多点鉴定,选育出符合山西地区特点的杂交种子。以农玉66为例进行分析,在选育过程中,2014年农业科学院开始选取海南为试验基地,其中的母本、父本分别为A18、B11457,经过测配形成农玉66。2015年,选择了榆次东阳试验基地,进行初级阶段的鉴定工作;2016年,在太原等地区进行试验,整体性能比较优良,产量较高;2017~2018年,基于青贮玉米品种,展开品种比较试验;2019~2020年,分别参与了自主区域试验、品种联合试验工作,并且执行同步生产试验,在不同的时间内,这一品种都具有良好的生物产量、保绿性等;2021年,经过审定之后,确立了审定编号。

3基于青贮玉米育种探究其在畜牧业生产中的地位

3.1推动青贮玉米的发展步伐,为畜牧业发展提速

我国的天然草原面积近4 亿hm2,它在我国总国土面积中所占的比例为42%左右。近年来,草原逐渐退化,研究发现近九成可以利用的草原出现了明显的退化现象,饲草资源逐渐减少。因为各地区的青饲作物产量比较低,营养成分也不全面,所以青贮玉米的作用至关重要,它能够推动畜牧业发展提速,解决青饲料不足问题[2]。

3.2发展青贮玉米,让环境污染问题有所减少

当前,普通玉米种植量比较大,但是它具有营养价值单调、品质不高的问题,加上秸秆的利用率较低,在很多地区主要以焚烧的方式为主,对环境产生极大的不利影响。因此,需要利用较短的时间,选育出适应我国发展的青贮玉米品种,带动玉米加工方式提升和青贮玉米种植量增加,提高秸秆的利用率,生产更多的畜牧产品,比如肉类、蛋类、奶类等,推动农牧业不断发展起来,将玉米育种中需要解决的问题处理掉,有序调整农业结构,带动农民增收。

4基于青贮玉米选育,探究技术路线与方法

4.1分析生物产量、营养成分,为育种工作提供参考

对于青贮玉米品种,要想评定品质优良属性,不仅体现在产量上,还要保证营养成分。要想达到品种的理想状态,所选品种应该具有高产量的生物性,营养成分含量要丰富,同时具有较强的抗性作用等。针对于上述情况,应该在选育杂交种环节中,合理考虑产量,选择品质优良的品种,这样才能更加贴近预期[3]。

4.2从专用型育种技术的角度,对路线与育种方法进行分析

在青贮专用型玉米这一形式中,可以依据器官的差异化,分为高大单秆型和分蘖多穗型,其育种形式依然存在较大的发展空间。以分蘖多穗型品种为例,通常选用普通玉米作为自交系的母本,选用爆裂型玉米作为父本进行培育,还有一部分其选育过程比较特别,亲本作物选用热带资源。所以,关于育种技术路线和方法,可以广泛利用各种有效作物,运用常规形式的育种方式,结合先进实验室的分析检测技术,合理使用种质资源,培育符合要求的新品种。一般情况下,选育玉米种子时,应开展鉴定、评比工作,进行区域性试验,最后落实审定工作,保证其符合本地的生长发育特点,发挥专用型育种技术的作用。

4.3青贮玉米的育种方法

4.3.1广泛收集种质资源

全面收集种质资源,建立新的杂种优势群。我国的育种工作起步比较晚,所以未能充分利用并保存好种质资源,这导致品种库整体更新速度缓慢。可以通过鉴定、筛选工作,对种质资源进行改良创新,利用优良种质,改善玉米种质资源缺乏的状态,提升饲料玉米育种工作的执行力。近年来,不同学者对bm3型玉米做了大量的研究,发现该型玉米本身营养价值较高,在木质素方面,整体含量比较低。然而,在bm3型杂交种中,籽粒产量比较低,长势不良,不能良好地应对抗倒问题,严重制约了它的广泛应用。一些育种人员尝试构建bm3基因库,研究适应性较强的品种,从中寻找bm3的修饰基因,控制不利于此玉米生长的性状,但是一直未能成功。在育种方面,在优良玉米种质里,将bm3正确导入进去,是可以培育出性能改善的品种的。所以说,这一玉米种质具有发挥潜力的空间。

4.3.2选择杂交种

良好的青贮玉米品种,需要结合多项指标进行选择,比如,消化率、抗性等,深层研究青贮玉米品质性状,找出具体的遗传规律,增加选择执行力,主要查看结实性、综合抗性,选取热带、亚热带形式,结合温带品种,实行杂交处理,构建新的杂种优势群,短时间内选择出适宜的杂交种。尽量最大化应用当地自然资源,在青饲预期收获阶段,审查选择品种的生育时间段,保证两者可以匹配,最终选择出青贮杂交种,这样将会得到具有较高水平的饲草产量。

4.3.3加大新技术研究力度

应用分子生物技术,构建效率高的技术体系,主要运用分子标记辅助形式,深入发掘新型基因,找到耐旱等品质优良的基因,获取到分子标记,整合期望性状,将其导入到合适的杂交种中。利用新型技术,探究特别的优良属性,最大化地提升玉米品质。当前,有关研究人员利用多种环境进行重复检测,找到可以控制玉米木质素含量的物质,发现了紧密连锁的分子标记,期望从分子角度找到木质素含量的有关内容,深层表明其中的遗传机理。

4.4从杂交种中分析品比试验及评价

品比试验过程中,当选择高大单秆型时,可以选择中北410、412,对于分蘖多穗型,可选用瑞德2号,也可选用SAUMZ1。观察两年来的产量结果,分析生物产量效果最好的品种,主要在SAUMZ1上有所体现,与中北进行比较,产量有所增加。从总体情况来看,分蘖常绿型具有较高的生物产量,但是,由于它不抽穗,基本上没有籽粒,导致营养成分含量不高;关于分蘖多穗型的品种,观察单株植物,体现出较多的果穗,生物产量也比较高,带有大量籽粒,其营养成分含量也处于较高的水平;在高大单秆型品种中,生物产量比较低,但其营养成分偏高。这几种类型各自具备优势,需要根据不同的条件,选取相应的品种进行种植,展现出优良的品质效果。

5青贮玉米发展趋势与相关建议

5.1发展畜牧业,青贮玉米发挥了不可缺少的作用

当前,纵观农牧业发达国家的发展情况,依据总体农业生产值,畜牧业占据了将近80%,丹麦国家高达90%,而我国相对比较少,比例不到40%。我国属于农业大国,农业种植结构正在大力调整,同时带动畜牧业得到了快速发展,当前需要紧急处理的问题是,选育出青贮饲料专门应用的玉米新品种。农业部根据这一发展需求,启动多个省份的试点工作,使得人们的生活水平有所提高,特别是在肉类、蛋类等方面,需求量明显增多,青贮玉米的发展势在必行。

5.2推广青贮玉米提升了经济效益,有助于缓解环境污染

根据实际情况,比较生产籽粒玉米,进行青贮玉米生产可以有效增加营养物质。对这两种玉米进行同期播种,保证同样的栽培管理等条件,分析籽实玉米的产量,大约为 7t/hm2,而对于青贮玉米,数值上可达到 47t/hm2。通过计算具体的营养价值,对于青贮玉米、籽实玉米,分别取1hm2,前者与后者比较起来,多产了3333个饲料单位,另外,可消化蛋白质也呈现出多产的效果。关于青贮玉米品种,如果是粮饲通用型,可以对收获形式、内容进行调整。当籽粒效益高时,收取籽粒,把握好青贮效益;当处于较高水平时,可以作为青贮材料,避免了其他利用风险产生。将品种符合的玉米秸秆处理好,经过青贮后,用作动物的饲料,可以有效提升它们的消化率,使其可以达到60%~70%。当前,普通玉米的营养价值未能得到有效的利用,在很多地区,玉米秸秆会实行焚烧处理,不仅造成了浪费,还会产生环境污染问题。因此,应该利用较短的时间进行种子选育,提升玉米的品质,让青贮玉米品种可以符合我国的种植要求,保证秸秆得到充分应用。

5.3以国家政策为导向,增加青贮玉米的发展空间

研读国家发布的文件,深入实际调整农业结构,为饲草业的发展增添活力,重视饲草的种植,结合种养模式,开展具体化的试点工作,协调粮食等三元结构。农业部开展试点工作时,可以在国家多个地点执行,主要发展全株青贮型,保证草畜达到合理的配套水平。在试点中,设立好目标任务,政府给予政策性支持,实行财政补贴。通过政策发挥保障作用,出台有助于饲草产业实现有机增长的文件,更好地缓解生态环境压力。

在育种工作中,为了缓解品种落后推广不足等问题,要不断研究青贮玉米新品种,提升玉米的品质,增加玉米的产量,保证其可以符合我国的种植要求。

参考文献:

[1]刘杭,侯乐新,王方明.我国青贮玉米育种现状和遗传改良策略[J].玉米科学,2021,29(01):1-7.

[2]王东军.青贮玉米育种目标与育种方法分析[J].新农业,2020(15):14-15.

[3]张小娟.山西高寒区青贮玉米的品种比较试验研究[D].山西农业大学,2019.

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