熊耀川,郑 立,2*
(1.河南牧业经济学院动物科技学院,河南郑州 450046;2.河南省非常规饲料资源创新利用重点实验室,河南郑州 450046)
随着我国居民对牛羊畜产品的需求日益增加,河南省响应国家政策部署,大力推广青贮玉米种植,保证优质饲草饲料的供给,从而满足畜牧产业快速发展的现状。但河南省青贮玉米与畜牧业发展在一定程度上不协调、适宜种植的玉米品种较少,针对青贮玉米在饲养动物方面及优质玉米品种的培育所存在的问题不容忽视。为了解决这些问题并促进河南省青贮玉米产业的进一步发展,需要依托政府的政策支持和技术引导,充分挖掘河南省青贮玉米的市场发展潜力并为其应用创造良好的发展前景,以推动畜牧业的快速发展。
河南省作为我国重要的玉米生产地之一,玉米种植呈现出多样化的特点。河南省玉米常年播种面积5000 万亩以上,占全国的10%以上,按照不同用途,种植类型分为食用玉米、饲用玉米、工业玉米及青贮玉米等(表1)。其中食用玉米是指以玉米籽粒为主要食用部分的品种,在全球范围内广泛种植和消费,是人们日常生活中重要的粮食作物之一,具有籽粒较大、黏性低及淀粉含量高等特点,可加工成玉米粉、食用油、玉米片等多种食品;饲用玉米是专门用于制作饲料的品种,在选育过程中注重提高产量和饲料价值,具有较高的饲料转化率和营养价值。相较于食用玉米,饲用玉米籽粒更大且硬度更高,适合作为动物饲料的主要成分,也可以加工成饲料粉、颗粒等供养殖业使用;工业玉米是指用于工业加工的品种,如淀粉玉米、甘薯玉米等,特点是淀粉含量高且质量较好,适合加工成淀粉、酒精、饲料添加剂等,其种植面积较小,主要用于满足工业需求。
表1 河南省主要玉米品种和用途
青贮玉米饲料以营养含量高、生产成本低、贮藏期长等优势成为世界公认的草食牲畜不可或缺的优质粗饲料,被誉为“饲料之王”[1]。全株玉米青贮一般占奶牛日粮干物质的50%以上,肉牛日粮的40%以上,其品质很大程度上决定了日粮的品质和成本。相较于普通玉米,青贮玉米植株高大、茎叶繁茂、营养成分含量较高,每亩秸秆产量多在3500~4000kg。在西方畜牧业发达国家,玉米青贮得到了广泛应用和高度重视。然而,我国长期以来只注重玉米籽粒高产[2],忽视了青贮玉米的育种研究和应用推广,随着我国农业综合能力和居民收入水平的提升,消费者对牛羊畜产品的需求日益增加,以青贮玉米为主的优质饲草料短缺问题日益突出。因此,深入分析我国青贮玉米育种的现状,明确遗传改良的方向,对于促进我国种植业结构调整和草食畜牧业的发展具有重要意义。农业农业部印发的 《全国草食畜牧业发展规划(2016—2020 年)》 更是强调推进优质饲料生产[3],规划中指出河南省拥有广阔的耕地和丰富的自然资源,是我国重要的农业大省之一。但是河南省青贮玉米育种研究缺少针对性选育,种质资源较少,未形成特有的杂优群体和种植模式。
2016 年河南省青贮玉米的种植面积为60 万亩[4],2020 年达到了100 万亩。随着畜牧业发展和人们生活水平提高,青贮玉米的需求呈现稳步增长的趋势,近年来,其种植面积接近河南省玉米种植总面积的10%,这对河南省的青贮玉米育种工作提出了更高的要求和挑战。
我国自20 世纪60 年代开始青贮玉米育种研究,提出了以多秆多穗、青枝绿叶、茎叶多汁、富含糖分、适口性好和生物产量高为主要育种目标。虽然我国青贮玉米品种很多,但是符合牛羊实际生产需求的优质专用青贮玉米品种并不多。目前,饲料营养学领域有多种营养价值评价体系,其中以康奈尔净蛋白质碳水化合物体系(CNCPS)为主流。康奈尔净蛋白质碳水化合物体系(CNCPS 6.5)是一种专业的反刍动物饲料营养评价体系,被广泛应用于养殖业,它综合考虑了饲料中不同养分之间的平衡关系,以预测蛋白质和纤维的消化能力,并帮助确定最佳的饲料配方。同时,CNCPS 6.5 还考虑了饲料中碳水化合物和能量含量、微量元素以及维生素等其他因素对动物健康和生产性能的重要作用。通过使用CNCPS 6.5,养殖业主能够科学制定饲养计划,提高饲料利用率,提升反刍动物的生产性能和健康状况。因此,CNCPS 6.5 作为一种准确评估反刍动物饲料营养价值的工具,为养殖业的可持续发展提供了重要支持和指导。
郑州市、南阳市、周口市是主要的青贮玉米种植地区,此外,巩义市和中牟县等地也有一定的种植规模。为了更好地开展育种工作,河南省需要建立不同种类青贮玉米饲料的数据库,进一步结合现代分子育种技术进行更贴近需求的青贮玉米育种。由表2 可知,豫青贮23 是河南省大京九种业有限公司培育的一种青贮玉米品种,具有高产量、优质颗粒、抗虫抗病、在不同环境条件下适应性强等优点,豫青贮23 已经显示出一定的抗逆性,但还有改良的空间,可以通过遗传改良和筛选等方法培育出更适应干旱、病虫害等逆境的豫青贮23 亚品种。酒685 是由酒泉市农业科学研究院选育而成的一种青贮玉米新品种,突出优点包括高产量、良好的抗病性、符合品质标准和适应性强,这使得酒685 在甘肃省及其他相似生态区作为青贮玉米或粮饲兼用型玉米种植具有广阔的应用前景。
表2 河南省主要青贮玉米品种性状指标
河南省青贮玉米在育种研究方面还存在一些待解决的问题。一是适宜品种和种植品种数量较少,2022 年,河南省种植的新品种作物面积居全国第5 位,在河南省不同地区种植郑单901、酒685 等新品种能够充分发挥其在抗逆、草质含量及营养价值等方面的优势,但新品种推广相对滞后,未能完全满足市场需求[5];二是河南省青贮玉米育种亟待加强品种选育、推广适宜河南当地和病虫害抵御能力强的品种,否则,青贮玉米产量可能受到病虫害的威胁,从而降低市场供应能力;三是缺乏高效、规范的栽培技术措施,根据河南省气象局发布的2019 年自然灾害公报,该年全省受灾面积共23268.97 万亩,其中旱涝灾害导致农作物受灾面积达10538.18 万亩,防汛抗旱工作会议部署应提上日程[6]。加之青贮玉米育种种植管理相对粗放,养殖户各自为政,对河南省青贮玉米生产造成了严重的影响,需要引入前沿技术和管理经验,提高种植风险抵御能力,才能使青贮玉米育种规模化;四是河南省应加强玉米优质饲料配方的研发和推广,并采用科学的饲养管理方法满足反刍动物的营养需求,与相关农业机构和畜禽养殖场进行紧密合作,培育高产高效的饲料玉米品种,推广青贮技术,并建立有效的市场销售渠道,以提高农民收入和青贮玉米产业竞争力。
河南省青贮玉米育种发展前景十分广阔。近年来河南省加强了对畜牧业的扶持和引导,根据《河南省农业农村厅关于推进饲料加工业高质量发展的实施意见》(豫农厅发 〔2021〕 64 号),河南省计划到2025 年培育1000 家及以上规模饲料加工企业。未来将会有更多的专业公司投入青贮玉米的加工和收购,为青贮玉米提高竞争力提供有力支持。青贮玉米作为优质饲料,对于积极推进农牧结构调整、加快推进畜牧业现代化建设与发展具有不可替代的作用。根据 《河南省青贮玉米种植基地建设规划》(2020—2025 年),到2025 年河南省将建设100 个以上现代化青贮玉米种植示范园区。这些示范园区将推广科学、规范、高效的青贮玉米种植技术,带动生产方式和运营模式的转型升级,提高生产效率和规模化程度。河南省将大力发展青贮玉米育种技术,优化青贮玉米品质,并提高亩产量,为肉牛、奶牛等畜牧业提供更好的种植和饲养条件。据河南省政府网消息,2021 年,河南省推进农机装备“三项行动”,加大农机装备更新改造力度,预计投入100 亿元,实现机械化率连续10 年达到50%以上。这将有助于降低人工成本,提高生产效率,推动河南省青贮玉米的规模化种植。同时,河南省还将通过相关政策扶持和市场推广,鼓励农民增加种植青贮玉米的面积和数量,逐步形成规模化、标准化、集约化的青贮玉米生产模式,促进区域畜牧业的快速发展[7]。可以预见,随着青贮玉米种植技术的不断提升和市场需求的增加,河南省青贮玉米育种必将迎来广阔的市场前景。
农业农村部已连续多年在河南实施了“玉米全株青贮技术示范推广项目”,并多次开展以此为主题的评鉴活动,“河南省百家牛场全株青贮玉米质量评鉴”“青贮玉米品质评估大赛”等活动就是对河南省粮改饲项目的实践证明,同时粮改饲项目的实施大大提高了草畜养殖企业收储青贮玉米等优质饲草的数量和质量,这些实践对促进河南省青贮玉米育种的高质量发展至关重要[8]。为了打造青贮玉米全产业链,河南省积极推动农牧结合,鼓励农民将青贮玉米与养殖业相结合,选育优质、稳产、高产的玉米品种,通过合理制作配方饲料,利用不同青贮玉米制作高营养价值的饲料粉和饲料块,应用于反刍动物的日常饲养中,可以满足牛羊养殖的需求,提高反刍动物的生产性能和健康状况,实现农牧循环经济的可持续发展。利用不同青贮玉米制作高营养价值的饲料粉和饲料块,可以满足牛羊养殖的需求,不同品种指标的青贮玉米相互配合可进一步促进反刍动物养殖与环境保护的协调发展。
河南省在进行青贮玉米选育时,应重点关注其营养成分,以满足动物营养需求。通过构建青贮玉米特有的杂优群体和杂优模式[9],进而培育出优良的青贮玉米新品种并进行示范推广,解决生产上缺乏优质过硬青贮玉米品种以及外引品种适应不理想的问题。
育种技术是育种工作中重要的一环。传统青贮玉米种植模式落后,存在产量低、品质差及病虫害防治滞后的问题。因此,需要加强青贮玉米生产技术的研究和改善,提高农业经济效益和社会效益,加强青贮玉米育种生产技术培训,提升人员素质。在品种上,以提高产量和抗病虫性为主要目标,探索青贮玉米的种植技术,改进收集和储存方式,加强对青贮玉米生长过程中的病虫害防治技术研究。在青贮玉米应用研究方面,需加强科技创新和经验交流,进一步提升青贮玉米生产技术水平。国内现有的植物性饲料育种目标与畜牧产业需求不相符,因此可从动物营养与饲料科学角度出发,建立青贮玉米分子特征表型数据库,为培育更加适应牛羊实际生产需求的优质专用青贮玉米品种提供数据和理论支撑。为了解决青贮玉米生产过程中存在的问题,河南牧业经济学院和加拿大萨斯喀彻温大学联合承担了河南省重点研发专项“基于FTIR 技术的饲用作物表型数据库创建及在种质创制中的应用”,利用各自的研究经验和科研实力,推动学术交流、提升科研水平,为青贮玉米新品种育种提供了新视角和新方法。
2.3.1 加强多元化选育工作,提高品种多样性
针对郑单901、渝青386 等单一品种风险过度集中的问题,应该加强多元化选育工作,根据不同地区和不同需求,选育出更多适应性强、抗病性强、产量高的新品种,提高品种多样性。青贮玉米的主要遗传性状在其营养品质上存在较大差异,可以从遗传上改变纤维素的含量,即可以通过引进外来优秀基因,增加品种的抗病能力、适应性和产量等[10],进一步提升河南省青贮玉米育种水平。
2.3.2 加强相关育种技术研究,推动畜牧业高质量发展
在建立与当地畜牧业发展密切相关的育种机构体系的基础上,加强与育种技术相关的研究,包括分子标记辅助育种、育种技术培训、理论基础研究等,提高育种人员的操作水平和技能水平,为育种工作提供更科学、有效的技术支持。采取产业链条中畜牧企业带农户的模式[11],加强与国内外育种机构、科研机构、畜牧行业协会和企业的交流合作,共同推动畜牧业的高质量发展。
2.3.3 借助政策机遇,促进青贮玉米产业发展
落实国家粮改饲和河南省“两牛”政策促进青贮玉米种植业的健康快速发展。河南省利用政策机遇出台了一系列规划意见,如支持肉牛和奶牛产业发展、推动青贮玉米全面覆盖种植以及建设“中原农谷”等措施,旨在促进青贮玉米产业的健康快速发展。“双碳”战略背景下,优化饲料品质可提高动物的饲料转化率,减少反刍动物温室气体排放和粪污,降低碳氮排放。通过青贮玉米育种来提升青贮玉米的转化率,为牛羊精细化饲养和产业健康发展提供保障,有助于实现“双碳”战略。
在河南养殖业蓬勃发展的背景下,青贮玉米作为重要的饲料资源具有巨大的发展潜力和应用前景。为了提高青贮玉米的质量和市场竞争力,需要加强品种选择以及对营养价值评价体系的研究,以提高反刍动物的生产性能,实现农牧循环经济的可持续发展。通过引入先进的技术手段,降低饲料成本,提高青贮玉米的质量,促进畜牧业的可持续发展。