我國(guó)青貯玉米育種研究進(jìn)展分析及發(fā)展趨勢(shì)

張華 張婷 陳虹

摘 要：目前青貯玉米育種技術(shù)得到了改進(jìn)，雖然取得了一定的發(fā)展成果，但還有很多不足。本文主要以青貯玉米作為研究對(duì)象，通過(guò)不同條件，細(xì)化分析育種研究工作的進(jìn)展情況，探究青貯玉米育種的發(fā)展趨勢(shì)，提升玉米的產(chǎn)量，助力我國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：評(píng)價(jià)指標(biāo)；現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)；青飼作物；農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)

我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行階段中，青貯玉米的地位十分明顯，能夠?yàn)樯鐣?huì)供應(yīng)飼料、工業(yè)原料等，促進(jìn)了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，是一項(xiàng)不可或缺的優(yōu)質(zhì)飼料來(lái)源。近幾年，糧改飼政策深入實(shí)施，結(jié)合山西省農(nóng)牧項(xiàng)目情況，青貯玉米獲得了廣泛應(yīng)用，然而在育種工作中存在著品種落后單一等問(wèn)題，制約了我國(guó)玉米的發(fā)展。為了提升玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，進(jìn)行青貯玉米育種研究進(jìn)展分析極具必要性。

1基于青貯玉米分析其特征特性、評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.1對(duì)比分析青貯玉米與普通玉米

與普通玉米進(jìn)行比較，青貯玉米的特點(diǎn)明顯。首先，具有不同的收獲物，青貯玉米長(zhǎng)成之后，整體植株高大，通常高度為2.5～3m，最高可以達(dá)到4m，植株與植株之間比較茂密，主要收獲全株生物鮮重，而對(duì)于普通玉米，主要收獲粒子。其次，收獲時(shí)間存在差異，關(guān)于青貯玉米，它的最優(yōu)收獲時(shí)間需要察看玉米狀態(tài)，一般為籽粒乳熟到蠟熟前的階段，而普通形式的玉米，只要看到籽粒乳線全部消失，出現(xiàn)黑色層，這時(shí)就可以開展收取工作。再次，在產(chǎn)品與品質(zhì)方面，兩者具有不同的要求。青貯玉米主要用來(lái)制作質(zhì)量?jī)?yōu)良的飼料，這就需要嚴(yán)格要求果穗結(jié)實(shí)性，同時(shí)應(yīng)該具備高含量的淀粉，在生物產(chǎn)量方面的要求也比較高，投喂草食牲畜后會(huì)提升它們的消化吸收能力。對(duì)于普通形式的玉米，其籽粒品質(zhì)要高，更加注重其產(chǎn)量[1]。

1.2青貯玉米的類型和特點(diǎn)

基于青貯玉米，從其特征特性、用途來(lái)看，可以進(jìn)行具體分類。第一種類型為青貯專用形式，當(dāng)適宜收獲的時(shí)間來(lái)到時(shí)，收獲全株玉米，同時(shí)執(zhí)行粉碎操作，經(jīng)歷過(guò)青貯發(fā)酵處理之后，就可以形成飼料，這樣的玉米不僅符合草食牲畜的食用標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)生物產(chǎn)量相對(duì)比較高，如青貯23、北農(nóng)青貯208等。第二種類型為糧飼通用形式，它是一種多用型青貯玉米，不僅整體的籽粒產(chǎn)量高，具有高品質(zhì)的飼用性，還可以根據(jù)糧用玉米、青貯玉米發(fā)展調(diào)整應(yīng)用模式。第三種類型為飼草形式，充分應(yīng)用秸稈和葉片，為家畜供應(yīng)能量，而且可以在海拔較高的區(qū)域種植。從現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的狀態(tài)來(lái)看，選擇青貯玉米品種時(shí)，應(yīng)該主要采用前兩種，飼草型作為輔助形式。

1.3評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

設(shè)定好育種目標(biāo)，利用評(píng)價(jià)指標(biāo)，與此同時(shí)，深層考慮產(chǎn)量、品質(zhì)兩大方面。分析產(chǎn)量的高低時(shí)，需要研究3項(xiàng)指標(biāo)，一方面需要在單位面積中考慮鮮質(zhì)量，然后研究含水量，或者考慮干物質(zhì)含量，還需要掌握單位面積干質(zhì)量。進(jìn)行品質(zhì)鑒定時(shí)，應(yīng)該考慮粗蛋白、淀粉等物質(zhì)的具體含量，分析木質(zhì)素含量，考慮離體消化力等方面。針對(duì)青貯玉米，如果想要提升它的產(chǎn)量和品質(zhì)，就要合理查看玉米果穗這一內(nèi)容，利用干質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，細(xì)致分析果穗質(zhì)量，占據(jù)了整體植株的一半，通過(guò)果穗占據(jù)比重實(shí)現(xiàn)全面化分析，比重占據(jù)得越多，說(shuō)明青貯玉米品質(zhì)更加具有優(yōu)勢(shì)。所以，應(yīng)該致力于改善玉米特性，從生物產(chǎn)量著手，發(fā)揮好品質(zhì)潛力，增加引進(jìn)力度，合理研究外來(lái)種質(zhì)，讓育種方法不斷趨于完善，發(fā)揮現(xiàn)代生物技術(shù)的功效，適當(dāng)使用常規(guī)形式的育種方式，探究市場(chǎng)的真實(shí)需求，選育出符合需要的品種，同時(shí)還應(yīng)該看果穗，選擇大果穗，保證葉片繁茂，生育時(shí)間應(yīng)該適中，研究品質(zhì)良好并具有超強(qiáng)抗性的品種。

2當(dāng)前我國(guó)青貯玉米育種工作的狀態(tài)

2.1青貯玉米育成品種

從我國(guó)的青貯玉米育種工作中可以看出，整體起步比較晚，基于青貯玉米用途與價(jià)值的重要性，我國(guó)逐漸重視青貯玉米育種工作，在國(guó)家科技攻關(guān)內(nèi)容中，將其規(guī)劃于此行列，先后取得了良好成果，育成了不同的青貯玉米品種，比如，遼原1號(hào)、科青1號(hào)等。2002年，國(guó)家在局部區(qū)域開展試驗(yàn)，一直到2017年，經(jīng)過(guò)審定的青貯玉米數(shù)量達(dá)到了28個(gè)，除了桂青貯1號(hào)、錦玉青貯28，其他都屬于單交種的形式。

2.2自交系雜種優(yōu)勢(shì)群類型

為了構(gòu)建雜優(yōu)模式，需要自交系雜種優(yōu)勢(shì)群，展開此群的劃分工作，以提升育種的效率。對(duì)于青貯玉米，在品種審定期間，從給予的親本自交系來(lái)源入手，應(yīng)用系譜法，需要做好28個(gè)品種的研究工作，為它的50個(gè)親本自交系帶來(lái)保證，以達(dá)到雜種優(yōu)勢(shì)群劃分形式，可以看出，在溫?zé)酙群中，具有16個(gè)自交系，占比較大，為28.6%，最少的為高油類群，只有2個(gè)系，占比為4.0%。

2.3山西青貯玉米育種工作

青貯玉米作為山西省現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)飼草品種之一，2021年播種面積達(dá)到了159.3萬(wàn)畝。但是從山西青貯玉米發(fā)展時(shí)間來(lái)看，無(wú)論青貯玉米的培育工作，還是推廣工作，整體起步都比較晚。為了滿足當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，適應(yīng)市場(chǎng)需求，需要進(jìn)行新品種的培育，做出正確調(diào)整。以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，在實(shí)行育種技術(shù)時(shí)，加以分子標(biāo)記作為輔助手段。在培育青貯玉米方面，對(duì)核心自交系進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定，選擇品質(zhì)優(yōu)良的自交系，進(jìn)行多點(diǎn)鑒定，選育出符合山西地區(qū)特點(diǎn)的雜交種子。以農(nóng)玉66為例進(jìn)行分析，在選育過(guò)程中，2014年農(nóng)業(yè)科學(xué)院開始選取海南為試驗(yàn)基地，其中的母本、父本分別為A18、B11457，經(jīng)過(guò)測(cè)配形成農(nóng)玉66。2015年，選擇了榆次東陽(yáng)試驗(yàn)基地，進(jìn)行初級(jí)階段的鑒定工作；2016年，在太原等地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，整體性能比較優(yōu)良，產(chǎn)量較高；2017～2018年，基于青貯玉米品種，展開品種比較試驗(yàn)；2019～2020年，分別參與了自主區(qū)域試驗(yàn)、品種聯(lián)合試驗(yàn)工作，并且執(zhí)行同步生產(chǎn)試驗(yàn)，在不同的時(shí)間內(nèi)，這一品種都具有良好的生物產(chǎn)量、保綠性等；2021年，經(jīng)過(guò)審定之后，確立了審定編號(hào)。

3基于青貯玉米育種探究其在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的地位

3.1推動(dòng)青貯玉米的發(fā)展步伐，為畜牧業(yè)發(fā)展提速

我國(guó)的天然草原面積近4 億hm2，它在我國(guó)總國(guó)土面積中所占的比例為42%左右。近年來(lái)，草原逐漸退化，研究發(fā)現(xiàn)近九成可以利用的草原出現(xiàn)了明顯的退化現(xiàn)象，飼草資源逐漸減少。因?yàn)楦鞯貐^(qū)的青飼作物產(chǎn)量比較低，營(yíng)養(yǎng)成分也不全面，所以青貯玉米的作用至關(guān)重要，它能夠推動(dòng)畜牧業(yè)發(fā)展提速，解決青飼料不足問(wèn)題[2]。

3.2發(fā)展青貯玉米，讓環(huán)境污染問(wèn)題有所減少

當(dāng)前，普通玉米種植量比較大，但是它具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值單調(diào)、品質(zhì)不高的問(wèn)題，加上秸稈的利用率較低，在很多地區(qū)主要以焚燒的方式為主，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的不利影響。因此，需要利用較短的時(shí)間，選育出適應(yīng)我國(guó)發(fā)展的青貯玉米品種，帶動(dòng)玉米加工方式提升和青貯玉米種植量增加，提高秸稈的利用率，生產(chǎn)更多的畜牧產(chǎn)品，比如肉類、蛋類、奶類等，推動(dòng)農(nóng)牧業(yè)不斷發(fā)展起來(lái)，將玉米育種中需要解決的問(wèn)題處理掉，有序調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)農(nóng)民增收。

4基于青貯玉米選育，探究技術(shù)路線與方法

4.1分析生物產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)成分，為育種工作提供參考

對(duì)于青貯玉米品種，要想評(píng)定品質(zhì)優(yōu)良屬性，不僅體現(xiàn)在產(chǎn)量上，還要保證營(yíng)養(yǎng)成分。要想達(dá)到品種的理想狀態(tài)，所選品種應(yīng)該具有高產(chǎn)量的生物性，營(yíng)養(yǎng)成分含量要豐富，同時(shí)具有較強(qiáng)的抗性作用等。針對(duì)于上述情況，應(yīng)該在選育雜交種環(huán)節(jié)中，合理考慮產(chǎn)量，選擇品質(zhì)優(yōu)良的品種，這樣才能更加貼近預(yù)期[3]。

4.2從專用型育種技術(shù)的角度，對(duì)路線與育種方法進(jìn)行分析

在青貯專用型玉米這一形式中，可以依據(jù)器官的差異化，分為高大單稈型和分蘗多穗型，其育種形式依然存在較大的發(fā)展空間。以分蘗多穗型品種為例，通常選用普通玉米作為自交系的母本，選用爆裂型玉米作為父本進(jìn)行培育，還有一部分其選育過(guò)程比較特別，親本作物選用熱帶資源。所以，關(guān)于育種技術(shù)路線和方法，可以廣泛利用各種有效作物，運(yùn)用常規(guī)形式的育種方式，結(jié)合先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的分析檢測(cè)技術(shù)，合理使用種質(zhì)資源，培育符合要求的新品種。一般情況下，選育玉米種子時(shí)，應(yīng)開展鑒定、評(píng)比工作，進(jìn)行區(qū)域性試驗(yàn)，最后落實(shí)審定工作，保證其符合本地的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)，發(fā)揮專用型育種技術(shù)的作用。

4.3青貯玉米的育種方法

4.3.1廣泛收集種質(zhì)資源

全面收集種質(zhì)資源，建立新的雜種優(yōu)勢(shì)群。我國(guó)的育種工作起步比較晚，所以未能充分利用并保存好種質(zhì)資源，這導(dǎo)致品種庫(kù)整體更新速度緩慢?？梢酝ㄟ^(guò)鑒定、篩選工作，對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行改良創(chuàng)新，利用優(yōu)良種質(zhì)，改善玉米種質(zhì)資源缺乏的狀態(tài)，提升飼料玉米育種工作的執(zhí)行力。近年來(lái)，不同學(xué)者對(duì)bm3型玉米做了大量的研究，發(fā)現(xiàn)該型玉米本身營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，在木質(zhì)素方面，整體含量比較低。然而，在bm3型雜交種中，籽粒產(chǎn)量比較低，長(zhǎng)勢(shì)不良，不能良好地應(yīng)對(duì)抗倒問(wèn)題，嚴(yán)重制約了它的廣泛應(yīng)用。一些育種人員嘗試構(gòu)建bm3基因庫(kù)，研究適應(yīng)性較強(qiáng)的品種，從中尋找bm3的修飾基因，控制不利于此玉米生長(zhǎng)的性狀，但是一直未能成功。在育種方面，在優(yōu)良玉米種質(zhì)里，將bm3正確導(dǎo)入進(jìn)去，是可以培育出性能改善的品種的。所以說(shuō)，這一玉米種質(zhì)具有發(fā)揮潛力的空間。

4.3.2選擇雜交種

良好的青貯玉米品種，需要結(jié)合多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行選擇，比如，消化率、抗性等，深層研究青貯玉米品質(zhì)性狀，找出具體的遺傳規(guī)律，增加選擇執(zhí)行力，主要查看結(jié)實(shí)性、綜合抗性，選取熱帶、亞熱帶形式，結(jié)合溫帶品種，實(shí)行雜交處理，構(gòu)建新的雜種優(yōu)勢(shì)群，短時(shí)間內(nèi)選擇出適宜的雜交種。盡量最大化應(yīng)用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源，在青飼預(yù)期收獲階段，審查選擇品種的生育時(shí)間段，保證兩者可以匹配，最終選擇出青貯雜交種，這樣將會(huì)得到具有較高水平的飼草產(chǎn)量。

4.3.3加大新技術(shù)研究力度

應(yīng)用分子生物技術(shù)，構(gòu)建效率高的技術(shù)體系，主要運(yùn)用分子標(biāo)記輔助形式，深入發(fā)掘新型基因，找到耐旱等品質(zhì)優(yōu)良的基因，獲取到分子標(biāo)記，整合期望性狀，將其導(dǎo)入到合適的雜交種中。利用新型技術(shù)，探究特別的優(yōu)良屬性，最大化地提升玉米品質(zhì)。當(dāng)前，有關(guān)研究人員利用多種環(huán)境進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)，找到可以控制玉米木質(zhì)素含量的物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了緊密連鎖的分子標(biāo)記，期望從分子角度找到木質(zhì)素含量的有關(guān)內(nèi)容，深層表明其中的遺傳機(jī)理。

4.4從雜交種中分析品比試驗(yàn)及評(píng)價(jià)

品比試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)選擇高大單稈型時(shí)，可以選擇中北410、412，對(duì)于分蘗多穗型，可選用瑞德2號(hào)，也可選用SAUMZ1。觀察兩年來(lái)的產(chǎn)量結(jié)果，分析生物產(chǎn)量效果最好的品種，主要在SAUMZ1上有所體現(xiàn)，與中北進(jìn)行比較，產(chǎn)量有所增加。從總體情況來(lái)看，分蘗常綠型具有較高的生物產(chǎn)量，但是，由于它不抽穗，基本上沒(méi)有籽粒，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)成分含量不高；關(guān)于分蘗多穗型的品種，觀察單株植物，體現(xiàn)出較多的果穗，生物產(chǎn)量也比較高，帶有大量籽粒，其營(yíng)養(yǎng)成分含量也處于較高的水平；在高大單稈型品種中，生物產(chǎn)量比較低，但其營(yíng)養(yǎng)成分偏高。這幾種類型各自具備優(yōu)勢(shì)，需要根據(jù)不同的條件，選取相應(yīng)的品種進(jìn)行種植，展現(xiàn)出優(yōu)良的品質(zhì)效果。

5青貯玉米發(fā)展趨勢(shì)與相關(guān)建議

5.1發(fā)展畜牧業(yè)，青貯玉米發(fā)揮了不可缺少的作用

當(dāng)前，縱觀農(nóng)牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展情況，依據(jù)總體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)值，畜牧業(yè)占據(jù)了將近80%，丹麥國(guó)家高達(dá)90%，而我國(guó)相對(duì)比較少，比例不到40%。我國(guó)屬于農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)正在大力調(diào)整，同時(shí)帶動(dòng)畜牧業(yè)得到了快速發(fā)展，當(dāng)前需要緊急處理的問(wèn)題是，選育出青貯飼料專門應(yīng)用的玉米新品種。農(nóng)業(yè)部根據(jù)這一發(fā)展需求，啟動(dòng)多個(gè)省份的試點(diǎn)工作，使得人們的生活水平有所提高，特別是在肉類、蛋類等方面，需求量明顯增多，青貯玉米的發(fā)展勢(shì)在必行。

5.2推廣青貯玉米提升了經(jīng)濟(jì)效益，有助于緩解環(huán)境污染

根據(jù)實(shí)際情況，比較生產(chǎn)籽粒玉米，進(jìn)行青貯玉米生產(chǎn)可以有效增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。對(duì)這兩種玉米進(jìn)行同期播種，保證同樣的栽培管理等條件，分析籽實(shí)玉米的產(chǎn)量，大約為 7t/hm2，而對(duì)于青貯玉米，數(shù)值上可達(dá)到 47t/hm2。通過(guò)計(jì)算具體的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，對(duì)于青貯玉米、籽實(shí)玉米，分別取1hm2，前者與后者比較起來(lái)，多產(chǎn)了3333個(gè)飼料單位，另外，可消化蛋白質(zhì)也呈現(xiàn)出多產(chǎn)的效果。關(guān)于青貯玉米品種，如果是糧飼通用型，可以對(duì)收獲形式、內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)籽粒效益高時(shí)，收取籽粒，把握好青貯效益；當(dāng)處于較高水平時(shí)，可以作為青貯材料，避免了其他利用風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生。將品種符合的玉米秸稈處理好，經(jīng)過(guò)青貯后，用作動(dòng)物的飼料，可以有效提升它們的消化率，使其可以達(dá)到60%～70%。當(dāng)前，普通玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值未能得到有效的利用，在很多地區(qū)，玉米秸稈會(huì)實(shí)行焚燒處理，不僅造成了浪費(fèi)，還會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染問(wèn)題。因此，應(yīng)該利用較短的時(shí)間進(jìn)行種子選育，提升玉米的品質(zhì)，讓青貯玉米品種可以符合我國(guó)的種植要求，保證秸稈得到充分應(yīng)用。

5.3以國(guó)家政策為導(dǎo)向，增加青貯玉米的發(fā)展空間

研讀國(guó)家發(fā)布的文件，深入實(shí)際調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，為飼草業(yè)的發(fā)展增添活力，重視飼草的種植，結(jié)合種養(yǎng)模式，開展具體化的試點(diǎn)工作，協(xié)調(diào)糧食等三元結(jié)構(gòu)。農(nóng)業(yè)部開展試點(diǎn)工作時(shí)，可以在國(guó)家多個(gè)地點(diǎn)執(zhí)行，主要發(fā)展全株青貯型，保證草畜達(dá)到合理的配套水平。在試點(diǎn)中，設(shè)立好目標(biāo)任務(wù)，政府給予政策性支持，實(shí)行財(cái)政補(bǔ)貼。通過(guò)政策發(fā)揮保障作用，出臺(tái)有助于飼草產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)有機(jī)增長(zhǎng)的文件，更好地緩解生態(tài)環(huán)境壓力。

在育種工作中，為了緩解品種落后推廣不足等問(wèn)題，要不斷研究青貯玉米新品種，提升玉米的品質(zhì)，增加玉米的產(chǎn)量，保證其可以符合我國(guó)的種植要求。

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