云南省優質專用玉米研究現狀及發展前景

劉 帆，譚 靜，番興明*

（1.云南省大理州農業科學研究所，云南 大理 671000；2.云南省農業科學院糧食作物研究所，云南 昆明 650205）

玉米是云南省第一大作物，不但對云南省的糧食生產起決定作用，而且作為畜牧業主要的飼料來源，在一定程度上決定著云南省畜牧業的發展。優質專用玉米包括優質蛋白玉米（QPM）、高油玉米、高維生素A源玉米、青貯玉米以及甜糯鮮食玉米等，由于其獨特的內在遺傳組分表現出各具特色的籽粒結構、營養成分、加工品質和食用風味等特征，有著各異的專門用途、加工特色和相應的市場份額，是普通玉米不可替代的優質飼料、優質淀粉、優質食用油和優質食品的重要原料。云南省在優質專用玉米育種方面取得了較大進展，選育的優質專用玉米品種已在生產上大面積推廣應用，取得了顯著的經濟效益和社會效益。針對目前云南省畜牧業發展的需要以及玉米生產發展的趨勢要求，云南省應進一步推動優質專用玉米的產業化開發，推進種植業結構調整，實現糧經飼、種養加、農林牧漁業持續協調發展。

1 云南省玉米生產現狀及未來需求

云南省玉米常年種植面積133.33萬hm2，占全省糧食作物總播種面積的30%左右；2008年全省玉米種植面積達到123.67萬hm2，總產量494萬t，平均單產3994.5 kg/hm2，占全省糧食總產量的31.1%。目前云南省玉米總產量的65%～70%作為飼用，其余作為邊疆少數民族的口糧、食品工業原料和工業上的綜合利用，其生產對云南省農牧業及相關產業的發展有著舉足輕重的作用。

玉米是產量較高的能量飼料，俗稱飼料之王。其產量是大豆的2.6～3.3倍，含熱量居禾谷類作物之首。據統計，全世界70%～75%的玉米轉化為肉、蛋、奶，10%～15%作為工業原料，10%～15%供人們食用。隨著人民生活水平的提高，對糧食品質的要求從溫飽型向營養保健型轉化，同時隨著城鄉居民消費層次和消費結構的變化，對動物性蛋白的需求量也日益增加，玉米作為口糧的比例日益減少，大部分用作飼料和工業原料。根據云南省畜禽養殖量推算，全省年均飼用玉米需求量1200萬t左右，而全省玉米年產量約500萬t，缺口約700萬t，不足的飼料糧長期依靠外調或進口，運距遙遠、成本高及運輸壓力大等問題突出，此外，資金的外流也不利于地方經濟的發展。與此同時，生產上大面積種植的普通玉米，蛋白質品質和能量水平較低，缺乏人體及單胃動物生長發育必需的賴氨酸、色氨酸等。普通玉米籽粒中賴氨酸含量只有0.23%左右，而畜禽飼料需要的賴氨酸含量為0.6%～0.8%；普通玉米的含油量只有3.5%～4.0%，而畜禽飼料要求6%～8%的含油量。在云南省大力發展畜牧業的形勢下，僅靠增加產量無法滿足畜牧業發展對飼料的需求。針對目前云南省農業結構調整和畜牧業發展的需要以及玉米生產發展的趨勢要求，云南省應大力發展優質蛋白玉米（QPM）、高油玉米、高維生素A源玉米、青貯玉米以及甜糯鮮食玉米等優質專用玉米，以進一步調整玉米的種植結構，促進畜牧業、食品加工業及其它相關產業的健康快速發展，促進農業增效、農民增收。

2 優質專用玉米的營養價值和經濟價值

2.1 優質蛋白玉米（QPM）

QPM是指蛋白質組分中富含賴氨酸的新型優質玉米，其賴氨酸含量高出普通玉米2倍，較普通玉米有更高的應用價值和經濟效益，是重要的高效能畜禽飼料，而且高含量的賴氨酸對人體的生長發育具有重要作用。一些南美國家曾對2～3歲兒童做了實物營養實驗，證明這種玉米的營養價值超過了普通玉米加豆粉的營養水平。Clark H.E.研究指出，對每個成年人每天給予300 g QPM，就足以維持體內氮的平衡，如給予普通玉米則需600 g。云南省邊疆貧困山區的人民有食用玉米的習慣，且長期以普通玉米為食，由于缺乏人體所必需的賴氨酸和色氨酸，容易導致賴皮病的發生。在這些地區推廣QPM可改善當地人民的膳食營養結構，提高人民的健康水平。

國內外大量的飼養試驗表明，用QPM為主體的飼料養豬，比普通玉米飼料日增重提高30%以上，喂雞可提高產蛋量15%以上。用QPM養豬試驗表明，QPM的賴氨酸、色氨酸消化率均顯著高于普通玉米，這意味著在單胃動物的日糧中用QPM可降低賴氨酸含量高的蛋白質飼料如豆粕、魚粉等用量，降低飼養成本，提高經濟效益。中國農科院作物所與通縣農牧局做養豬試驗，分別用不同的飼料配比養豬3個月，用QPM的日增重為0.5 kg，用普通玉米的日增重為0.22 kg，料肉比前者為4.27∶1，后者為6.4∶1。云南省的養豬試驗表明，用QPM和普通玉米作飼料喂養8頭小豬，151 d后喂養QPM的小豬體重比喂養普通玉米的增加37.2%，節約飼料35.29%，用QPM喂養的小豬料肉比為3.5∶1，普通玉米的料肉比5.4∶1。用QPM飼養雞、鴨等家禽試驗表明，QPM能顯著改善日糧飼料轉化率，降低飼養成本，提高經濟效益。僅此1項技術，就可以大幅度提高飼料轉化率和畜產品的商品率。如果全國1/3玉米面積推廣QPM并用于發展養豬業，節省的糧食相當于減少進口1500萬t玉米，不僅節省外匯，同時還可以增加農民收入，增強人民體質，促進經濟建設和農村經濟可持續發展。

2.2 高油玉米

普通玉米籽粒的含油量為3%～4%，含油量超過6%即為高油玉米。高油玉米作為20世紀人工創造的一種高附加值的玉米新類型，不僅大大提高了玉米籽粒總能量水平，也全面改善了它的營養成分，是高能優質飼料的重要來源。高油玉米含油量比普通玉米高80%以上，賴氨酸含量高30%以上，蛋白質含量也相應增加，同時，脂溶性維生素（VA、VE）、類胡蘿卜素等含量也增加。除籽粒優質外，高油玉米還具有秸稈優質的特征，高油玉米籽粒收獲后，其莖、葉、秸稈仍然保持鮮綠多汁，含有豐富的粗蛋白、水溶性糖類和其他營養成分，木質素和纖維素含量低，經加工貯藏后是家畜、家禽等養殖業的優質青貯飼料。

此外，玉米油是優質植物油，其亞油酸的含量可達60%以上，對軟化血管、防止血管硬化等有良好作用，故有健康油之稱。用高油玉米作畜禽飼料，具有較高的生物效應和經濟效益。研究表明，用高油玉米飼喂雞、鴨等家禽，產蛋率、料肉比顯著提高。養豬試驗表明，高油玉米可降低豬日飼料消耗量，飼料效率顯著優于普通玉米日糧，豬每增重1 kg所需要的高油玉米比普通玉米少5%～6%；在母豬妊娠期飼喂高油玉米飼料，可增加母豬體重、體內脂肪含量、產奶量和仔豬存活率。用高油玉米代替普通玉米喂奶牛，可使奶牛每天多產奶1 kg；用高油玉米秸稈青貯飼喂牛的試驗表明，肉牛平均日增重比對照組每增重1 kg可節省飼料糧10 kg，節約精料1.2 kg；飼喂奶牛可改善其牛奶品質，提高蛋白質、乳糖和總干物質含量。與普通玉米相比，高油玉米具有多方面的優越性，高油玉米使玉米從單純的糧食作物變成了油糧或油飼兼用作物。以已育成的高油玉米含油量計算，每500 kg玉米含有35～50 kg玉米油，相當于175～200 kg大豆或 88～125 kg油菜籽的含油量，油分提取后的450～465 kg產品仍可作工業原料、糧食或飼料，這就意味著種植1 hm2高油玉米相當于種植1 hm2油料作物+1 hm2糧食作物或飼料作物。

2.3 青貯玉米

青貯玉米是指專門用于飼養家禽、家畜的玉米品種，其果穗、莖葉均可用作飼料。青貯玉米具有營養豐富、產量高、能量高、吸收率良好等特點，是發展牛、羊等草食家畜的優質飼料。科學研究表明，適時收獲的玉米秸稈作為反芻動物的飼料，每1000 kg含有20個飼料單位、1.2 kg消化蛋白質，相當于20 kg優質青飼料的營養價值，消化率可達60%～70%，而傳統的直接飼喂法，消化率只有20%～30%，玉米秸稈青貯后的料肉比較直接飼喂提高了1倍多；青貯玉米經貯藏發酵后，部分碳水化合物轉化為乳酸、醋酸等，具有酒香味、柔軟多汁、適口性好等特點，所含的營養物質更容易消化吸收。研究表明，在土地和耕作條件相對一致的情況下，青貯玉米比籽實玉米每公頃多收入539元，多生產可消化蛋白53 kg。喂青貯飼料的奶牛比喂一般飼料的奶牛日產奶增加3.64 kg，1個泌乳期多盈利978元。法國農業科學院以青貯玉米進行動物活體試驗，在每頭幼牛節約精料15～30 kg的情況下，幼牛的采食量提高10%，日增重增加13%；以青貯飼料喂奶牛，消化率提高12.4%，泌乳量增加7.5%，每天節約精飼料15%。云南省長期以來人畜共糧、糧飼共用，隨著人們生活水平的提高，以糧食為主發展畜牧業，植物的莖、葉等部分不能很好利用，已經愈來愈不經濟。農民收獲完果穗后其余部分被焚燒掉，不僅浪費了大量的營養物質，而且污染了環境。發展青貯玉米可以很好地解決玉米秸稈的利用問題，增加畜牧業的飼料來源和總量，減少玉米等優質糧食的使用，滿足云南省畜牧業發展的現實要求和未來需求。

2.4 高維生素A源玉米

維生素A缺乏和缺鐵性貧血是中國人營養不良的2個突出問題，嚴重缺乏維生素A可導致眼干燥癥和夜盲癥。通常動物性食品是人類維生素A的主要來源，但貧困邊遠地區人民的動物性食品攝入量嚴重不足，維生素A缺乏的現象相當普遍，特別是一些少數民族習慣以白色玉米為主食，而白色玉米維生素A源的含量幾乎為零，從而使人群維生素A缺乏的問題更加突出。玉米籽粒中并不直接含有維生素A，但含有豐富的維生素源-類胡蘿卜素，在人體中類胡蘿卜素轉化形成維生素A。白玉米中類胡蘿卜素的含量幾乎為零，但黃玉米中類胡蘿卜素含量的差異卻很大，總的類胡蘿卜素含量在7.61～38.23 μg/g，而通過不同自交系的組合，可以使F1的類胡蘿卜素含量達到更高，這為高含量類胡蘿卜素玉米的選育提供了可能。

根據對微量元素含量的初步調查，QPM和高油玉米比普通玉米含有更高的維生素A源。以現有QPM和高油玉米材料和品種為基礎開展進一步的改良研究，選擇營養富集型高維生素A源含量、籽粒產量不降低的玉米品種，不但可以大大加快品種推廣應用的速度，還可以大幅度提高其他營養物質的含量，有助于解決貧困地區人群維生素A缺乏等現實問題，也有助于提高貧困地區玉米雜交種的覆蓋率，使玉米生產上一個新臺階。

2.5 優質鮮食玉米

優質鮮食玉米主要指甜玉米、糯玉米，其籽粒富含人體必需的多種維生素、氨基酸、植物素和大量可食性纖維素，是目前市場上最佳的綠色食品，它以“粗糧細吃”、“老玉米鮮吃”的特色滿足人們對餐桌食品新鮮、營養、均衡的追求，被譽為“蔬菜”玉米。優質鮮食玉米具有較高的營養價值和廣泛的用途，大大提高了玉米的自身價值，是近年來尤其是發達國家發展較快的一種新型玉米品種。在國外，如日本、南朝鮮、泰國和歐洲還有著廣闊的甜、糯玉米和糯淀粉市場。近5年云南省年均種植青食玉米面積約6.67萬hm2，其產品以鮮嫩果穗周年供應本省大中城市以及廣州、香港等地區。云南省氣候類型多樣，具有豐富的水熱資源，發展優質鮮食玉米具有得天獨厚的地理優勢，南部大部分地區可常年種植鮮食玉米，由于這些地區晝夜溫差大，有利于糖分及營養物質的積累，產出的鮮食玉米口味極佳，深受消費者歡迎，反季上市可形成“人無我有”的產品，形成云南省的特色產業，為云南省的經濟找到一個新的增長點，并帶動相關食品加工業的發展。近年來在云南省冬季農業開發中，主要產品之一就有鮮食玉米，除部分在本省大中城市消費外，大多銷往廣州、臺灣等地及日本、法國等國家，產品供不應求。

3 云南省優質專用玉米育種及產業化現狀

云南省于20世紀80年代中期開始引進北方的QPM品種如中單206、中單9409等，但這批以溫帶血緣為背景的品種不適應云南省的生態條件，一般表現為易感大小斑病、穗粒腐病，因此在云南省推廣面積不大。近幾年中國北方QPM研究及推廣工作也因育種材料缺乏，難以取得大的進展。云南省農科院糧作所玉米研究中心于1988年開始QPM研究，利用云南省地處亞熱帶低緯高原，熱帶、亞熱帶和溫帶材料均能正常開花結實的地理優勢，引進了大量CIMMYT、南非南塔大學的熱帶、亞熱帶QPM種質，在云南省不同生態條件下開展異地改良和穿梭育種，選育出一批品質、抗性及農藝性狀均十分優良的熱帶、亞熱帶QPM骨干系。通過田間試驗和分子標記相結合的方法，在國內外首次對熱帶、亞熱帶QPM種質和中國溫帶QPM種質進行雜種優勢群的劃分，并成功構建了雜交組配模式“QPM溫帶系×熱帶（亞熱帶）系”。應用“QPM溫帶系×熱帶亞熱帶系”雜優模式選育出一批既具有溫帶適應性、又具有熱帶種質抗逆性的硬質胚乳QPM強優勢雜交種，突破QPM選育中的抗病性差、籽粒容重低的瓶頸。至2010年育成通過省級審定的QPM品種3個，這些雜交種不但產量高、適應性廣，而且品質優、胚乳硬質、抗逆性強，其突出的抗病性有效地解決了中國北方QPM抗病性差的問題，在云南省及周邊省份表現出良好的適應性和豐產性。其中QPM品種云優19經檢索查新是目前國內唯一的油分含量達到高油玉米品質標準的硬質胚乳QPM品種，2004年獲云南省科技進步二等獎，同年被國家農業部和科技部共同推薦為“優質專用玉米新品種”，2005年獲農業部豐收二等獎；云南省臨滄市和文山州做的QPM品種與普通玉米品種的對比飼養試驗表明，用QPM雜交新品種云優19等為主體的飼料養豬，顯著提高了飼料轉化率和日增重，降低了料肉比，用其飼養肉豬比普通玉米飼料增效17%～31.4%。云優19各項技術經濟指標達到同類技術的領先水平，產量較大面積推廣的普通玉米雜交種增產6.6%，籽粒容重（776.5 g/L） 超過國家飼用玉米一級標準（≥710 g/L），是目前國內大面積應用的抗灰斑病硬質胚乳QPM品種，成功解決了目前QPM育種的一系列重大技術難題，目前已通過云南、貴州、廣西3省（區）的審定（認定），并獲得國家植物新品種保護品種權，2009年榮獲云南省技術發明一等獎。至2010年這些品種已在云南省及周邊省份累計推廣種植53.33多萬hm2，取得了顯著的經濟效益和社會效益。

同時，云南省農科院糧作所玉米研究中心針對云南省玉米生產現狀和畜牧業發展對玉米生產需求的實際情況，利用云南省地理氣候和種質資源優勢，積極開展高油玉米種質創新研究，選育出一批品質、抗性及農藝性狀均十分優良的熱帶、亞熱帶高油玉米骨干系，較國內使用的溫帶高油玉米自交系具有較強的優勢，尤其在抗性、農藝性狀等方面表現較好，對中國高油玉米育種作出了重要貢獻；利用中國溫帶高油玉米系與熱帶、亞熱帶高油玉米系組配，選育出通過省級審定的高油玉米雜交種云瑞21（含油量6.06%，粗淀粉72.25%）、云瑞8號（含油量9.16%） 等，解決了高油玉米抗病性差、產量低的問題。其中云瑞21是利用云南省獨創熱帶白粒高油玉米種質選育出的國內外首個熱帶白粒高油玉米品種，是目前國內外唯一同時達到高淀粉標準的高油玉米品種，各項技術經濟指標達到同類技術的領先水平，2006年通過云南省品種審定，2007年獲得國家植物新品種保護品種權，同年獲云南省技術發明一等獎。云瑞8號于2006年通過云南省品種審定，具有突出的抗病性和廣泛的適應性，籽粒內在品質和外觀品質均十分優良。目前這些品種已在生產上推廣應用近66.67萬hm2，深受農民群眾歡迎。

云南省農科院糧作所于20世紀90年代初開始進行鮮食玉米育種，一方面從云南地方種質中選育優良自交系，另一方面大量從國內外引進優質甜、糯玉米種質，目前已選育出產量高、籽粒外觀好、品質好、果皮薄、適口性好并通過省部級審定的優質鮮食玉米雜交種7個，其中利用普通熱帶玉米突變體選育的加強甜玉米自交系白甜糯-1-2-5-1-1-3、2636、122等表現豐產、穩產、抗病和優質（外觀品質優、營養價值高和適口性好），拓寬了我國鮮食玉米的種質基礎。其中云南省農科院糧作所選育的加強甜玉米品種云甜玉一號（五彩甜玉米）和甜糯888，各項品質指標均超過國家食用玉米一級質量標準，克服了目前中國鮮食玉米適口性、商品性較差的缺點，拓寬了中國鮮食玉米的種質基礎。云甜玉一號采收時籽粒有白、黃、紅、紫、灰等多種顏色，是目前國內外特有的同一穗具有5種顏色籽粒的加強甜玉米雜交種，充分滿足了消費者對鮮食玉米色、香、味的需求，2002年通過國家和云南省品種審定，并獲國家植物新品種權，2003年榮獲第十四屆全國發明展覽會金獎，同年榮獲云南省技術發明二等獎；甜糯888產量高、適應性廣、抗逆性強，大面積生產平均每公頃產鮮穗22.5 t左右，目前已推廣到中國云南、貴州、廣西、四川、重慶、安徽、浙江等10多個省、市、自治區和越南、緬甸、泰國、菲律賓、印度尼西亞、南非等國家，在海拔200 m以下地區和海拔3100 m的高山均有種植，近年來種植面積占云南省鮮食玉米種植面積的50%左右，2002年通過云南省品種審定并獲國家植物新品種權，2006年榮獲云南省技術發明二等獎。至2010年這些品種已在云南省及周邊省份累計推廣種植6.67萬hm2，取得了顯著的經濟效益和社會效益。

4 云南省優質專用玉米發展前景及建議

優質專用玉米的大面積種植能大幅度提高動物生產性能，改善飼料轉化效率，減少動物糞便中氮的排出，緩解養殖業對環境的污染，促進生態與經濟的共同發展。在云南省貧困地區發展優質專用玉米，既可改善當地人民的膳食營養結構，還有利于貧困地區農民的脫貧致富，帶來較大的社會效益。優質專用玉米的示范推廣可推動當地農業產業結構及種植結構的調整，增加農民的收入，并帶動云南省畜牧業、飼料加工業等相關產業的發展，具有重要的現實意義和廣闊的應用前景。

但是優質專用玉米種質基礎的脆弱性和遺傳基礎狹窄已嚴重地限制了優質專用玉米在中國的進一步發展。狹窄的遺傳基礎增加了玉米雜交種遭受病蟲侵害的危險性，品種間相近的親緣關系使其基因利用潛力受到限制，已成為提高產量、改善品質及增強抗性的主要障礙。中國玉米雜交種選育技術已經達到較先進的水平，但雜種優勢群和模式的研究落后于發達國家，育種家基本上根據經驗選育自交系和組配雜交種，忽略了系譜來源和雜種優勢群，使得自交系的系譜混亂，雜種優勢群和模式復雜化，造成資源和人力浪費，降低了育種效率。另外，優質專用玉米的生產示范基地嚴重不足，遠遠不能滿足大面積生產對種子的需求。目前優質專用玉米的經濟價值尚未在大規模生產中得到體現，僅在家庭式散戶養殖中得到體現，種植農戶得不到相應的利潤，這也是當前制約優質專用玉米大規模發展的主要因素。

在云南省糧食播種面積不可能有所增加及大力發展畜牧業的形勢下，應進一步推動優質專用玉米的產業化開發，建議政府加大人力、物力、經費上的支持，開展如下工作：（1）加強優質專用玉米的新品種選育、種質擴增、遺傳關系和雜種優勢研究以及配套繁育栽培技術研究，為優質專用玉米的產業化開發提供科技支撐；（2）建立和完善優質專用玉米繁育制種基地及其配套基礎設施，為優質專用玉米的產業化開發奠定物質基礎；（3）重點開發優質專用玉米特殊的經濟價值，與種子企業、飼料加工廠和畜牧養殖場或農戶緊密配合，在畜牧業發達的地區發展優質專用玉米，形成“產、加、銷”一條龍的產業化鏈條。只有把優質專用玉米應用于畜牧業，其價值才能體現，才能帶動全省乃至全國優質專用玉米的生產應用，提高優質專用玉米生產的整體效益。

[1]Burgoon K G，Hansen J A，Knabe D A，et al.Nutritional value of quality protein maize for starter and finisher swine[J].J.Anim.Sci.，1992，70：811.

[2]陳紹江.高油玉米發展回顧與展望[J].玉米科學，2001，9（4）：80～83.

[3]陳紹江，孟慶翔.高油玉米及其在畜禽飼料中的應用[J].中國畜牧雜志，2004，40 （10）：42～44.

[4]番興明，譚靜，張培高，等.云南省優質蛋白玉米育種的進展及發展方向[J].作物雜志，1999（5）：19～20.

[5]番興明，譚靜，黃必華，等.優質蛋白玉米自交系產量的特殊配合力及其雜種優勢模式的初步分析[J].作物學報，2001，27 （6）：986～992.

[6]番興明，譚靜，黃必華，等.優質蛋白玉米黃粒系產量配合力及其雜種優勢模式的分析（英文）[J].遺傳，2001，23（6）：547～552.

[7]番興明，張世煌，譚靜，等.根據SSR標記劃分優質蛋白玉米自交系的雜種優勢群[J].作物學報，2003，29（1）：105～110.

[8]高俊，齊廣海.優質蛋白玉米對豬的生物學價值與氮代謝研究[J].中國飼料，2002（12）：5～7.

[9]姜相富，劉忠琛，劉剛.高賴氨酸玉米飼喂育肥豬試驗[J].飼料與畜牧，1995，16（3）：20.

[10]金水仙，盧福莊，樓洪興，等.高賴氨酸玉米和普通玉米對豬氨基酸消化率的影響[J].中國飼料，1997（2）：22.

[11]馬延華，孫德全，林紅，等.高油玉米的飼用價值及在畜牧業中的應用前景[J].黑龍江農業科學，2005（1）：52～54.

[12]石德權.優質蛋白玉米[M].北京：中國科學技術出版社，1995.

[13]宋同明，蘇勝寶，陳紹江，等.高油玉米前途光明[J].玉米科學，1997，5（3）：73～77.

[14]王永宏，趙健，沈強云，等.高油玉米高效利用模式及效益比較研究[J].西北農業學報，2006，15（1）：47～50.

[15]楊振和，陸文波，李曉光，等.高賴氨酸玉米飼養育肥豬試驗[J].飼料研究，1992（7）：18.

[16]譚君，張彪，唐海濤，等.利用多重PCR技術鑒定玉米品種的初步研究[J].西南農業學報，2010，23（4）：1028～1031.

[17]喻春蓮，蘭發盛，張寒飛.高淀粉玉米雜交種華試99選育研究[J].西南農業學報，2010，23 （4）：1039～1042.

[18]何雪銀，吳翠榮，田樹云，等.糯玉米、優質蛋白玉米花培反應率的研究初報[J].西南農業學報，2011，24（1）：10～14.

[19]云南省統計局.2007年云南統計年鑒[M].北京：中國統計出版社.