河南省青貯玉米品種審定現(xiàn)狀及育種探討

摘要：為明確河南省青貯玉米審定標(biāo)準(zhǔn)變化對(duì)新品種選育方向的影響，主要以河南省青貯玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)變化情況為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)變化前后審定的青貯玉米新品種指標(biāo)性狀對(duì)比分析，立足河南省夏玉米主產(chǎn)區(qū)獨(dú)特的氣候條件和生產(chǎn)習(xí)慣，分析適宜該地區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)青貯玉米新品種特征特性，探討河南省青貯玉米新品種選育方向。審定標(biāo)準(zhǔn)主要提高了品種真實(shí)性和差異性、抗倒性以及品質(zhì)等性狀要求，小幅度降低了豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性指標(biāo)要求。執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)后審定的品種生育期縮短、株高降低、綠葉片數(shù)減少，但是在增產(chǎn)率、增產(chǎn)點(diǎn)率、生物產(chǎn)量、綜合抗病能力和品質(zhì)方面均優(yōu)于舊標(biāo)準(zhǔn)審定品種。耐密植、綜合抗逆性強(qiáng)、結(jié)實(shí)性好的糧飼通用型品種是河南地區(qū)青貯玉米的重要發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：河南省；青貯玉米；審定標(biāo)準(zhǔn)；育種

Variety Approval Status and Breeding Exploration of

Silage Corn in Henan Province

青貯玉米是一種將包含果穗在內(nèi)的植株經(jīng)切段加工、貯藏發(fā)酵后用作牛羊等牲畜青貯飼料的專用型玉米品種，具有產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，是提高飼養(yǎng)水平最簡潔和最安全的途徑，是發(fā)展草食畜牧業(yè)不可或缺的基礎(chǔ)材料[1-2]。隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平日益提高，飲食結(jié)構(gòu)逐步改變，由淀粉類飲食逐漸轉(zhuǎn)向淀粉—蛋白質(zhì)飲食構(gòu)成，肉蛋奶類蛋白質(zhì)需求的增加對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展及牛羊等牲畜飼料供應(yīng)提出了更高要求。

青貯玉米是實(shí)現(xiàn)糧飼有效供應(yīng)的重要作物，優(yōu)質(zhì)青貯玉米新品種選育對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、畜牧行業(yè)發(fā)展和飲食結(jié)構(gòu)變化起著重要作用[3]。青貯玉米是制作優(yōu)質(zhì)青貯飼料的重要來源，每hm2產(chǎn)量可達(dá)60～105t，較普通籽粒玉米產(chǎn)量高15～45t，比籽粒玉米多提供2～3倍的營養(yǎng)物質(zhì)，消化率提高近3倍[4]，青貯玉米單位面積生物產(chǎn)量高，可最大限度地保存飼料中的養(yǎng)分，一般只損失原料養(yǎng)分的3%～10%[5]。種植青貯玉米0.13～0.20hm2即可解決一頭高產(chǎn)奶牛全年的青貯飼料供應(yīng)，用青貯玉米飼料飼養(yǎng)奶牛，每頭奶牛每年可增產(chǎn)鮮奶500kg以上，還可節(jié)省1/5的精飼料[6]。青貯玉米是牧草產(chǎn)業(yè)的重要有機(jī)組成部分，發(fā)展青貯玉米產(chǎn)業(yè)可提高土地利用率，是促進(jìn)我國現(xiàn)代畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段[7]。河南省位于黃淮海玉米主產(chǎn)區(qū)，該地區(qū)玉米生育期內(nèi)生態(tài)氣候復(fù)雜，苗期干旱少雨，穗期高溫、干旱、高濕、澇災(zāi)疊加，花粒期低溫寡照，病蟲害高發(fā)。為滿足河南省玉米產(chǎn)業(yè)均衡發(fā)展要求和畜牧業(yè)原材料消費(fèi)需求，緩解人畜爭(zhēng)糧矛盾，選育適宜河南省玉米產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)青貯玉米品種勢(shì)在必行。

1 河南省青貯玉米新品種審定情況

2018年由開封市農(nóng)林科學(xué)研究院主持，聯(lián)合河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院等10余家科研院所及種業(yè)公司成立了河南省牧源青貯玉米聯(lián)合體，主要負(fù)責(zé)開展河南省青貯玉米品種比較試驗(yàn)、區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn)，并推薦高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病新品種審定。截至2024年，已有12個(gè)青貯玉米新品種通過河南省審定，如表1所示。

2 河南省青貯玉米晉級(jí)、審定標(biāo)準(zhǔn)修訂情況

2021年國家修訂了國家級(jí)青貯玉米品種統(tǒng)一試驗(yàn)審定標(biāo)準(zhǔn)，河南省牧源青貯玉米聯(lián)合體以國家審定標(biāo)準(zhǔn)為參考依據(jù)分別針對(duì)品種真實(shí)性和差異性、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性、抗逆性以及品質(zhì)等指標(biāo)性狀進(jìn)行修改完善，制定形成新的河南省青貯玉米新品種審定標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)）。2021年晉級(jí)和審定青貯玉米品種依舊按照舊標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，2021年后參試品種按照新標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行晉級(jí)和審定。新舊標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)性狀對(duì)比如表2所示。

2.1 晉級(jí)、審定標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)性狀調(diào)整 晉級(jí)、審定標(biāo)準(zhǔn)修訂后，小幅降低了參試品種豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性指標(biāo)性狀要求，但是提高了真實(shí)性和差異性、抗倒性以及品質(zhì)等性狀要求，抗病性和專家田間評(píng)鑒指標(biāo)要求則沒有變化。主要表現(xiàn)為生物產(chǎn)量增產(chǎn)率由5.0%降低到3.0%，增產(chǎn)點(diǎn)率由60.0%降低到50.0%；提高了審定品種與已知品種DNA差異位點(diǎn)要求，由2個(gè)差異位點(diǎn)提高到4個(gè)差異位點(diǎn)；平均倒伏倒折率之和要求由≤10.0%提高到≤8.0%，試點(diǎn)倒伏倒折率之和極值要求也由lt;15.0%提高到lt;10.0%；品質(zhì)中淀粉含量要求由≥25.0%提高到≥30.0%，中性洗滌纖維含量要求由≤45.0%提高到≤40.0%，取消了酸性洗滌纖維含量指標(biāo)，增加了對(duì)品種持綠性性狀調(diào)查要求。

2.2 晉級(jí)、審定標(biāo)準(zhǔn)修訂意義分析 通過晉級(jí)、審定標(biāo)準(zhǔn)的修訂，旨在審定出具有地方特色、田間抗逆性突出的優(yōu)質(zhì)青貯玉米新品種。雖然小幅度降低了生物產(chǎn)量要求，但是提高了品種特異性，對(duì)新品種后期生產(chǎn)區(qū)域推廣布局有很高的參考價(jià)值。在日益嚴(yán)峻的生態(tài)氣候條件下，抗逆性突出的品種是降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的有效保障，因此在原有病害抗性鑒定基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)品種抗倒伏倒折能力的篩選，有利于提高生產(chǎn)收獲時(shí)機(jī)械作業(yè)效率、減少產(chǎn)量損失、提高青貯原料凈度，防止在青貯飼料發(fā)酵過程中雜菌污染，導(dǎo)致牲畜食用后產(chǎn)生健康問題，從而造成巨大損失。高品質(zhì)的青貯飼料能有效提高牛羊等牲畜的產(chǎn)肉、產(chǎn)奶率，青貯飼料中淀粉等有機(jī)物質(zhì)是牲畜主要的能量來源，纖維素含量與牲畜消化率息息相關(guān)[8-9]。因此提高品種淀粉含量、降低纖維素含量有利于提高飼料消化率、能量轉(zhuǎn)化率和土地利用率，符合我國綠色高效發(fā)展要求。

3 標(biāo)準(zhǔn)修訂前后審定新品種綜合性狀差異對(duì)比分析

3.1 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀差異分析 如表3所示，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)修訂前后審定品種的農(nóng)藝性狀和生物產(chǎn)量性狀可知，執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)后審定的青貯玉米品種較舊標(biāo)準(zhǔn)審定品種生育期縮短、株高降低以及綠葉數(shù)減少，但是在增產(chǎn)率、增產(chǎn)點(diǎn)率以及生物產(chǎn)量方面均優(yōu)于舊標(biāo)準(zhǔn)審定品種。其中，新標(biāo)準(zhǔn)審定品種在生育期、株高和增產(chǎn)點(diǎn)率等指標(biāo)方面與舊標(biāo)準(zhǔn)品種比較變化差異顯著，綠葉數(shù)、增產(chǎn)率和生物產(chǎn)量指標(biāo)變化差異不顯著。說明雖然審定標(biāo)準(zhǔn)降低了對(duì)于品種豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性要求，但是隨著育種單位青貯玉米育種材料創(chuàng)新升級(jí)，選育的新品種在豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性整體水平上反而表現(xiàn)更佳。

3.2 抗逆性性狀差異分析 如表4所示，采用新標(biāo)準(zhǔn)審定的青貯玉米品種倒伏倒折率之和以及出現(xiàn)極值的試點(diǎn)率均顯著小于舊標(biāo)準(zhǔn)審定品種，說明通過修訂標(biāo)準(zhǔn)抗倒性指標(biāo)，加強(qiáng)了對(duì)參試品種抗倒伏倒折指標(biāo)性狀要求，有利于篩選審定出抗倒伏能力突出的新品種。2021年前執(zhí)行舊標(biāo)準(zhǔn)審定青貯玉米新品種4個(gè)，其中莖腐病中抗以上品種2個(gè)，占比50.0%；南方銹病中抗以上品種1個(gè)，占比25.0%；小斑病中抗以上品種2個(gè)，占比50.0%；彎孢菌葉斑病中抗以上品種1個(gè)，占比25.0%；瘤黑粉病中抗以上品種1個(gè)，占比25.0%。2022年后執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)審定青貯玉米新品種8個(gè)，其中莖腐病中抗以上品種7個(gè)，占比87.5%；南方銹病中抗以上品種5個(gè)，占比62.5%；小斑病中抗以上品種5個(gè)，占比62.5%；彎孢菌葉斑病中抗以上品種3個(gè)，占比37.5%；瘤黑粉病中抗以上品種2個(gè)，占比25.0%。由圖1可以看出，執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)后審定的青貯玉米品種在莖腐病、南方銹病、小斑病以及彎孢菌葉斑病等主要病害抗病能力方面均有所提升，說明育種單位在篩選種質(zhì)資源及新品種時(shí)越來越重視育種材料和品種的綜合抗病能力。從整體來看，莖腐病、南方銹病和小斑病達(dá)到中抗以上水平品種相對(duì)較多，但是對(duì)彎孢菌葉斑病和瘤黑粉病抗性表現(xiàn)略差，說明還需要加大抗彎孢菌葉斑病和瘤黑粉病種質(zhì)資源的挖掘與改良。

3.3 品質(zhì)性狀差異分析 目前，我國評(píng)價(jià)青貯玉米品質(zhì)常用指標(biāo)有淀粉含量、粗蛋白含量、酸性洗滌纖維含量、中性洗滌纖維含量等[10-11]。淀粉和粗蛋白為動(dòng)物提供所需的能量，其含量越高，說明品質(zhì)越好。酸性洗滌纖維含量是干物質(zhì)消化率的衡量指標(biāo)，中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量越低，可供消化的物質(zhì)就越多，品質(zhì)就越好[12-14]。如表5所示，隨著審定標(biāo)準(zhǔn)中品質(zhì)性狀要求提高，采用新標(biāo)準(zhǔn)審定的青貯玉米品種品質(zhì)整體較舊標(biāo)準(zhǔn)審定品種提高。淀粉含量和粗蛋白含量較舊標(biāo)準(zhǔn)審定品種增高，其中新標(biāo)準(zhǔn)審定品種淀粉含量增長達(dá)到極顯著水平。新標(biāo)準(zhǔn)審定品種中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量明顯降低，纖維含量差異也分別達(dá)到極顯著水平。說明通過提高審定標(biāo)準(zhǔn)中品質(zhì)指標(biāo)要求，篩選出優(yōu)質(zhì)青貯玉米新品種，有利于提高青貯飼料營養(yǎng)水平，從而提高牛羊食用消化率，減少能量損失。

4 青貯玉米育種發(fā)展探討

4.1 青貯玉米育種現(xiàn)狀 世界畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家如荷蘭、法國等，青貯玉米種植面積占玉米總種植面積的比例較大。受傳統(tǒng)糧飼觀念影響，我國開展青貯玉米育種研究較晚，自1977年中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所引進(jìn)墨白1號(hào)綜合種，我國才逐步開展青貯玉米研究[15]。自1986年“七五”計(jì)劃將青貯玉米育種列入國家科技攻關(guān)計(jì)劃以來，我國青貯玉米育種和種植面積發(fā)展較快，但是由于青貯玉米育種遺傳基礎(chǔ)材料較少，種質(zhì)資源利用水平較低，導(dǎo)致優(yōu)良新品種產(chǎn)出受限。旅系種質(zhì)、溫?zé)釒ХN質(zhì)或熱帶種質(zhì)因具有抗病性好、品質(zhì)好、持綠性好的特點(diǎn)常被應(yīng)用于專用型青貯玉米品種的培育，但是這些種質(zhì)或多或少都存在抗倒伏能力差、生育期偏晚、對(duì)光溫敏感、出籽率低以及制種產(chǎn)量低等缺點(diǎn)，不宜直接應(yīng)用。因此目前我國青貯飼料還部分依靠通過普通玉米審定，但是因持綠性好、生物產(chǎn)量高而作為全株青貯玉米應(yīng)用的品種。

4.2 青貯玉米育種目標(biāo) 優(yōu)良的青貯玉米品種應(yīng)具備高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適、消化率高、易制種等特性[16]。河南省玉米主產(chǎn)區(qū)氣候環(huán)境復(fù)雜，種植方式粗放，夏玉米生育期內(nèi)高溫干旱、陰雨寡照頻發(fā)，病蟲害高發(fā)，因此需以耐密植、綜合抗逆性強(qiáng)、結(jié)實(shí)性好為主要選育目標(biāo)性狀。同時(shí)河南地區(qū)作物生產(chǎn)是典型的一年兩熟種植方式，青貯玉米品種選育還應(yīng)兼顧下茬作物生長習(xí)性，篩選適合當(dāng)?shù)厣L周期的育種材料，充分利用光熱資源，以期達(dá)到更高的生物產(chǎn)量[17]。糧飼通用型玉米品種是河南地區(qū)青貯玉米的重要發(fā)展方向，通過兼顧生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量，靈活調(diào)節(jié)收獲形式和內(nèi)容，籽粒效益高時(shí)收獲籽粒，青貯效益高時(shí)作為青貯材料，減少生產(chǎn)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，更符合生產(chǎn)上的需求[18]。

4.3 青貯玉米育種模式 目前我國青貯玉米育種多集中在專用型青貯玉米和糧飼通用型青貯玉米新品種選育。主要應(yīng)用的青貯玉米自交系雜種優(yōu)勢(shì)群為P群種質(zhì)、旅大紅骨種質(zhì)、瑞德種質(zhì)、塘四平頭種質(zhì)以及熱源種質(zhì)[19]。生產(chǎn)上主推品種的主要雜種優(yōu)勢(shì)模式為旅大紅骨改良系×P群改良系、瑞德改良系×P群改良系、瑞德改良系×巴西改良系、熱帶改良系×P群改良系[16]。目前河南省青貯玉米選育主要應(yīng)用瑞德改良類種質(zhì)材料，通過與黃改/黃旅類、美雜類組配培育新品種的育種模式[20]。種質(zhì)資源是優(yōu)良玉米品種的材料基礎(chǔ)，應(yīng)注重優(yōu)質(zhì)育種材料搜集，因地制宜進(jìn)行改良和創(chuàng)新。以適宜河南省當(dāng)?shù)氐那噘A玉米優(yōu)良群體和自交系材料為基礎(chǔ)，導(dǎo)入外來種質(zhì)資源目標(biāo)性狀，挖掘具有地方特色的種質(zhì)資源。通過表型觀察、分子標(biāo)記以及接種鑒定等多方式創(chuàng)制配合力高、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病抗倒、持綠性好、適應(yīng)性廣的優(yōu)異青貯玉米親本材料，從而利用雜種優(yōu)勢(shì)模式理論組配選育出優(yōu)良的青貯玉米新品種。

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