我國甜糯玉米的育種技術和栽培生產(chǎn)的科學研究

\o"分享到微博"\o"分享到微信"\o"分享到QQ"\o"分享到QQ空間"摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速提升，科學技術水平的不斷地發(fā)展，使得多種技術被運用在玉米生產(chǎn)中，其中育種技術和栽培技術更為突出，尤其是在甜糯玉米的生產(chǎn)方面。為了提升甜糯玉米的產(chǎn)量，滿足市場對于甜糯玉米的需求，本文立足于山東省青島地區(qū)的甜糯玉米生產(chǎn)，對甜糯玉米的育種現(xiàn)狀和栽培方式進行探究，旨在為日后相關人員的研究提供理論支持。關鍵詞：甜糯玉米；玉米育種與生產(chǎn)；品種研究近年來，隨著人民生活水平提高、膳食結構變化，以及種植結構調(diào)整，甜糯玉米逐漸進入大眾視野，以其口感好、營養(yǎng)豐富等優(yōu)勢深受消費者喜愛。在市場的大量需求中，我國甜糯玉米的種植數(shù)量年年提升，不僅滿足消費者和市場的需要，還帶動經(jīng)濟，提升區(qū)域性產(chǎn)業(yè)經(jīng)發(fā)展。因此，為了提高甜糯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，應針對其育種和栽培方面的工作進行研究，以此為甜糯玉米產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎。1我國甜糯玉米的育種1.1甜糯玉米品種的引進由于我國各地的地理、氣候條件比較復雜，導致甜糯玉米的性狀表現(xiàn)具有異質(zhì)性、多樣性和地域性，因此，許多學者對其主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和抗性等進行了系統(tǒng)的研究，以此為品種的引進奠定基礎[1]。青島農(nóng)業(yè)科學研究院城陽作物試驗場為引進甜糯玉米品種，曾在美國對15個品種進行引進。在進行品種的適應能力分析期間，其在種植之前，對當?shù)氐耐恋刭Y質(zhì)進行探查，可以知曉青島所種植美國甜糯玉米品種的土壤中，每kg含有有機質(zhì)1.18%、速效氮129mg、速效磷173mg、速效鉀67mg。為測試15個品種的適應情況，在種植期間還運用隨機區(qū)組配置的方法，對每一株玉米的生長情況和產(chǎn)量進行測定[2]。經(jīng)反復3次種植試驗，對最終監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可知，15個品種在大田種植時，其生育期從63～73d不等，且在栽種期間，無生長周期障礙。此次新品種的引入和選擇研究，對于加快新品種的普及和解決部分區(qū)域甜糯玉米新品種匱乏等問題都有著十分重大的作用。1.2甜糯玉米育種技術現(xiàn)狀甜糯玉米是近些年來備受關注的新型玉米品種，其籽粒較為飽滿，且口感較為細膩，深受消費者喜愛。當前甜糯玉米的育種主要分為兩種，其一為品種改良，主要是針對種質(zhì)資源進行收集與鑒定，賽選優(yōu)異性狀的品種，并融合現(xiàn)代生物技術手段進行雜交育種改良。其二，進行適應性研究，主要是針對甜糯玉米的生長條件和氣候等種植環(huán)境的適應性進行考量。目前甜糯玉米自交系選育工作，主要是站在甜玉米和糯玉米自交系選育工作的基礎上，針對育種目標，選擇適合的雜交方式，如充分利用已有的優(yōu)良甜質(zhì)玉米品種，或者運用糯質(zhì)玉米品種進行自交，以此進行基礎材料的組建，并根據(jù)目標導向，將所需的材料，如糯質(zhì)基因或甜質(zhì)基因?qū)肫渲?，以此開展甜糯自交系品種的選育工作。例如，青農(nóng)2004甜糯玉米品種的研制。該品種的雜交組合為QN171×QN172，其母本材料為自交選育的QN171是京科糯2000，以此為基礎材料結合云南白玉米為基礎父本材料，整體不僅甜糯好吃，且早熟、種植產(chǎn)量較高。1.2.1甜糯玉米的遺傳機制糯玉米糯質(zhì)基因（wx）和甜玉米甜質(zhì)基因（sul，sh2，btl），二者均屬于單基因隱性遺傳，由于sul、sh2是淀粉缺陷型甜質(zhì)基因，wx為淀粉修飾型糯質(zhì)基因，這三種基因共同作用下形成了一個隱性上位效應，因此促使玉米在雜交后呈現(xiàn)籽粒軟糯香甜的品質(zhì)。1.2.2甜糯玉米產(chǎn)生路徑通過對各種不同隱性基因純合體進行雜交，可獲得多個口感不同的甜糯玉米品種。其一，以自交系的糯玉米為材料，使其與自交系的甜糯玉米雙隱性基因純合體材料、三隱性基因純合體材料、多隱性基因純合體材料（表現(xiàn)為甜玉米）雜交組配成甜糯玉米雜交種[3]。其二，在具體雜交籽粒育種過程中，為更好的生產(chǎn)種子，可以利用不同甜糯玉米雙隱性基因純合體材料，或者運用多隱性基因純合體材料的玉米籽粒進行雜交重組，以此得到口感不同的甜糯玉米雜交種。另外，由于雜交種植期間的額組配方式存在差異，因此甜糯玉米雜交最后獲取的種子果穗上的籽粒也存在差異，如，果穗上的甜、糯玉米籽粒的比例呈現(xiàn)1∶0、3∶1、4∶3等差異性。1.2.3甜糯玉米雙隱性基因純合體的選育甜糯玉米雙隱性基因純合體的育種方式，可以運用兩種方法進行：其一，以甜糯品種為材料進行了分離選育。其二，利用單隱性遺傳的甜質(zhì)和糯質(zhì)玉米品種進行雜交育種。其中，對甜、糯玉米2對單隱性單顯性親本進行雜種育種，需根據(jù)各自的遺傳規(guī)律。如，在F自交系玉米品種中，F(xiàn)1自交果穗F2代籽?；驎霈F(xiàn)三種不同的基因，其在籽粒中的比例為9∶3∶4，其中9為普通玉米的基因占有比例、3為糯玉米的占有比例、4為甜玉米的占有比例，而在甜玉米種還存在著1∶3的類型分離，在該比例中，存在3份甜質(zhì)籽粒，1份甜糯雙隱籽粒，而甜糯雙隱籽粒則是培育所需品質(zhì)基因[4]。此外，若是將其中的3份純甜質(zhì)籽粒和3份純糯質(zhì)籽粒進行自雜交，仍可以得到糯雙隱籽粒。2我國甜糯玉米的栽種生產(chǎn)研究2.1前期籌劃，提升產(chǎn)量首先，品種的選擇主要是看品種的生長發(fā)育要適應地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，還要把品種的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗倒伏、商品性等綜合因素結合起來，如其是否適用于適用于罐頭生產(chǎn)、方便粥生產(chǎn)、及時產(chǎn)品、市場鮮食產(chǎn)品等，以滿足市場的需要。其次，做好隔離。甜、糯兩種品種均為一對顯性遺傳變異，經(jīng)正?；蚱渌贩N授粉后，易發(fā)生“串粉”現(xiàn)象。必然會對產(chǎn)品的質(zhì)量、美觀產(chǎn)生一定的影響，從而給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此，對甜糯玉米進行分區(qū)栽培是保證其產(chǎn)量的重要手段?！案綦x”指的是建立一個隔離區(qū)，普通的甜糯玉米需要400m的距離，而糯玉米則需要300m的距離，甜玉米需要400m的距離，因此在該隔離區(qū)之內(nèi)，不得栽培與該甜糯玉米同一時期開花的正?；蚱渌愋吞鹋从衩?。若要種植多種玉米品種，每個品種花期應間隔30天或更長，在同一生育期，一般只種植1個甜糯玉米品種。再次，合理安排留茬，因為甜糯玉米的種子不能耐受寒冷，所以最早的播種的時間應保證溫度在12℃以上，春季播種時最好采用塑料薄膜覆蓋。最晚播期時，應保障最終的收獲期溫度要高于18℃。甜糯玉米生長發(fā)育對溫度和光照條件極為敏感，其開花時間極短，且在37°C以上溫度下會導致極高的花粉量和結實率，在實際生產(chǎn)中，早播種或者晚播種，可以避開高溫氣候的影響。最后，選地整地。甜糯玉米的種植以收獲新鮮果穗為核心目標，要求植株生長健壯且均勻，開花與傳粉期集中，確保穗型一致、成熟度相當，因此適宜在中等肥力且灌溉排水條件良好的區(qū)域種植。播種質(zhì)量直接關乎大田的整齊度，春季播種時，應深耕細作，保持土壤疏松、細碎、濕潤且富含養(yǎng)分，適時翻耕以維持土壤水分平衡。在有條件的情況下，可通過打壟技術每畝增施4000kg優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥、10kg磷肥、50kg過磷酸鈣及適量鉀肥，實現(xiàn)氮磷鉀均衡供給，促進作物健康生長。提前播種與收獲是增強甜糯玉米市場競爭力的關鍵策略，而鑒于種子萌發(fā)需較低溫環(huán)境，可利用塑料薄膜覆蓋結合小遮陰棚技術，提前10至15天播種。為最大化經(jīng)濟效益，應采取分批種植策略，確保產(chǎn)品適時上市與加工，通常每十天為一輪種植周期。此時應注意的是，品種選擇應基于其商業(yè)特性，因鮮食玉米價格多依據(jù)果穗品質(zhì)與產(chǎn)量而定，過高的種植密度會損害穗部發(fā)育，降低產(chǎn)量與品質(zhì)，因此建議每667平方米，留苗3000至3500株，最佳為單株栽培。2.2精細播種，均衡上市首先，選擇高發(fā)芽率和高一致性的種子，保留發(fā)育完整、飽滿度好的種子，剔除蟲蛀、壞、發(fā)霉的種子?？蛇M行2～3天的曬種處理，殺死種胚表面的細菌，提高種胚活性及萌發(fā)率。采用包衣法對其進行包衣處理，能有效地殺死種子周邊和土壤中的有害微生物及病蟲害。其次，播種甜糯玉米應選擇土層較厚、上虛下實的地塊，土壤肥力中等以上，排灌方便的沙壤土或壤土，土壤濕度在60～75%之間。播種要輕，播種深度一般在3～5cm，每種植穴位應栽2～3顆種子。在播種后，如果遇到旱災，可以用秸稈或草等覆蓋，以免因水分流失造成的落干和回芽所造成的不齊苗。此外，在強降雨條件下，還能避免因土質(zhì)變硬而導致的悶種和壞芽。通過精細播種，可保證苗齊、勻和壯，為甜糯玉米的豐收奠定了良好的群體基礎。最后，為了提高甜糯玉米的商業(yè)價值，可以采取錯季種植方式，即早、中、晚三個品種相結合的方式，盡量提早或推遲上市，或者實行整年播種平衡上市。為此，在夏秋兩季中至八月上旬，可采用覆膜、小拱棚育苗、溫室育苗等設施種植的方法，確保甜糯玉米可持續(xù)收獲、及時上市以及進行深加工，大大增加經(jīng)濟效益。2.3合理密植，促進壯苗普通甜糯玉米的商品性受種植密度的影響很大，大部分甜糯玉米具有多穗特性，每棵植株可產(chǎn)生2個或2個以上的穗，而在稀植條件下則會形成更多的穗。因此，甜糯玉米栽培密度不能太高，春季播種時平均每畝3000～4000棵，用種量每畝2～2.5公斤；夏季播種平均每畝3600～4600棵，用種量每畝1～1.5公斤，采用大、中、小行，大株距80～90cm，小株距50～60cm，以便營養(yǎng)更好地供給主莖和果穗。此外，為進一步確保其商品價值，提高大田的通風、透光狀況，還應根據(jù)其分蘗特性，適時摘穗、疏弱。2.4合理施肥，科學管理在肥料施用方面，應依據(jù)土壤肥力狀況及天糯玉米品種對肥料的需求特點因地制宜，并在終止之后，需及時補苗、間苗與定苗。一般施氮肥、磷肥、鉀肥分別為240～300kg/hm2、150～225kg/hm2和225～300kg/hm2，其中30%的氮素作為基肥施入，10%～20%作為苗肥，于3～4葉期追施，大苗少用或不用，多用小苗，以促進均衡生長，此時應注意進行定苗，去除弱苗，病苗，保留苗，。切大、切細、整齊、一窩一株。苗期中耕1～3次，第1次在定苗前，中耕3～4厘米，拔節(jié)期前2～3次中耕，注意苗旁淺、行間深；在大喇叭口期，要及時進行施肥和施肥。在拔節(jié)期前除去分蘗，保證一株單稈；在第2雌穗膨大后3厘米處進行抽芽，以保持上部雌穗，保證單穗，不損壞其功能性葉[6]；40～50%于第7～8片葉片開始伸展時施用，可使穗位葉膨大，并有利于穗分化。施肥要在土壤深度10～15cm內(nèi)進行，同時進行除草。甜糯玉米在乳熟階段就可以進行摘穗收割，所以在灌漿早期，根據(jù)前期的施肥量和長勢，可適當追施顆粒肥，還可以在葉片上噴灑葉面肥、營養(yǎng)液來加速籽粒的充實，達到穗大粒滿、早熟、改善產(chǎn)品外觀的目的。為了提高作物的抗逆性，要對田間的病害進行徹底的清除，同時要注意適當?shù)墓喔群团潘?，在降雨后進行適當?shù)呐潘幚恚詼p少農(nóng)田的水分，提高農(nóng)田的通風和透光狀況，同時還應注意苗期的蟲害防治，如小地老虎、蠐螬和螻蛄等，其以取食種子、咬傷根莖和幼苗為主要危害對象，可以采用低毒、低毒的農(nóng)藥進行誘殺。甜糯玉米采食早、嫩穗，對于生育期較短的品種，在栽培上應及早間苗、及早中耕、及早除草、及早施用肥料；對生育期較長的，應通過施用有機肥，增加土壤肥力，進而促進果穗營養(yǎng)物質(zhì)的累積，保證產(chǎn)量品質(zhì)。2.5病蟲害防治，提高品質(zhì)甜糯玉米的品質(zhì)與其商品價值密切相關，應采取綠色無公害治理措施，改善甜糯玉米品質(zhì)，加強食品安全。玉米病蟲害一般以病毒病、粗縮病、玉米螟和一些地下害蟲為主。在實際生產(chǎn)中，針對不同的播期、種植模式，應采取針對性的物理、化學、生物等防治措施。物理防治可通過翻耕、滅茬等方法減少害蟲的發(fā)生，還可以通過小苗移植和塑料薄膜覆蓋等方法來避免早期二化螟的危害，也可采用電子殺蟲燈、放置黃板等物理防治方法，盡可能地減少甚至不施用農(nóng)藥。運用化學防治時優(yōu)先選擇高效低毒低殘留農(nóng)藥，遵循適期用藥、輪換施用的原則。多種病蟲害混發(fā)或嚴重時，應混合用藥，在甜糯玉米整個生育期內(nèi)最好施藥不超過3次。例如對螻蛄和蠐螬等地下害蟲進行防治時，可以用90%敵百蟲晶體250g＋水5kg，噴灑于100kg的碎草中，配制成餌劑，晚上在田間撒施誘殺；可以用25%快殺靈乳油1000倍液或52.5%農(nóng)地樂乳油1000倍液進行一次綜合噴灑，以達到最佳效果。生物防治主要用以防治蟲害，要合理利用害蟲天敵，比如用赤眼蜂防治玉米螟、棉鈴蟲等，也可施用昆蟲性誘劑、寄生線蟲、綠色菌劑等達到防治效果。2.6適時采收，及時建檔以采后天數(shù)、籽粒水分含量為依據(jù)，改善鮮食甜糯玉米的食用品質(zhì)及商品性。種植人員在甜糯玉米的生產(chǎn)過程中，要根據(jù)甜糯玉米的授粉天數(shù)、籽粒的飽滿度以及含水量，制定適宜的采收時期。在一般情況下，青島地區(qū)的甜糯玉米在收獲過程中，花絲會在授粉后顏色變深，本身變焦，且整穗玉米頂端較為飽滿，一般在授粉后的20～25天之后，且籽粒含水量達到59%～65%時，進行分批采收。為保障食用的鮮甜性，