裴志超 佟國(guó)香 周繼華 郎書文 王俊英 宋慧欣 解春源
(1北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,北京 100029;2北京市房山區(qū)種植業(yè)技術(shù)推廣站,北京 102400)
隨著北京市委市政府促進(jìn)都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型力度的增大和“調(diào)轉(zhuǎn)節(jié)”政策的逐步發(fā)力,北京市玉米種植結(jié)構(gòu)也在發(fā)生變化,由傳統(tǒng)的子粒玉米、青貯玉米為主的常規(guī)飼料型玉米生產(chǎn)逐步向如今的滿足市民消費(fèi)需求、符合都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求的鮮食型玉米生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。近兩年來,在北京市玉米種植面積逐年壓縮的大環(huán)境下,鮮食玉米種植面積反而從2015年的1667hm2增長(zhǎng)到2016年的1867hm2和2017年2000hm2,說明鮮食玉米在北京市玉米種植結(jié)構(gòu)中占據(jù)的地位日益重要。
作為國(guó)際大都市,北京具有鮮食玉米消費(fèi)的良好市場(chǎng)。北京市常住人口2170萬人,按人均年消費(fèi)10穗鮮食玉米,全市年需求量可達(dá)2.17億穗。按照鮮食玉米每667m2產(chǎn)商品穗2000穗計(jì)算,至少需6667hm2規(guī)模才可滿足全市消費(fèi)。近年來,隨著市民對(duì)鮮食玉米接受程度的逐步提升,其潛在需求量也隨之?dāng)U大。目前北京市鮮食玉米種植面積僅2000hm2,自給率不足30%。每年7-9月份河北、天津等地大量玉米鮮果穗流向北京市場(chǎng),也充分證明了北京市自給率的不足。
我國(guó)北方地區(qū)鮮食玉米以糯玉米為主要種植對(duì)象[1],北京市甜玉米種植規(guī)模僅667hm2左右。但隨著生活水平的提高和市民對(duì)生活品質(zhì)的追求,甜玉米在都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的地位愈發(fā)凸顯。而甜玉米對(duì)調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)改革,優(yōu)化北京市玉米產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也起著十分重要的作用[2]。為滿足北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新要求,滿足市民更高層面的消費(fèi)需求,豐富首都高端鮮食玉米品種種類,保證穩(wěn)定供應(yīng),2017年主要針對(duì)甜玉米品種比較篩選試驗(yàn)開展研究,從植株形態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)幾個(gè)方面出發(fā),以求盡快篩選出優(yōu)質(zhì)高端的超甜玉米品種,并進(jìn)一步優(yōu)化品種品鑒篩選的試驗(yàn)方法。
1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2017年在北京市房山區(qū)竇店鎮(zhèn)下坡店村綜合試驗(yàn)站、昌平區(qū)小湯山鎮(zhèn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)園和海淀區(qū)上莊鎮(zhèn)農(nóng)大試驗(yàn)站三地同時(shí)進(jìn)行,三地土壤均為壤土,土壤有機(jī)質(zhì)為12.24~16.99g/kg,全氮0.91~0.98g/kg,有效磷24.5~26.7mg/kg,速效鉀55.7~63.5mg/kg,堿解氮 105.2~109.6mg/kg。
1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì) 供試品種:河北引進(jìn)新品種3個(gè),為萬甜2015、超甜1825、雙甜316,本市新選育品種7個(gè),為京科甜608、京白甜456、京雙甜461、斯達(dá)甜 221、美珍 206、美珍 208、金冠 220,共 10 個(gè)甜玉米新品種。
因各參試品種生育期不同,為保證采收期一致,本試驗(yàn)預(yù)先設(shè)定統(tǒng)一采收時(shí)間為2017年7月11日,并根據(jù)各品種生育期長(zhǎng)短計(jì)算播種期,采用錯(cuò)期播種,播種期為2017年3月31日至4月20日(表1)。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),小區(qū)面積24m2,行長(zhǎng)10m,采用40cm×80cm大小行種植,平均行距60cm,播種密度4.5萬株/hm2。整地時(shí)底肥施玉米緩釋復(fù)合肥(N:P2O5:K2O=21:10:11)600kg/hm2,田間管理均按當(dāng)?shù)爻R?guī)方法進(jìn)行。2017年7月11日采收鮮果穗。
表 1 不同甜玉米品種生育進(jìn)程
1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法 在甜玉米6葉期每個(gè)小區(qū)標(biāo)記生長(zhǎng)進(jìn)程一致的代表性樣株20株,在采收期對(duì)標(biāo)記樣株進(jìn)行以下項(xiàng)目測(cè)定:(1)生育期調(diào)查。記載播種期、拔節(jié)期、抽雄期、吐絲期和采收期,計(jì)算全生育期。(2)株高及穗位高。測(cè)量植株雄穗至地面的垂直高度及穗位至地面的垂直高度。(3)含水量、穿刺強(qiáng)度及含糖量。采用干鮮重法測(cè)定子粒含水量,采用YYD-1A型穿刺儀(穿刺平面面積1mm2)測(cè)定子粒頂部穿刺強(qiáng)度峰值,采用蒽酮法測(cè)定子??扇苄蕴呛?。
收獲時(shí)每小區(qū)在中間2行取12m2實(shí)收,進(jìn)行下列項(xiàng)目測(cè)定:產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。測(cè)產(chǎn)并測(cè)定實(shí)收穗數(shù)。取標(biāo)準(zhǔn)穗10穗進(jìn)行考種,測(cè)定穗粒數(shù)、千粒重、鮮穗重,計(jì)算667m2穗數(shù)、產(chǎn)量。外觀品質(zhì)及蒸煮品質(zhì)評(píng)分。參照甜玉米(NY/T523-2002)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)果穗(子粒)的氣味、色澤、甜度、風(fēng)味、柔嫩性、皮的薄厚6項(xiàng)進(jìn)行評(píng)分,并計(jì)算總分。
本研究中所有數(shù)據(jù)結(jié)果均為3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值。
2.1 不同品種春播生育進(jìn)程差異比較 對(duì)參試品種的生育進(jìn)程調(diào)查結(jié)果表明(表1),參試的10個(gè)甜玉米品種全生育期為82~102d,其中萬甜2015春播生育期最長(zhǎng),為102d,京雙甜461、京白甜456、美珍208和美珍206春播生育期最短,為82d。
2.2 不同品種植株形態(tài)差異比較 由表2可以看出,不同甜玉米品種間株高差異較大,達(dá)到顯著水平,其中雙甜316株高最高,為269.8cm,差異與其他品種均達(dá)到顯著水平;美珍208株高最低,為182.8cm,差異與其他品種達(dá)到顯著水平。穗位差異也達(dá)到顯著水平,其中雙甜316穗位最高,為109.6cm,差異與其他品種均達(dá)到顯著水平;美珍208穗位最低,為57.6cm,與京科甜608、金冠220、京白甜456差異不顯著,與其他品種差異達(dá)到顯著水平。
表2 不同甜玉米品種株高及穗位高
2.3 不同品種品質(zhì)差異比較
2.3.1 采收期子粒含水量、可溶性糖含量、種皮穿刺強(qiáng)度差異 由表3可以看出,不同甜玉米品種間采收期子粒含水量差異顯著,其中斯達(dá)甜221含水量最高,為77.8%,差異與其他品種均達(dá)到顯著水平;美珍208含水量最低,為72.5%,差異與其他品種達(dá)到顯著水平。品種間可溶性糖含量差異較為明顯,其中京科甜608可溶性糖含量最高,為75.3mg/g·FW,但與雙甜316、斯達(dá)甜221、金冠220、京白甜456、京雙甜461和美珍208差異不顯著,與其他參試品種差異顯著;萬甜2015可溶性糖含量最低,為59.3mg/g·FW,與超甜 1825、京雙甜 461、美珍 208、美珍206差異不顯著,與其他參試品種差異顯著。品種間種皮間穿刺強(qiáng)度差異顯著,其中超甜1825穿刺強(qiáng)度最高,為7.4N/mm2,與其他參試品種差異均達(dá)到顯著水平;京雙甜461和美珍206穿刺強(qiáng)度最低,均為3.5N/mm2,與除斯達(dá)甜221之外其他品種差異達(dá)到顯著水平。
表3 不同甜玉米品種子粒含水量、可溶性糖含量及種皮穿刺強(qiáng)度
2.3.2 外觀品質(zhì)及蒸煮品質(zhì)評(píng)分差異比較 參照甜玉米(NY/T523-2002)標(biāo)準(zhǔn)制定甜玉米外觀品質(zhì)及蒸煮品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)本試驗(yàn)10個(gè)參試品種進(jìn)行打分(表4)。結(jié)果表明,外觀、色澤、風(fēng)味、柔嫩性4項(xiàng)10個(gè)參試品種得分均較高,但差異未達(dá)到顯著水平;品種間氣味差異達(dá)到顯著水平,斯達(dá)甜221、京白甜456、京雙甜461、美珍206和美珍208得分較高,萬甜 2015、超甜 1825、雙甜 316、金冠 220得分較低,兩類品種之間氣味得分差異達(dá)到顯著水平,京科甜608氣味與其他參試品種差異均未達(dá)到顯著水平。甜度品種間差異較大,京雙甜461得分最高,為 17.0,與美珍 208、美珍 206、京白甜 456、京科甜608差異不顯著,與其他品種差異達(dá)到顯著水平;金冠220得分最低,為13.1,與萬甜2015、超甜1825、雙甜316差異不顯著,與其他參試品種差異達(dá)到顯著水平。皮的薄厚方面,美珍208得分較高,為16.9,與京科甜 608、京白甜 456、京雙甜 461、美珍206差異不顯著,與其他參試品種差異達(dá)到顯著水平;金冠220得分最低,為12.7,與萬甜2015和超甜1825差異未達(dá)顯著水平,與其他參試品種差異達(dá)到顯著水平。綜合上述得分計(jì)算總分結(jié)果可知,京雙甜461評(píng)比總分最高,為88.3,與斯達(dá)甜221、京科甜608、京白甜456、美珍208和美珍206差異不顯著,與其他參試品種差異達(dá)到顯著水平;金冠220總分最低,為74.9,與其他品種差異均達(dá)到顯著水平。
表4 不同甜玉米品種外觀及蒸煮品質(zhì)
2.4 不同品種穗部性狀及產(chǎn)量差異比較 本試驗(yàn)由于該批次京科甜608種子田間發(fā)芽率問題影響出苗率,故不參加穗部性狀及產(chǎn)量比較分析。
由表5可以看出,不同甜玉米品種間穗部性狀和產(chǎn)量差異較為顯著。穗粒數(shù)差異達(dá)到顯著水平,其中京白甜456穗粒數(shù)最多,為839.3粒,與除萬甜2015、斯達(dá)甜 221、京科甜 608、金冠 220、美珍 206外其他品種差異均達(dá)到顯著水平;京雙甜461穗粒數(shù)最少,為670.7粒,與斯達(dá)甜221和京白甜456差異達(dá)到顯著水平,與其他品種差異未達(dá)顯著水平。品種間千粒重差異顯著,其中萬甜2015千粒重最高,為451.7g,與除雙甜316外其他品種差異均達(dá)到顯著水平;斯達(dá)甜221千粒重最低,為293.1g,與除美珍206外其他品種差異均達(dá)到顯著水平。單位面積穗數(shù)差異顯著,其中雙甜316穗數(shù)最多,每667m2為3711.3穗,與超甜1825和京雙甜461差異不顯著,與其他品種差異達(dá)到顯著水平;美珍206穗數(shù)最少,每667m2為2622.4穗,與除斯達(dá)甜221外其他品種差異達(dá)到顯著水平。鮮穗重差異顯著,其中萬甜2015鮮穗重最高,為571.9g/穗,與其他參試品種差異均達(dá)到顯著水平;京雙甜461鮮穗重最低,為305.3g/穗,與除美珍208外其他品種差異均達(dá)到顯著水平。不同甜玉米品種間鮮穗產(chǎn)量差異顯著。其中鮮穗產(chǎn)量萬甜2015最高,每667m2為1880.4kg,與雙甜316差異不顯著,與其他品種差異達(dá)到顯著水平;美珍206鮮穗產(chǎn)量最低,每667m2為974.4kg,與京雙甜461和美珍208差異不顯著,與其他品種差異達(dá)到顯著水平。
表5 不同甜玉米品種穗部性狀及產(chǎn)量
2.5 不同品種產(chǎn)量、形態(tài)及品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析
將不同甜玉米品種的產(chǎn)量、形態(tài)和品質(zhì)性狀指標(biāo)共計(jì)13項(xiàng)進(jìn)行相關(guān)性分析(表6),結(jié)果表明,甜玉米產(chǎn)量與株高呈極顯著正相關(guān)性(r=0.82**),與子??扇苄蕴呛砍曙@著負(fù)相關(guān)性(r=-0.79*),與除色澤外其他品鑒指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)性(r在-0.36~-0.62之間)。而蒸煮品鑒的最終總分與色澤呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.58),與外觀呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.69*),與氣味、甜度、風(fēng)味、柔嫩性和皮厚5項(xiàng)指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r在0.84**~0.99**之間),其中與甜度、柔嫩性和皮厚3項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)性超過0.90。子粒含水量與除皮厚外其他品鑒指標(biāo)均呈正相關(guān)關(guān)系(r在0.09~0.70*之間),其中與色澤呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.70*);子??扇苄蕴呛颗c除色澤外其他品鑒指標(biāo)均呈正相關(guān)關(guān)系(r在0.08~0.60之間);種皮穿刺強(qiáng)度與除外觀和色澤外其他品鑒指標(biāo)均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r在0.74*~0.91**之間)。
表6 不同甜玉米品種產(chǎn)量、形態(tài)及品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析
北京擁有全國(guó)最密集的甜玉米育種科研機(jī)構(gòu),包括中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、北京市農(nóng)林科學(xué)院等科研院校,北京寶豐種業(yè)、北京保民種業(yè)、中農(nóng)斯達(dá)等多家育種公司,科研實(shí)力位居全國(guó)首列。上述單位針對(duì)北京的栽培環(huán)境,有針對(duì)性地選育出包括斯達(dá)220、京科甜183、美珍204、京白甜456等多個(gè)優(yōu)秀品種,為甜玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下了良好的種業(yè)基礎(chǔ)。
但作為國(guó)際型大都市,北京市鮮食玉米市場(chǎng)將以優(yōu)質(zhì)高端產(chǎn)品為主。雖然目前北京市鮮食玉米優(yōu)新品種層出不窮,但品種間競(jìng)爭(zhēng)激烈,主要品種優(yōu)、缺點(diǎn)并存,難以推出1~2個(gè)具有明顯優(yōu)勢(shì)的高端品種,既能滿種植戶對(duì)輕簡(jiǎn)栽培、產(chǎn)量效益的要求,又能滿足消費(fèi)者對(duì)口感品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的需要,高端品種的選育和篩選仍然任重道遠(yuǎn)。
本試驗(yàn)從植株形態(tài)、產(chǎn)量性狀和品質(zhì)口感幾方面探討了10個(gè)參試甜玉米品種綜合表現(xiàn),以期篩選出符合北京市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需求、滿足市民口感要求的優(yōu)質(zhì)高端品種。
3.1 甜玉米品種分為高產(chǎn)性和優(yōu)質(zhì)型,兩類區(qū)別明顯 從產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀來看,參試的10個(gè)甜玉米品種鮮穗產(chǎn)量差異顯著,萬甜2015、雙甜316 鮮穗產(chǎn)量最高,美珍208,美珍206 鮮穗產(chǎn)量最低,差異達(dá)到1倍以上,主要原因?yàn)榍ЯV睾退肓?shù)差異較大。大面積種植、銷售渠道面向新發(fā)地等批發(fā)市場(chǎng)的農(nóng)戶,從豐產(chǎn)性角度出發(fā),可選擇萬甜2015、雙甜316等甜玉米品種,以獲得較高的產(chǎn)值。
從品質(zhì)性狀來看,品鑒打分結(jié)果差異較為顯著,京雙甜 461、美珍 208、美珍 206、京科甜 608、京白甜456、斯達(dá)甜221綜合得分均在85分以上。面向高端客戶、線上銷售優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的新型種植主體可選擇上述品種進(jìn)行種植,以獲得更好的效益。
3.2 形態(tài)、品質(zhì)、產(chǎn)量指標(biāo)具有一定相關(guān)性 陳靜等[3]、趙元增等[4]研究認(rèn)為,在各農(nóng)藝性狀中,株高對(duì)甜玉米產(chǎn)量影響最大。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,品種的株高和產(chǎn)量有極顯著的正相關(guān)性,具有熱帶血緣或亞熱帶血緣的甜玉米株高普遍偏高(250cm以上),較大的生物量為其提供了高產(chǎn)的基礎(chǔ);但株高與品質(zhì)呈一定程度的負(fù)相關(guān)性,表明優(yōu)質(zhì)型甜玉米普遍株高較矮,生物量較小,產(chǎn)量受到限制,在栽培過程中更需注意水肥管理,盡量做到優(yōu)質(zhì)不減產(chǎn)。而品鑒打分的總分受甜度、柔嫩性和皮的薄厚3項(xiàng)影響較大,以上3項(xiàng)則為今后篩選品種時(shí)重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)。
子粒含水量、可溶性糖含量和種皮穿刺強(qiáng)度3項(xiàng)指標(biāo)與大部分品鑒指標(biāo)均呈正相關(guān)關(guān)系,尤其是子粒含水量與色澤相關(guān)性較高,可溶性糖含量與風(fēng)味相關(guān)性較高,種皮穿刺強(qiáng)度更是與除色澤外其他品鑒指標(biāo)均呈顯著正相關(guān)關(guān)系??紤]到蒸煮品鑒打分涉及到采收、存貯、人員變動(dòng)等多方面干擾因素,其結(jié)果在大樣本量的前提下可信度較高,參加品鑒的人數(shù)越少、采收后放置時(shí)間越長(zhǎng),對(duì)結(jié)果的影響越大,尤其是多次取樣測(cè)定適采期和貨架期時(shí),蒸煮品鑒耗時(shí)費(fèi)力,最終卻缺乏結(jié)果的可靠性。通過本試驗(yàn)研究結(jié)果,可探討通過子粒含水量、可溶性糖含量、種皮穿刺強(qiáng)度等快速可得的客觀性指標(biāo)在品種比較試驗(yàn)初次篩選或大批量育種材料的篩選時(shí)取代蒸煮品鑒指標(biāo),實(shí)現(xiàn)快速測(cè)定,結(jié)果客觀。