滨海盐碱地特用玉米品种产量和品质综合评价

Comprehensive Evaluation of Yield and Quality of Specialty Maize Varieties in Coastal Saline and Alkaline Areas

摘要

为筛选适宜山东省滨海盐碱地种植的高产优质特用玉米品种，为滨海盐碱地推广种植高产优质特用玉米提供科学依据，研究在山东省东营市农业盐碱地试验示范基地对10个特用玉米品种的穗部性状、产量及品质指标进行综合评价。结果表明，郑黄糯2号和鲁黑甜糯201产量较高，分别为10 011.51、8 763.09 kg/hm²，且郑黄糯2号的千粒质量（313.90 g）和单位穗数（6.6万穗/hm²）表现最优。品质方面，SN7N05与鲁黑甜糯201的粗蛋白含量较高（13.10%、12.86%），山农201的粗淀粉含量最高（72.63%），鲁甜糯191的粗脂肪含量最高（6.78%）；各品种的可溶性糖含量为1.092%~3.426%，直链淀粉占比为0.861%~1.913%，赖氨酸含量无显著差异（0.24%~0.26%）。相关性分析结果显示，粗蛋白与粗淀粉呈极显著负相关，与赖氨酸呈极显著正相关。通过聚类分析和综合评价，将品种分为3类，郑黄糯2号与山农201综合评分最高（88、86分），其产量与品质均衡，鲁黑甜糯201、鲁甜糯191次之（85分）。综上，郑黄糯2号、山农201、鲁甜糯191及鲁黑甜糯201综合性状优良，适应盐碱地环境，建议将其作为山东省滨海盐碱地推广种植的优选品种。

Abstract

In order to screen high-yield and high-quality specialty maize varieties suitable for planting in coastal saline and alkaline land in Shandong province and provide scientific basis for promoting the planting of high-yield and high-quality specialty maize in coastal saline alkali land, in this study, the ear traits, yield, and quality indexes of 10 specialty maize varieties in the Experimental Demonstration Base of Agricultural Saline and Alkaline Land in Dongying city, Shandong province were comprehensively evaluated. The results showed that Zhenghuangnuo 2 and Luheitiannuo 201 had the highest yields of 10 011.51 kg/ha and 8 763.09 kg/ha, respectively, and Zhenghuangnuo 2 had the best performance in terms of 1000-grain weight(313.90 g) and ear number(66 000 ears/ha). In terms of quality, SN7N05 and Luheitiannuo 201 had the highest crude protein content(13.10% and 12.86%), Shannong 201 had the highest crude starch content(72.63%), and Lutiannuo 191 had the highest crude fat content(6.78%), soluble sugar content of the varieties ranged from 1.092% to 3.426%, and straight-chain starch ranged from 0.861% to 1.913%. Lysine content was not significantly different(0.24%-0.26%). Correlation analysis showed that crude protein was extremely significantly negatively correlated with crude starch and extremely significantly positively correlated with lysine. The varieties were classified into three categories by cluster analysis and comprehensive evaluation, Zhenghuangnuo 2 and Shannong 201 had the highest comprehensive scores(88 and 86), with balanced yields and quality, followed by Luheitiannuo 201 and Lutiannuo 191(85). In conclusion, Zhenghuangnuo 2, Shannong 201, Lutiannuo 191 and Luheitiannuo 201 had excellent overall traits and were adapted to saline and alkaline environments, and were recommended to be the preferred varieties for popularization of planting in saline and alkaline land in coastal Shandong province.

Graphical abstract

关键词

特用玉米 / 滨海盐碱地 / 产量 / 品质筛选

Key words

specialty maize / coastal saline and alkaline land / yield / quality screening

盐碱地是国家重要的待开发利用的土地资源，具有面积大、分布广的特点，我国盐碱地面积约为0.369亿hm²，其中滨海盐碱地面积为500万hm²，约占盐碱地总面积的13.6%^[1-2]。土壤盐碱化是全球面临的重要环境问题，对盐碱土壤的改良和开发利用在保证耕地面积稳定和保障我国粮食安全等方面有重要作用^[3-4]。东营市位于黄河三角洲地区，具有丰富的滨海盐碱地资源，其面积占山东省盐碱地面积的38%^[5-7]。黄河三角洲滨海盐碱地由黄河土壤沉积物和黄河入海回流淤积物组成，地下水位浅，土壤空隙条件差，土壤表层盐渍化程度高，有机质含量低，盐碱土壤利用效率低，粮食作物产量低，经济效益不足，严重影响滨海盐碱地农民收入^[8-10]。

特用玉米主要包括甜玉米、糯玉米、甜糯玉米和高油玉米等，是具有特殊风味以及营养价值高的玉米品种^[11-12]。与普通玉米相比，特用玉米具有营养价值高、富含膳食纤维、有助于消化等优点^[13-14]，深受广大消费者喜爱。此外，作为一种谷物食品^[15]，特用玉米籽粒中含有丰富的花青素^[16]、叶酸、胡萝卜素^[17-18]等活性成分，具有降低血糖和血脂、抗氧化等功能^[19]。随着社会经济发展和居民收入水平的提高，特用玉米在市场上仍然供不应求，众多农户为获得更高的经济效益，开始种植特用玉米^[20]。

本试验在山东省东营市农高区盐碱地农业试验示范基地对10个特用玉米品种进行大田试验，通过调查其产量和品质等指标，旨在筛选适合滨海盐碱地推广的特用玉米品种，为滨海盐碱地开发提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试的10个特用玉米品种，分为糯玉米品种（京科糯2000、山农209、山农201、SNN36、SN7N05、郑黄糯2号）和甜糯玉米品种（甜糯2号、鲁黑甜糯201（LTN201）、鲁甜糯191、甜糯193）。其基本情况如表1所示。

1.2 试验方法

试验地位于山东省东营市农高区农业盐碱地试验示范基地（北纬37°18′，东经118°39′）。供试特用玉米品种均于6月12日播种。在播种前施用复合肥（N∶P∶K比例为15∶15∶15）750 kg/hm²，拔节期追施氮素97.5 kg/hm²。随机区组设计，3次重复，小区面积50 m²，行距60 cm，株距25 cm，种植密度为66 600株/hm²，试验区四周设有保护行，其他田间管理措施按特用玉米生产规程进行。试验地基础地力情况如表2所示。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 穗部性状的测定

在收获期，利用卷尺、游标卡尺测量穗长、穗粗、秃尖长、穗行数和行粒数。

1.3.2 品质性状的测定

将每个品种玉米籽粒磨成粉末状后，使用7200近红外分析仪进行扫描，测定各品种玉米籽粒中的粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪以及赖氨酸的含量。粗蛋白含量参照GB/T 18868—2002《饲料中蛋白质的测定》、粗脂肪含量参照GB/T 18868—2002《饲料中脂肪的测定》、赖氨酸含量参照GB/T 18868—2002《饲料中赖氨酸的测定》、淀粉含量参照GB/T 25219—2010《粮油检验　玉米淀粉含量测定》进行测定。使用蒽酮比色法测定玉米籽粒中的可溶性糖含量。使用双波长分光光度法测定直链淀粉含量占粗淀粉的比例。

1.3.3 产量的测定

于玉米成熟期，每个小区收获5 m双行玉米果穗进行考种，测量行粒数、穗粒数和千粒质量，计算各个玉米品种的产量。

1.4 统计分析

采用Excel 2023软件处理数据，采用SPSS 23.0软件进行方差和相关性分析，用SigmaPlot 14.0作图。

2 结果与分析

2.1 特用玉米的穗部性状分析

不同特用玉米品种的穗部性状比较如表3所示。

由表3可知，山农201的穗长最长（18.75 cm），京科糯2000和SNN36的穗长次之，分别为17.33、17.28 cm；甜糯193和山农209是穗长较短的2个品种，分别为13.82、13.53 cm；其余的玉米品种穗长从长到短依次为鲁甜糯191（16.90 cm）、SN7N05（16.70 cm）、郑黄糯2号（16.67 cm）、甜糯2号（16.11 cm）、LTN201（15.80 cm）。LTN201无秃尖，SN7N05秃尖最长（2.27 cm），其他品种秃尖长从短到长依次为鲁甜糯191、甜糯2号、郑黄糯2号、甜糯193、京科糯2000、山农209、SNN36、山农201。10个品种的穗粗为4.0~5.4 cm，其中，鲁甜糯191最粗（5.4 cm），其次为郑黄糯2号（5.2 cm），甜糯193最细（4.0 cm），其他品种穗粗从粗到细依次为京科糯2000、LTN201、山农201、SN7N05、SNN36、甜糯2号、山农209。鲁甜糯191和LTN201的穗行数为16行，山农209和山农201的穗行数为12行，其余品种均为14行。行粒数山农201最多，为40粒，其次是甜糯2号（36粒），山农209最少（27粒），剩下品种行粒数从多到少依次为京科糯2000和郑黄糯2号（35粒）、鲁甜糯191（33粒）、LTN201（31粒）、SN7N05和SNN36（30粒）、甜糯193（29粒）。

2.2 特用玉米品种的产量及产量三要素分析

从表4可以看出，各品种在产量及产量三要素方面差异显著。在穗数方面，LTN201穗数最多，为6.9万穗/hm²，其次是郑黄糯2号和山农201，分别为6.6万、6.5万穗/hm²，京科糯2000的穗数最少，为4.6万穗/hm²，其他品种的穗数从高到低依次是SNN36（6.3万穗/hm²）、SN7N05（6.1万穗/hm²）、山农209（6.0万穗/hm²）、甜糯193（5.6万穗/hm²）、鲁甜糯191（5.3万穗/hm²）、甜糯2号（5.2万穗/hm²）。在穗粒数方面，甜糯2号的穗粒数最多（488粒），其次是郑黄糯2号和鲁甜糯191，山农209的穗粒数最少（333粒），剩下的品种穗粒数从多到少依次是LTN201（471粒）、山农201（469粒）、京科糯2000（440粒）、SN7N05（387粒）、SNN36（382粒）、甜糯193（361粒）。在千粒质量方面，郑黄糯2号最高（313.90 g），其次为鲁甜糯191（294.49 g），甜糯2号最低（230.61 g），其他品种千粒质量从高到低依次是山农201（287.31 g）、SN7N05（274.45 g）、山农209（259.05 g）、京科糯2000（258.19 g）、SNN36（258.13 g）、LTN201（235.04 g）、甜糯193（234.91 g）。在产量方面，郑黄糯2号最高（10 011.51 kg/hm²），其次为LTN201（8 763.09 kg/hm²），而甜糯193的产量最低（4 751.32 kg/hm²），其他品种产量从高到低依次是山农201（7 642.44 kg/hm²）、鲁甜糯191（7 480.03 kg/hm²）、山农209（7 293.31 kg/hm²）、SN7N05（6 482.23 kg/hm²）、SNN36（6 215.31 kg/hm²）、甜糯2号（5 854.89 kg/hm²）、京科糯2000（5 228.38 kg/hm²）。

2.3 特用玉米品种籽粒的粗蛋白含量分析

从图1可以看出，试验玉米品种SN7N05的粗蛋白质含量最高，为13.10%，郑黄糯2号最低，为10.31%，其他品种粗蛋白质含量从高到低依次是LTN201（12.86%）、鲁甜糯191（12.66%）、京科糯2000（11.95%）、甜糯193（11.57%）、甜糯2号（11.51%）、SNN36（11.06%）、山农209（11.05%）、山农201（10.46%）。

2.4 特用玉米品种籽粒的粗淀粉含量分析

由图2可知，特用玉米品种山农201的粗淀粉含量最高，为72.63%，鲁甜糯191最低，为65.81%，其他品种粗淀粉含量从高到低依次是郑黄糯2号（71.78%）、山农209（71.29%）、SNN36（70.14%）、京科糯2000（69.72%）、甜糯193（69.54%）、甜糯2号（69.42%）、LTN201（67.71%）、SN7N05（66.81%）。

2.5 特用玉米品种籽粒的粗脂肪含量分析

由图3可知，特用玉米品种鲁甜糯191的粗脂肪含量最高，为6.78%，SNN36最低，为5.09%，其他品种粗脂肪含量从高到低依次是甜糯2号（6.42%）、山农209（6.23%）、SN7N05（6.17%）、甜糯193（5.91%）、LTN201（5.84%）、山农201（5.83%）、郑黄糯2号（5.49%）、京科糯2000（5.47%）。

2.6 特用玉米品种成熟期籽粒的可溶性糖含量分析

从图4可以看出，特用玉米品种成熟期籽粒中可溶性糖含量最高的是郑黄糯2号，为3.426%，SNN36的可溶性糖含量最低，为1.092%，其他玉米品种可溶性糖含量从高到低依次是山农201（2.737%）、LTN201（2.697%）、京科糯2000（2.599%）、山农209（2.486%）、甜糯193（2.468%）、鲁甜糯191（1.874%）、甜糯2号（1.516%）、SN7N05（1.484%）。

2.7 特用玉米品种籽粒的直链淀粉占粗淀粉总量比例分析

由图5可知，特用玉米品种籽粒中直链淀粉占粗淀粉总量比例最高的3个品种依次为山农209、甜糯2号、SN7N05，其直链淀粉占比分别为1.913%、1.898%、1.887%；郑黄糯2号占比最低（0.861%），其余品种直链淀粉占粗淀粉总量比例从高到低依次为鲁甜糯191（1.800%）>SNN36（1.798%）>甜糯193（1.706%）>京科糯2000（1.564%）>山农201（1.473%）>LTN201（1.225%）。

2.8 特用玉米品种籽粒的赖氨酸含量分析

由表5可知，特用玉米品种籽粒中的赖氨酸含量为0.24%~0.26%，其中，鲁甜糯191、LTN201和SN7N05较高，均为0.26%，甜糯2号和甜糯193均为0.25%，其余品种均为0.24%。

2.9 特用玉米籽粒的品质指标相关性分析

由表6可知，特用玉米籽粒中粗蛋白与粗淀粉间呈极显著负相关，与赖氨酸间呈极显著正相关，粗脂肪与粗蛋白、粗淀粉和赖氨酸三者间相关性不显著，而粗淀粉与赖氨酸间呈极显著负相关。

2.10 特用玉米的穗部性状、产量、品质性状方差分析

由表7可知，特用玉米各个品种之间穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、穗数、千粒质量以及产量等性状均有显著差异，其中，品种间果穗秃尖长、行粒数、穗粒数、穗数以及产量等性状差异达极显著水平（P<0.01），而粗蛋白、粗淀粉和粗脂肪这3个品质性状差异均不显著。

2.11 特用玉米品质以及产量指标聚类分析

对10个特用玉米品种的产量指标和品质指标进行聚类分析，结果如图6所示，将玉米品种分为3类，其中，郑黄糯2号和山农201为第1类品种，品质和产量均最优；LTN201、SN7N05、鲁甜糯191为第2类品种，品质与产量较优；甜糯193、山农209、SNN36、京科糯2000、甜糯2号为第3类品种，品质和产量较为普通。

2.12 特用玉米综合评价

综合评价结果表明（表8），郑黄糯2号综合评分最高，为88分；其次为山农201，综合评分86分；鲁甜糯191和LTN201综合评分皆为85分；甜糯193综合评分最低，为74分；其他品种综合评分从高到低依次是SN7N05（81分）、甜糯2号（80分）、SNN36（78分）、山农209和京科糯2000（均为76分）。

3 结论与讨论

本试验在东营滨海盐碱地示范基地通过对10个特用玉米品种的筛选，最终得出品质优良、产量高且适合山东省滨海盐碱地种植的特用玉米品种。特用玉米穗部性状如穗长、穗粗和秃尖等是衡量特用玉米重要的外观指标^[21]。山农201的有效穗长最长，为18.75 cm，且只有LTN201没有秃尖，鲁甜糯191的穗粗最粗。产量指标是评价特用玉米品种经济效益的重要指标，玉米的产量三要素分别为穗数、穗粒数和千粒质量^[22-23]。本试验所用玉米品种中，郑黄糯2号的千粒质量最高，LTN201的穗数最多。与普通玉米相比，特用玉米富含丰富的蛋白质、氨基酸以及可溶性糖等，是一种保健食品^[24]。玉米籽粒中淀粉含量与蛋白质含量间呈负相关^[25]，SN7N05和LTN201的粗蛋白质含量较高，其粗淀粉含量相对较低，郑黄糯2号和山农201的粗淀粉含量较高，粗蛋白质含量则较低。粗蛋白质含量与赖氨酸含量间呈正相关，LTN201的赖氨酸含量达到本试验玉米品种中最高，山农201和郑黄糯2号等粗蛋白含量低的品种所含的赖氨酸含量较低。玉米籽粒中粗脂肪主要成分是脂肪酸，脂肪酸分为2种，第1种是饱和脂肪酸包括硬脂酸、棕榈酸和花生酸等，第2种则是不饱和脂肪酸，主要包括油酸、亚油酸和亚麻酸等^[26]，其中油酸和亚油酸是人体必不可少的脂肪酸，具有一定的保健功能^[27]。特用玉米脂肪含量是评价特用玉米的一个重要的内部指标，本试验品种籽粒含有的粗脂肪含量都在5%以上，其中鲁甜糯191最高，为6.78%。特用玉米籽粒中的可溶性糖含量和水分含量会随玉米籽粒的发育而减小^[28]，试验测定成熟期玉米籽粒的可溶性糖含量均低于5%，具有一定的保健价值，可用于特殊群体食用。特用玉米籽粒中的淀粉绝大部分都是支链淀粉，直链淀粉占比很小，更容易被人体肠道消化吸收^[14]，试验选取的特用玉米品种籽粒中的直链淀粉占比均小于2%，郑黄糯2号直链淀粉占比最低。

综合来看，郑黄糯2号产量最高且品质较优，综合评分最高；山农201、鲁甜糯191和鲁黑甜糯201产量较高、品质较优，综合评分较高。因此，特用玉米郑黄糯2号、山农201、鲁甜糯191以及鲁黑甜糯201这4个品种更适宜在滨海盐碱地推广种植。

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基金资助

国家重点研发计划(2023YFD200140403)

山东省重点研发计划(2022TZXD0038)

国家盐碱地综合利用技术创新中心“揭榜挂帅”项目(GYJ2023005)