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我國鮮食玉米種業現狀及發展趨勢

2020-12-18 16:10趙久然盧柏山史亞興樊艷麗
中國種業 2020年10期
關鍵詞:糯玉米甜玉米鮮食

徐 麗 趙久然 盧柏山 史亞興 樊艷麗

(北京市農林科學院玉米研究中心,北京 100097)

鮮食玉米是在乳熟期采收,并像水果、蔬菜一樣食用其鮮嫩果穗的一類特用玉米[1-2],具有營養價值高、口感好、附加值高、效益好、低脂高纖維等綜合優點和時尚特性,是近年來北京及我國種植業結構調整、貫徹落實科技幫扶、鄉村振興戰略的首選作物,成為拉動地方經濟新的增長點。我國鮮食玉米種植面積已突破134 萬hm2,成為全球第一大鮮食玉米生產國和消費國。

2018 年中央農村工作會議、中央一號文件均指出要加快推進農業由增產導向轉向提質導向,走質量興農路子,提高農業優質化、特色化、品牌化水平。另一方面,隨著我國經濟發展、人們飲食消費觀念轉變,消費者對鮮食玉米這類農產品的關注度由“有無”轉變為“質優”,市場對優質鮮食玉米的需求將不斷增加[3]。因此我國鮮食玉米在種業科技創新、市場開發應用等方面既有廣闊前景,也面臨更高要求。本文詳細闡述了我國鮮食玉米育種發展歷程及現狀等,并分析鮮食玉米產業發展特點與未來發展趨勢,以期為我國鮮食玉米產業高質量發展提供參考。

1 鮮食玉米基本情況

1.1 鮮食玉米的分類從生物學角度(主要依據籽粒形態和成分),玉米可分為馬齒型、硬粒型、半馬齒型、粉質型、甜質型、甜粉型、爆裂型、蠟質型和有稃型等9 種類型。甜玉米就是其中的甜質型玉米,糯玉米是蠟質型玉米,二者均是玉米大家族的重要成員。從收獲物和用途上劃分,玉米可分為籽粒用玉米、青貯玉米、鮮食玉米三大類型。其中鮮食玉米是指像水果、蔬菜一樣收獲和食用其鮮嫩果穗的玉米,主要包括甜玉米和糯玉米。

1.2 鮮食玉米的起源及相關基因的研究甜玉米起源于美洲大陸。1779 年歐洲一支遠征考察隊從美洲印第安人耕作地里發現被稱作Papoon 的甜玉米果穗并帶回歐洲,之后逐漸在歐美、亞洲等地發展利用起來。甜玉米的甜質特性受一個或多個隱性基因控制,已發現的隱性控制基因有su1、su2、sh1、sh2、bt1、bt2以及加強基因se等。根據Boyer等[4]的研究,sh2、bt1、bt2等屬于第1 類突變基因,突變發生在淀粉合成的上游,主要編碼ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉磷酸寡聚糖合成酶等,對淀粉的合成影響較大,這類基因型的籽粒在乳熟期糖分含量是普通玉米的10 倍以上,成熟期淀粉含量極少,屬于超甜類型玉米。su1、se屬于第2 類,突變發生在淀粉合成的下游,編碼淀粉分支酶,主要改變淀粉的類型及各類型的含量[5-6]。根據不同類型的遺傳背景和生產表現,目前在育種過程中被廣泛使用的為超甜型玉米。

糯玉米起源于中國,是玉米在16 世紀傳入中國種植后發生變異而形成的一種類型。中國西南地區(云南、廣西)是公認的起源中心。糯玉米的糯質特性由位于第9 染色體短臂的單隱性基因wx控制,編碼序列為3718bp,由14 個外顯子和13 個內含子組成。該基因的突變導致束縛態淀粉合成酶的含量和活性降低,不能合成直鏈淀粉,籽粒胚乳中幾乎全是支鏈淀粉[7-8],因此表現為糯質。

2 國外鮮食玉米育種簡要情況

國外,特別是歐美等國僅以甜玉米作為其鮮食玉米。甜玉米在國外市場被歸為果蔬類農產品,已成為一種大眾化蔬菜,市場需求量很大。目前全世界甜玉米種植面積總計約134 萬hm2,主要生產國有美國、法國、匈牙利、西班牙、加拿大、泰國、巴西等。其中美國是世界上甜玉米研究和利用最早的國家,如1836 年美國育成世界上第一個甜玉米品種達林早熟(Darling early),成為很多重要甜玉米品種的前身;1931 年制成世界上第一筒甜玉米罐頭;1959 年育成第一個超甜玉米品種伊利諾斯Xtra[9-10];20 世紀70年代末,首先育成加強甜玉米;目前美國也是世界最大的甜玉米生產國和消費國,種植面積約43 萬hm2,甜玉米鮮售和加工產值分別占鮮售蔬菜和加工類蔬菜的第4 位和第2 位。美國年產甜玉米罐頭和甜玉米食品400 萬t,速凍甜玉米10 萬t,產量非常大[6]。近10 年來,歐洲的鮮食玉米消費量急劇增加,法國是歐洲最主要的甜玉米生產國,生產量占歐洲的85%,速凍玉米占歐洲的70%。泰國近年來甜玉米育種研究發展很快,形成本國特色的超甜玉米系列,如泰國太平洋種子公司推出的超甜玉米5 號及ATS 系列優良品種。同時泰國甜玉米生產量和出口量穩步增加,2017 年泰國甜玉米罐頭年出口量已近21 萬t,出口產值近2 億元。隨著種質資源的積累豐富及育種技術的發展進步,美國和歐洲一些國家以及泰國、中國等在品種選育、產業化開發應用等方面均發展迅速,全球甜玉米種植面積呈現出穩中有升的趨勢。

3 我國鮮食玉米育種概況

我國甜玉米育種起步較晚,始于20 世紀60 年代,1968 年當時的北京農業大學育成我國首個普甜玉米品種北京白砂糖。80 年代甜玉米育種逐漸步入正軌,相繼培育出一系列普通甜玉米,如農梅1 號、東甜2 號;90 年代起,甜玉米育種在國內廣泛開展,我國開始引進國外優質甜玉米品種,并開展自主創新,研究重點轉向超甜玉米和加強甜玉米。此階段育成的品種主要有超甜玉米如超甜20、甜玉4 號等;加強甜玉米如甜單8 號、中甜2 號、京科甜115 等[11-13]。

隨著我國育種技術提升、市場化程度的不斷深入和國外優異甜玉米種質資源的大量引進和利用,我國甜玉米育種取得極大進展,品種數量顯著增多。2001-2019 年我國甜玉米國審品種達85 個,占國審鮮食玉米總數的37.6%;審定的甜玉米品種品質也有了很大提高,部分品種達到甚至超過美國優良甜玉米品種水平,在產量、抗性等性狀上更具優勢。如北京市農林科學院玉米研究中心培育的甜玉米新品種京科甜608,分別通過國家東華北和北京市審定,具有籽粒糖度高、口感甜脆爽口、皮薄無渣、退糖慢、采收期和貨架期長的優點,超過國外主栽甜玉米品種;同時具有高產穩產、商品性好、抗性強、適應性廣的綜合特性,單果穗重達500g,出籽率高,可極大滿足生產上對加工、鮮食兼用型甜玉米高品質及多樣化的需求,打破了國際種業巨頭長期對我國甜玉米市場的壟斷。目前,我國甜玉米種植面積達40 萬hm2以上。

糯玉米雖起源于我國、種植歷史悠久,但早期種植的多為農家種,且主要將其作為傳統特色食品食用。我國直到20 世紀70 年代才開始確立糯玉米育種項目,1975 年煙臺市農業科學研究所育成我國第1 個糯玉米單交種煙單5 號。80-90 年代,我國糯玉米育種處于初級起步階段,陸續選育出一些品種,如蘇玉糯1 號、中糯1 號、墾粘1 號[1]等。

2000 年之前,我國并沒有“鮮食玉米”這一明確概念,一直將甜玉米、糯玉米等與高油、高淀粉、高賴氨酸等類型混稱為特用玉米。直至2002 年,農業部全國農業技術推廣服務中心組織專家制定國家玉米品種區域試驗及審定辦法,提出應根據玉米的收獲物和用途,將玉米品種分為籽粒玉米、鮮食玉米和青貯玉米3 種類型分別進行試驗,此時“鮮食玉米”才被國家區試正式確定和發展起來。

同時,我國鮮食玉米也進入快速發展階段。2002年以前,我國僅有2 個鮮食玉米品種通過國審:蘇玉糯1 號、滬玉糯1 號。經“十五”到“十三五”4 個五年規劃的科技攻關及產業推廣,2001-2019 年我國鮮食玉米國審品種達226 個,其中糯玉米(含甜加糯)141 個,占國審鮮食玉米總數的62.4%。種植面積也隨之快速擴大,由21 世紀初的不足7 萬hm2,發展至目前的134 萬hm2以上。其中糯玉米約74 萬hm2,甜加糯玉米約20 萬hm2。此階段我國創制積累了大批優異種質資源,一批優良鮮食玉米品種也得以大面積推廣應用。特別是21 世紀初京科糯2000 的成功選育和大面積推廣顯著促進了我國鮮食玉米產業的進步和發展,帶動了一大批種植戶、加工企業的崛起,產生了巨大經濟和社會效益。京科糯2000 由北京市農林科學院玉米研究中心選育,具有高產穩產、品質優良、綜合農藝性狀好、適應性廣、采收期長等綜合優點[14]。2006 年通過國家審定,之后又陸續通過全國近20 個省市的審(認)定,也是我國第一個通過國外審定的玉米品種,可在全國30 多個省市種植,連續10 余年成為我國鮮食玉米主導品種、種植面積最大和范圍最廣的品種,常年種植面積在34 萬hm2以上,占我國糯玉米種植總面積的一半,最大曾達到2/3,至今累計推廣種植670 萬hm2。京科糯2000 被公認為我國一個里程碑標志性品種,在促進我國鮮食玉米產業發展中發揮了不可替代的作用。

甜加糯型玉米是我國自主科技創新培育的一種鮮食玉米新類型。該類型品種是通過遺傳學方法,使雙隱性或多隱性甜質基因與糯質基因雜合,自交后代產生顯隱性基因分離,從而實現同一個果穗上同時出現糯質和甜質籽粒。我國早在1990 年就提出利用糯質(wxwx)×甜質(sh2sh2)玉米選育甜糯玉米類型的方法[15],2004 年育成甜加糯型品種都市麗人,是我國第一個通過審定并大面積商業化的品種。經過不斷創新和品質提升,又陸續選育出荊州彩甜糯6 號、京科糯928、農科玉368、天貴糯932 等品種,帶動我國該類型品種面積發展至近20 萬hm2。其中農科玉368[16],同一果穗上聚合了甜、糯、高葉酸等多個優良品質性狀,同時表現出適應性廣、高產穩產、抗性強等特性,先后通過國家黃淮海區、東南區以及安徽、福建等多個省市審定,成為我國目前種植面積最大、覆蓋范圍最廣的甜加糯類型鮮食玉米品種,榮獲中國種子協會頒發的“2018 年度鮮食玉米行業榜樣”榮譽稱號。

4 我國鮮食玉米產業發展特點

經過近20 年的快速發展,我國已成為全球最大的鮮食玉米生產國和消費國,鮮食玉米育種形成了鮮明的中國特色,產業水平到達一個新高度,在全球范圍既有顯著特點,也有領先優勢。

4.1 我國鮮食玉米種植面積居世界第一品種和市場是推動我國鮮食玉米產業發展的兩個決定性因素,品種是創新驅動,市場則起帶動和引領作用[2]。進入21 世紀以來,我國育成的品種數量增多,品種產量、品質、抗性、適應性等也得到極大提高,產出投入比高,帶動了農民種植積極性;另一方面,隨著我國城鎮居民生活水平提升,我國鮮食玉米市場由一線城市滲透擴大到全國各地,市場需求量急劇增加,促使我國鮮食玉米面積快速攀升,由本世紀初的不足7 萬hm2發展至目前的134 萬hm2,居世界第1 位。

4.2 將糯玉米作為鮮食玉米具有顯著中國特色我國是糯玉米的起源地,種植糯玉米歷史悠久,具有豐富的糯玉米種質資源,創新選育出一大批優良糯玉米品種,均具有自主知識產權。部分品種如京科糯2000、京花糯2008 等實現向國際輸出,成為越南、韓國等東南亞一帶一路國家的主栽品種,如京科糯2000 已占越南糯玉米種植面積的67%。京科系列糯玉米也已走向歐美等國家,受到當地消費者的喜愛和歡迎。據不完全統計,我國鮮食玉米種子及產品已遠銷全球50 多個國家和地區,均具有中國標簽,體現了我國在鮮食玉米種業和產業領域的絕對優勢。

4.3 品種類型多樣化,并各具特色鮮食玉米不但要高產穩產、品質優良,還要在成熟期、籽粒顏色、果穗加工等方面不斷滿足生產和市場的多樣化需求。多樣性和特色化是發展鮮食玉米產業所需。

4.3.1 白色糯玉米白色是我國糯玉米的主色調,如早期品種中糯1 號、蘇玉糯1 號,中期品種京科糯2000、渝糯7 號,近期品種京科糯569、萬糯2000 等。白色糯玉米具有適應性廣、品質優、產量高的特點,目前在我國種植面積約52 萬hm2,占糯玉米總面積的70%左右。

4.3.2 金黃色糯玉米金黃色是糯玉米的經典色,富含類胡蘿卜素、黃質素等營養保健物質。我國黃色糯玉米代表品種是墾粘1 號,近期有博斯糯9 號、金糯262 等。目前黃糯玉米在我國種植面積約占總面積的15%左右。近年來隨著籽粒加工、真空包裝產業的發展,市場需求發生變化,黃色糯玉米的潛力正逐步被開發。

4.3.3 彩色糯玉米除黃色和白色糯玉米外,我國還選育出色彩多樣且口感好的五彩糯玉米,包括紫色、黑色、花色等,如天紫23、滬紫黑糯1 號、京花糯2008 等?;ㄅ从衩准s占糯玉米總面積的15%左右,且穩中有升。

4.3.4 甜玉米我國甜玉米以純黃色為主,同時有黃白雙色(金銀穗)和少量白色甜玉米。其中純黃色可用于鮮售和加工,如京科甜608;黃白雙色和白色大部分用于鮮售,且主打高端優質水果類型,如雪甜7401、京白甜456 等。近年來,我國有少量黑色甜玉米的選育,以引領和滿足市場多元化需求。

4.3.5 甜加糯類型玉米甜加糯玉米作為我國自主創新的一種鮮食玉米新類型,是目前我國鮮食玉米育種的一個重要方向。該類型品種不同于甜玉米和糯玉米育種中單一基因模式,而是首先將甜質基因與糯質基因聚合,創制甜糯雙隱性種質(sh2sh2wxwx)[17],再與糯質自交系雜交,F2果穗中則同時含有甜粒和糯粒,且比例為1∶3。目前我國甜加糯型品種種植面積約20 萬hm2,主要代表品種有荊州彩甜糯系列、美玉系列、京科糯928、農科玉368、京科糯2010、天貴糯932 等。

4.4 形成區域特色化、四季周年供給的產業格局受傳統飲食結構影響,我國鮮食玉米在早期形成了“南甜北糯”的種植和產業格局,廣東和吉林是最先發展的兩個鮮食玉米主產省?!笆濉币詠?,隨著我國新一輪種植結構調整,催生了南方如云南、廣西、四川等成為我國鮮食玉米種植大省,黑龍江成為北方種植大省,江蘇、浙江、湖北等成為中部主要種植省份。近年來,“大城市周邊”,如京津冀、長三角、珠三角等地成為鮮食玉米生產和消費中心,如京津冀是鮮食玉米消費大市場,也是重要的研發創新中心,品種多向中高端發展,以甜加糯型為主,并且在全國多省市均設有種植基地,保障市場周年供給。與此同時,“南甜北糯”的格局也逐漸被甜、糯、甜加糯三足鼎立的分布模式替代。

5 我國鮮食玉米未來發展趨勢

5.1 政策持續加力,帶動高質量發展2016 年農業部發布《全國種植業結構調整規劃(2016-2020)》,提出要擴大鮮食玉米種植;2018 年農業農村部發布《關于大力實施鄉村振興戰略加快推進農業轉型升級的意見》,提出按照高質量發展要求,提高農業綠色化、優質化、特色化、品牌化水平,加快推進農業轉型升級。中央農村工作會議、中央1 號文件均提出,堅持質量興農、綠色興農,這表明從政策層面,我國會持續加力,支撐鮮食玉米綠色優質高效發展。

5.2 品種高端特色、營養強化隨著居民收入水平逐年提高,消費者對農業發展提出了更高期待,高質量產品消費將從少數群體轉向社會大眾,因此依靠科技創新,選育高端特色和營養強化型優質鮮食玉米是未來我國鮮食玉米的重要方向,以促進我國鮮食玉米產業不斷升級、綠色高效發展,滿足市場多元化需求。高端特色指品種高端,即好看、好吃、營養、健康、特色、多用途,如北京市農林科學院提出的甜味糯新型品種京科糯768,籽粒表現為糯質,但糖度較普通糯玉米提高2 度以上,口感甜糯相宜;同時具備高產穩產、商品性好、抗性強、適應性廣等優點,適宜果穗鮮食和加工,實現了產量和品質的協同創新。營養強化指品種的營養價值要高,可作為功能性補充食品,如高花青素、高葉酸、高賴氨酸、高維生素等,北京市農林科學院培育的高葉酸甜加糯型品種農科糯336,品質優、口感好,籽粒中葉酸含量達347μg/100g,于2020 年同時通過國家東華北、黃淮海、東南和西南四大生態區的審定。

除高端特色和營養強化,隨著冷鏈物流、電商等銷售模式興起,貨架期長耐儲運、外觀品質優宜加工等類型細化的品種也是市場所需。

5.3 產品形式多樣化,品牌化目前我國市場上鮮食玉米產品形式主要是鮮果穗銷售和速凍加工,其中鮮穗銷售量占鮮食玉米總量的60%~70%,速凍加工量占30%~40%。在城鎮化發展趨勢下,消費方式升級,自由市場取消,超市、生鮮便利店銷售成為主要方式,互聯網電商銷售平臺快速崛起,因此,市場對真空包裝產品需求量上升。因鮮食玉米口感好、老少皆宜,玉米片、玉米飲料等產品也將有所增加。

隨著市場消費升級、產業領域細化及電商、物流等新的銷售模式的出現,市場為鮮食玉米產業的進一步發展提供了更多空間,但競爭也隨之加劇。因此育種、種植、加工等多個產業環節未來將向品牌化方向發展,突出自有品種及產品的多元化特色,以鮮明的特點吸引不同消費群體,提升市場競爭力。

5.4 銷售模式創新,產品周年供給當前鮮食玉米銷售類型有商業機構對商業機構的批發型銷售、商業機構對消費者的互聯網銷售、種植戶對用戶點對點銷售。其中批發型模式正逐漸被互聯網和點對點銷售模式取代。隨著互聯網技術的發展以及“互聯網+”的廣泛應用,互聯網電商、社群團購、社交電商銷售等將成為今后的新型銷售方式,可實現種植區周圍24 小時內從田間到餐桌的快速供應,縮短了流通時間。另一方面,電商、物流等的快速發展,也促使了全國范圍內鮮食玉米的循環流通,如海南、云南等反季節種植的鮮果穗可通過電商、物流運輸到北方,速凍、真空包裝等產品更是可在全國范圍內流通,實現鮮食玉米周年供應。

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