玉米品种选择指南 – 选择最合适的玉米品种需要考虑的因素和特点。

栽培的玉米品种的选择是影响作物生产的最关键的人为控制因素之一。从长远来看,谨慎的品种选择可以提高产量,并且在出现外部不可控因素(如疾病、环境压力等)时保护玉米产量。市场上有数以千计的玉米品种,而全球的植物育种家也在不断创造新的品种。从2012年到2022年,国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)和国际热带农业研究所(IITA)已经在33个国家开发了604个玉米品种(https://maize.org/ )。

我们根据玉米的生物周期进一步对玉米品种进行分类。因此,我们有300-400-500-600或700粮农组织的品种。也就是说,粮农组织品种的数字越大,对应玉米的生长季节将更长,与较小数字的粮农组织品种相比,其通常需要更高的温度。相反,我们越往北走或越往高海拔地区走,我们的作物能够享受的热量单位就越少,因此我们应选择粮农组织编号较小的早期品种。一般根据经验来说,生长季节越长,产量越高,但成本也越高(包括灌溉、施肥、虫害管理等)。

玉米品种主要有两类。

  1. 开放式授粉品种(OPVs) 
  2. 杂交品种

由于第一种品种开发和繁殖的方式简单且成本低,2000年以前大多使用开放授粉的品种。随着玉米种植的集约化和单一栽培的盛行,使杂交玉米品种逐渐成为种植的主要选择,特别是在美国和欧洲等地区,因为这种品种可以提供更高的产量。然而,新的研究数据显示,在农林业等系统中,开放授粉的玉米品种与杂交品种的表现同样出色(Ndoli,2019)。

因此,农民可以找到许多玉米品种,以满足玉米生产的许多现代需求。然而品种的选择应基于品种的特性,还需要考虑我们要栽培玉米的田地的当地环境等因素,以及栽培系统(有机、常规等),最后还要考虑我们可以为作物提供的其他辅助投入(施肥、灌溉等)。

例如,一个品种X可能是一个降雨量充足地区的最佳选择。但在干旱高温和灌溉条件有限的地区,它将无法达到其潜在产量。同样,农民在做决定前应考虑到在该地区生长的作物的“敌人”(病原体、害虫和杂草)。玉米不同品种对特定的植物疾病有不同的抗性基因,还有一些品种带有使其对杂草更具竞争力的特性。这对于希望减少化学杀虫剂和除草剂使用的农民来说尤其重要。

因此,我们应该始终牢记,并非所有品种都适合所有环境或栽培系统(免耕、有机等)。一般来说,我们选择播种到田里的玉米品种应该提供令人满意的优质产量,并且不需要过度使用化肥、灌溉和虫害管理等产品的投入。这样一来,品种的选择对作物的可持续发展状况和农民的利润具主导作用(更少的支出→更多的利润)。

选择玉米品种时应考虑的重要性状清单

栽培品种的选择应基于产量、质量和农艺性状-品种的行为。更具体地说,农民对玉米品种最感兴趣性状是:

  • 玉米品种的产量潜力
  • 适应性(具有广泛适应性的品种适合于各种条件)。玉米品种的适应性取决于植物对环境压力(如干旱、高温、霜冻等)的耐受性。

当我们说一个品种具有广泛的适应性时,这意味着它可以在各种条件下达到良好的稳定产量。年复一年的稳定产量是一个非常重要的性状特征,特别是对于合同农业的农民来说(保证预售未来的生产)。在干旱地区应用的低密度管理策略的田地中,繁殖可塑性(每单位资源投入的产量)是所选品种的一个重要考量因素。

  • 玉米穗丰产性 

这一性状与玉米的适应性和产量都有关系。在玉米的驯化过程中,通常发生重大变化的特征之一是每株玉米的穗数(穗=雌性花序/玉米粒)。就玉米而言,这个数量减少了,一些用于集约化农业系统的商业品种每株有1-2个穗子(Iltis HH – 1983)。然而,在低植物密度和有限的氮肥系统中,增加的穗数可以稳定玉米的总产量(Parco, 2020)。

  • 作物的寿命(也称为CRM=累积相对成熟度,以天为单位,或称为成熟时间)和玉米的种植日期。

根据种植区域,农民应主要考虑作物生长周期(栽培期)的开始(播种-出苗)和后期(开花、施肥和成熟)的天气和温度。如果播种时温度仍然很低,农民应选择具有相关耐受性较强的品种。同样,在相对温暖的气候条件下种植时,最受欢迎的品种具有抗高温和抗干旱能力。

  • 抗倒伏性(可描述为或与茎秆强度、穗高、稳定性有关)

对于玉米来说,与其他粮食作物一样,植株承受强风和保持垂直位置的能力会极大地影响最终产量。如果茎部或整个植株在地面附近弯曲,就会增加疾病爆发的风险(由于通气不良)和收获时的损失。请记住,植株倒伏的风险也取决于作物的植株密度(在此阅读更多内容10)。

  • 对主要的一些玉米病原体的抗病性

选择的品种应能耐受或抵抗一系列或特定的病害,如穗腐病、玉米条纹病毒病、灰叶斑病、锈病、穗腐病、茎腐病和根腐病。并非所有的品种都对所有的疾病有同样的抗性。农民应该了解在他们想种植玉米的地区,哪些是最常见和流行的病原体。但是,一个品种对某种病原体的表现应该已经在田间条件下进行了测试(在实验室和田间条件下,该品种对某种特定病原体的抗性特征和评级可能不同,请仔细阅读评级)。

  • 对杂草的耐受性–对毛状鳞片独脚金的抗性

独脚金是一种寄生性杂草,是玉米的主要 “敌人 “之一,每年在全球造成无数的产量损失。科学家们目前正在测试经抗咪唑啉酮(IR)处理的玉米种子,其结果令人鼓舞(11)。

  • 玉米粒的最终商业用途(牲畜饲料、食品、生物燃料生产、淀粉或油脂生产)

根据所产谷物的最终用途的不同,其品种有不同的选择特性(风味特性、谷物的化学组成等)。例如,栽培用于牲畜饲料的玉米需要在玉米粒中具有较高的蛋白质(玉米蛋白)含量(玉米品种的饲料质量)。然而,必须记住的是许多玉米质量特征在某种程度上会受到农民所遵循不同的栽培和储存方法的影响(Győri,2017)。

用于描述玉米品种的性能和谷物质量的一些标准特征:

  1. 收获时的干物质(DM)含量(你会发现它是一个百分比数字,对于饲用玉米来说,其含量通常高达38%)。
  2. 实际干物质产量[以每公顷吨数表示,这个数字最高范围为20]。
  3. 收获时新鲜植物的可代谢能量(ME)。它代表青贮玉米饲料的能量值,以MJ/kgDM单位进行衡量。
  4. 收获时整株植物的淀粉含量或淀粉产量。
  5. 细胞壁消化率(%)。该数字越高越好,因为植物纤维的高消化率对牧草的营养价值来说影响很大(Barrière,2003)。
  6. 植物的早期活力。该特征值越高(最高可达9)越好,因为它也反映了作物对杂草的竞争能力。
  7. 收获时植株的站立力(根系倒伏)。在这种情况下,该特性的等级从1到9(从差到好)。作物保持垂直位置的能力(更容易收获)也由宿根率(%)来描述。在这种情况下,我们需要这个数字越低越好。
  8. 皱缩百分比(%)。这个特征值是指在接近收割的时候,茎部在节点区域或周围的扭结或弯曲。这个数字也应尽可能低,因为它反映了玉米收获期间的产量损失及问题。
  9. 叶片衰老程度。该特征的等级从1(绿叶)到9(高级衰老-干叶-植株)。一个同义词是Stay-Green(延迟的叶片衰老)。这一特性与植物的高产量(谷物和青贮饲料产量)、质量和抗逆性有正相关关系。其原因是植物可以在较长的时间内保持光合作用,这一特性对早熟的玉米品种特别重要。然而根据科学数据表明,留绿可能对植株氮含量有负面作用。但是,由于当植株开花后可以增加对氮的吸收能力,这个问题就可以得到解决(Chibane,2021)。

你可以在这个链接里找到BSPB对以及市场上的一些饲用玉米具体描述性清单(9)。

转基因玉米品种(GM)

继大豆之后,玉米是第二大授权可以广泛种植的转基因作物。自1996年以来,转基因玉米品种已经在市场上出现,直到今天,它们都带有耐虫害、耐除草剂的抗性基因,最近的一些品种(2013年)还带有耐旱基因。更具体地说,抗虫害的转基因玉米品种带有HT-或/Bt-介导的杀虫活性。该性状通常与作物的除草剂耐受性相结合。最后,通过将八个不同的转基因堆叠在一个植物里,从而一个新的品种就会诞生,在这个转基因植株中可以提供对主要玉米害虫的多重抗性(Moglia 2016)。

与其他作物一样,所有的转基因玉米品种在全世界许多国家仍然不能种植,当然,它们在有机农业系统中也被严格禁止种植。农民应该对他们的国家目前围绕转基因的立法框架进行研究,并考察市场对此类产品的需求。

小提示:

在任何情况下,强烈建议在将一个或多个品种作为主要种植品种之前,先在较小的田间区域进行测试。这种测试将使你更好地了解这个品种在你的田地里的表现。

参考文献

  1. Ndoli, A., Baudron, F., Sida, T. S., Schut, A. G., Van Heerwaarden, J., & Giller, K. E. (2019). Do open-pollinated maize varieties perform better than hybrids in agroforestry systems?. Experimental Agriculture55(4), 649-661.
  2. Moglia, A., & Portis, E. (2016). Genetically Modified Foods. Encyclopedia of Food and Health, 196–203.
  3. https://www.arc.agric.za/arc-gci/fact%20sheets%20library/maize%20production.pdf
  4. Iltis HH (1983) From teosinte to maize: The catastrophic sexual transmutation. Science 222:886-94
  5. Parco, M., Ciampitti, I. A., D’Andrea, K. E., & Maddonni, G. Á. (2020). Prolificacy and nitrogen internal efficiency in maize crops. Field Crops Research, 256, 107912.
  6. Győri, Z. (2017). Corn: Grain-Quality Characteristics and Management of Quality Requirements. In Cereal Grains (pp. 257-290). Woodhead Publishing.
  7. Chibane, N., Caicedo, M., Martinez, S., Marcet, P., Revilla, P., & Ordás, B. (2021). Relationship between delayed leaf senescence (Stay-green) and agronomic and physiological characters in maize (Zea mays L.). Agronomy11(2), 276.
  8. Barrière, Y., Guillet, C., Goffner, D., & Pichon, M. (2003). Genetic variation and breeding strategies for improved cell wall digestibility in annual forage crops. A review. Animal Research52(3), 193-228.
  9. https://www.niab.com/research/agronomy-and-farming-systems/variety-evaluation-and-management/bspb-forage-maize
  10. https://www.mdpi.com/2073-4395/12/1/10/pdf
  11. https://repository.cimmyt.org/bitstream/handle/10883/19063/58902.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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