我國鮮食玉米種業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2020-12-18 16:10趙久然盧柏山史亞興樊艷麗

中國種業(yè) 2020年10期

徐麗趙久然盧柏山史亞興樊艷麗

（北京市農(nóng)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(yǎng)價值高、口感好、附加值高、效益好、低脂高纖維等綜合優(yōu)點和時尚特性，是近年來北京及我國種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、貫徹落實科技幫扶、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的首選作物，成為拉動地方經(jīng)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(chǎn)國和消費國。

2018 年中央農(nóng)村工作會議、中央一號文件均指出要加快推進農(nóng)業(yè)由增產(chǎn)導向轉(zhuǎn)向提質(zhì)導向，走質(zhì)量興農(nóng)路子，提高農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)化、特色化、品牌化水平。另一方面，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展、人們飲食消費觀念轉(zhuǎn)變，消費者對鮮食玉米這類農(nóng)產(chǎn)品的關(guān)注度由“有無”轉(zhuǎn)變?yōu)椤百|(zhì)優(yōu)”，市場對優(yōu)質(zhì)鮮食玉米的需求將不斷增加[3]。因此我國鮮食玉米在種業(yè)科技創(chuàng)新、市場開發(fā)應(yīng)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(fā)展歷程及現(xiàn)狀等，并分析鮮食玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點與未來發(fā)展趨勢，以期為我國鮮食玉米產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)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(jù)籽粒形態(tài)和成分），玉米可分為馬齒型、硬粒型、半馬齒型、粉質(zhì)型、甜質(zhì)型、甜粉型、爆裂型、蠟質(zhì)型和有稃型等9 種類型。甜玉米就是其中的甜質(zhì)型玉米，糯玉米是蠟質(zhì)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(guān)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(fā)現(xiàn)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(fā)展利用起來。甜玉米的甜質(zhì)特性受一個或多個隱性基因控制，已發(fā)現(xiàn)的隱性控制基因有su1、su2、sh1、sh2、bt1、bt2以及加強基因se等。根據(jù)Boyer等[4]的研究，sh2、bt1、bt2等屬于第1 類突變基因，突變發(fā)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(fā)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(jù)不同類型的遺傳背景和生產(chǎn)表現(xiàn)，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(fā)生變異而形成的一種類型。中國西南地區(qū)（云南、廣西）是公認的起源中心。糯玉米的糯質(zhì)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(nèi)含子組成。該基因的突變導致束縛態(tài)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(xiàn)為糯質(zhì)。

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(nóng)產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)國和消費國，種植面積約43 萬hm2，甜玉米鮮售和加工產(chǎn)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(chǎn)甜玉米罐頭和甜玉米食品400 萬t，速凍甜玉米10 萬t，產(chǎn)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(chǎn)國，生產(chǎn)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(fā)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(yōu)良品種。同時泰國甜玉米生產(chǎn)量和出口量穩(wěn)步增加，2017 年泰國甜玉米罐頭年出口量已近21 萬t，出口產(chǎn)值近2 億元。隨著種質(zhì)資源的積累豐富及育種技術(shù)的發(fā)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(chǎn)業(yè)化開發(fā)應(yīng)用等方面均發(fā)展迅速，全球甜玉米種植面積呈現(xiàn)出穩(wěn)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(nóng)業(yè)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(nóng)梅1 號、東甜2 號；90 年代起，甜玉米育種在國內(nèi)廣泛開展，我國開始引進國外優(yōu)質(zhì)甜玉米品種，并開展自主創(chuàng)新，研究重點轉(zhuǎn)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(shù)提升、市場化程度的不斷深入和國外優(yōu)異甜玉米種質(zhì)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(shù)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(shù)的37.6%；審定的甜玉米品種品質(zhì)也有了很大提高，部分品種達到甚至超過美國優(yōu)良甜玉米品種水平，在產(chǎn)量、抗性等性狀上更具優(yōu)勢。如北京市農(nóng)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(yōu)點，超過國外主栽甜玉米品種；同時具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、商品性好、抗性強、適應(yīng)性廣的綜合特性，單果穗重達500g，出籽率高，可極大滿足生產(chǎn)上對加工、鮮食兼用型甜玉米高品質(zhì)及多樣化的需求，打破了國際種業(yè)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(nóng)家種，且主要將其作為傳統(tǒng)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(nóng)業(yè)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(xù)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(nóng)業(yè)部全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心組織專家制定國家玉米品種區(qū)域試驗及審定辦法，提出應(yīng)根據(jù)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(qū)試正式確定和發(fā)展起來。

同時，我國鮮食玉米也進入快速發(fā)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(jīng)“十五”到“十三五”4 個五年規(guī)劃的科技攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)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(shù)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(fā)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(chuàng)制積累了大批優(yōu)異種質(zhì)資源，一批優(yōu)良鮮食玉米品種也得以大面積推廣應(yīng)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(chǎn)業(yè)的進步和發(fā)展，帶動了一大批種植戶、加工企業(yè)的崛起，產(chǎn)生了巨大經(jīng)濟和社會效益。京科糯2000 由北京市農(nóng)林科學院玉米研究中心選育，具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良、綜合農(nóng)藝性狀好、適應(yīng)性廣、采收期長等綜合優(yōu)點[14]。2006 年通過國家審定，之后又陸續(xù)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(xù)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(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了不可替代的作用。

甜加糯型玉米是我國自主科技創(chuàng)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(zhì)基因與糯質(zhì)基因雜合，自交后代產(chǎn)生顯隱性基因分離，從而實現(xiàn)同一個果穗上同時出現(xiàn)糯質(zhì)和甜質(zhì)籽粒。我國早在1990 年就提出利用糯質(zhì)（wxwx）×甜質(zhì)（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(yè)化的品種。經(jīng)過不斷創(chuàng)新和品質(zhì)提升，又陸續(xù)選育出荊州彩甜糯6 號、京科糯928、農(nóng)科玉368、天貴糯932 等品種，帶動我國該類型品種面積發(fā)展至近20 萬hm2。其中農(nóng)科玉368[16]，同一果穗上聚合了甜、糯、高葉酸等多個優(yōu)良品質(zhì)性狀，同時表現(xiàn)出適應(yīng)性廣、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗性強等特性，先后通過國家黃淮海區(qū)、東南區(qū)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(xié)會頒發(fā)的“2018 年度鮮食玉米行業(yè)榜樣”榮譽稱號。

4 我國鮮食玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點

經(jīng)過近20 年的快速發(fā)展，我國已成為全球最大的鮮食玉米生產(chǎn)國和消費國，鮮食玉米育種形成了鮮明的中國特色，產(chǎn)業(yè)水平到達一個新高度，在全球范圍既有顯著特點，也有領(lǐng)先優(yōu)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩個決定性因素，品種是創(chuàng)新驅(qū)動，市場則起帶動和引領(lǐng)作用[2]。進入21 世紀以來，我國育成的品種數(shù)量增多，品種產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、適應(yīng)性等也得到極大提高，產(chǎn)出投入比高，帶動了農(nóng)民種植積極性；另一方面，隨著我國城鎮(zhèn)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(fā)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(zhì)資源，創(chuàng)新選育出一大批優(yōu)良糯玉米品種，均具有自主知識產(chǎn)權(quán)。部分品種如京科糯2000、京花糯2008 等實現(xiàn)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?shù)叵M者的喜愛和歡迎。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國鮮食玉米種子及產(chǎn)品已遠銷全球50 多個國家和地區(qū)，均具有中國標簽，體現(xiàn)了我國在鮮食玉米種業(yè)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢。

4.3 品種類型多樣化，并各具特色鮮食玉米不但要高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良，還要在成熟期、籽粒顏色、果穗加工等方面不斷滿足生產(chǎn)和市場的多樣化需求。多樣性和特色化是發(fā)展鮮食玉米產(chǎn)業(yè)所需。

4.3.1 白色糯玉米白色是我國糯玉米的主色調(diào)，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(yīng)性廣、品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)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(jīng)典色，富含類胡蘿卜素、黃質(zhì)素等營養(yǎng)保健物質(zhì)。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(chǎn)業(yè)的發(fā)展，市場需求發(fā)生變化，黃色糯玉米的潛力正逐步被開發(fā)。

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(wěn)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(yōu)質(zhì)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(lǐng)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(chuàng)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(zhì)基因與糯質(zhì)基因聚合，創(chuàng)制甜糯雙隱性種質(zhì)（sh2sh2wxwx）[17]，再與糯質(zhì)自交系雜交，F(xiàn)2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(nóng)科玉368、京科糯2010、天貴糯932 等。

4.4 形成區(qū)域特色化、四季周年供給的產(chǎn)業(yè)格局受傳統(tǒng)飲食結(jié)構(gòu)影響，我國鮮食玉米在早期形成了“南甜北糯”的種植和產(chǎn)業(yè)格局，廣東和吉林是最先發(fā)展的兩個鮮食玉米主產(chǎn)省。“十三五”以來，隨著我國新一輪種植結(jié)構(gòu)調(diào)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(chǎn)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(fā)創(chuàng)新中心，品種多向中高端發(fā)展，以甜加糯型為主，并且在全國多省市均設(shè)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(fā)展趨勢

5.1 政策持續(xù)加力，帶動高質(zhì)量發(fā)展2016 年農(nóng)業(yè)部發(fā)布《全國種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃（2016-2020）》，提出要擴大鮮食玉米種植；2018 年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《關(guān)于大力實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略加快推進農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的意見》，提出按照高質(zhì)量發(fā)展要求，提高農(nóng)業(yè)綠色化、優(yōu)質(zhì)化、特色化、品牌化水平，加快推進農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。中央農(nóng)村工作會議、中央1 號文件均提出，堅持質(zhì)量興農(nóng)、綠色興農(nóng)，這表明從政策層面，我國會持續(xù)加力，支撐鮮食玉米綠色優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展。

5.2 品種高端特色、營養(yǎng)強化隨著居民收入水平逐年提高，消費者對農(nóng)業(yè)發(fā)展提出了更高期待，高質(zhì)量產(chǎn)品消費將從少數(shù)群體轉(zhuǎn)向社會大眾，因此依靠科技創(chuàng)新，選育高端特色和營養(yǎng)強化型優(yōu)質(zhì)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(chǎn)業(yè)不斷升級、綠色高效發(fā)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(yǎng)、健康、特色、多用途，如北京市農(nóng)林科學院提出的甜味糯新型品種京科糯768，籽粒表現(xiàn)為糯質(zhì)，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(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、商品性好、抗性強、適應(yīng)性廣等優(yōu)點，適宜果穗鮮食和加工，實現(xiàn)了產(chǎn)量和品質(zhì)的協(xié)同創(chuàng)新。營養(yǎng)強化指品種的營養(yǎng)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(nóng)林科學院培育的高葉酸甜加糯型品種農(nóng)科糯336，品質(zhì)優(yōu)、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(tài)區(qū)的審定。

除高端特色和營養(yǎng)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(zhì)優(yōu)宜加工等類型細化的品種也是市場所需。

5.3 產(chǎn)品形式多樣化，品牌化目前我國市場上鮮食玉米產(chǎn)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(zhèn)化發(fā)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(lián)網(wǎng)電商銷售平臺快速崛起，因此，市場對真空包裝產(chǎn)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(chǎn)品也將有所增加。

隨著市場消費升級、產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域細化及電商、物流等新的銷售模式的出現(xiàn)，市場為鮮食玉米產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)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(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)未來將向品牌化方向發(fā)展，突出自有品種及產(chǎn)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。