國內(nèi)外爆裂玉米研究進(jìn)展與發(fā)展前景

1、 國外爆裂玉米研究進(jìn)展與發(fā)展前景摘 要：本文縱觀國外爆裂玉米的科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史，對(duì)爆裂玉米的品種資源、品種選育、種植面積、分布區(qū)域、產(chǎn)量和爆裂玉米工業(yè)發(fā)展以與品質(zhì)研究等方面做了介紹。關(guān)鍵詞 爆裂玉米 產(chǎn)業(yè) 品質(zhì) 種質(zhì)爆裂玉米（Zea mays Lever 噸 a S噸 ur 噸）作為一種營養(yǎng)零食早在100年前就在美國開始大面積生產(chǎn)。1980年中期才開始在我國面市。最初是通過代理商從美國進(jìn)口并用美國爆玉米花機(jī)在大城市的商場里邊爆邊賣，生意十分火爆?，F(xiàn)在，爆裂玉米食品在我國城市中也已相當(dāng)普與，產(chǎn)業(yè)開發(fā)也初見規(guī)模。經(jīng)過我國育種專家的努力，已經(jīng)逐漸用國產(chǎn)品種取代了美國爆裂玉米，一些爆裂玉米新品種已通

2、過審定。一、爆裂玉米的歷史1爆裂玉米的栽培史爆裂玉米與其它玉米一樣起源于美洲。關(guān)于起源中心問題，比較一致的看法是在南美洲和中美洲。在美洲發(fā)現(xiàn)之前，其它地方還不知道有爆裂玉米。談到玉米首先就要提美國。美國是爆裂玉米研究與開發(fā)利用最早的國家。早在1880年美國就已經(jīng)開始爆裂玉米的商業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)。此前，爆裂玉米只是當(dāng)作庭院植物或當(dāng)作物標(biāo)本種植。到1900年，爆裂玉米在美國家庭已經(jīng)很普遍。1912年美國爆裂玉米的商業(yè)生產(chǎn)面積已經(jīng)達(dá)115500畝，主要集中種植在依阿華州。1925年以前，美國商業(yè)用爆裂玉米品種主要有“Whi 噸 e Rise”、Queen's 克 olden”、和“Japanes

3、e Hulless”。其中“ Whi 噸 e Rise”是最主要的品種。第一個(gè)投入工業(yè)化加工生產(chǎn)的爆裂玉米品種是“Spanish”，屬于燧石型玉米。加工的是焦糖玉米花。膨脹性能一般，但顆粒大，玉米花質(zhì)地粗糙，適合焦糖玉米花生產(chǎn)工藝。后來，這個(gè)品種被膨爆性更好的南美類型品種取代。1934年，明尼達(dá)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站發(fā)放了第一個(gè)爆裂玉米雜交種“Minhybrid250”，這是用來源于“Japanese Hulless”的兩個(gè)自交系C1和C6配制的姊妹交雜交種，只適合美國北部玉米帶而沒能廣泛地用于生產(chǎn)。第一個(gè)適合美國中部玉米帶種植的真正的雜交種是1940年由印地安那州和堪薩斯州農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站發(fā)放的。直到1940

4、年末這個(gè)品種一直在商業(yè)生產(chǎn)上使用。我國的爆裂玉米來自美國，具體在什么時(shí)間還沒有考證。與普通玉米相比爆裂玉米在我國的歷史也不會(huì)太短。在我國農(nóng)村，很早就有爆裂玉米的零星種植。2世界爆裂玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展1880年美國爆裂玉米開始進(jìn)入工業(yè)化的商業(yè)性生產(chǎn)?，F(xiàn)在，已經(jīng)形成了完整的爆裂玉米產(chǎn)業(yè)。爆裂玉米產(chǎn)業(yè)分2個(gè)圍：一是原料玉米生產(chǎn)；二是爆裂玉米的精深加工。前者包括種子公司、種植者、農(nóng)藥廠、肥料生產(chǎn)者、爆裂玉米原料加工和包裝公司等；后者包括中間商、運(yùn)輸業(yè)、爆玉米花機(jī)制造、微波爐公司、玉米花加工廠、包裝公司、加工攤點(diǎn)和家庭消費(fèi)者等。到1990年，美國爆裂玉米工業(yè)已是美國小食品市場總額304億美元的3.8，即 1

5、1.6億美元。美國爆裂玉米工業(yè)發(fā)展過程中也產(chǎn)生過波動(dòng)。最近幾十年中較大的波動(dòng)出現(xiàn)過兩次。一次是在1940年，此前，玉米花的消費(fèi)非常普遍，去影劇院就是吃爆米花的同義語。可是，隨著家庭電視數(shù)量的增加，去影劇院的人少了，爆裂玉米的消費(fèi)明顯下降。但從事爆裂玉米產(chǎn)業(yè)的人們并不甘心，他們分析這種情況后推出了新的計(jì)劃。于是同可口可樂公司合作，大肆做廣告促銷。使人們確信在家看電視時(shí)爆裂玉米是一種很好吃并且能吃得到的好東西。這是一個(gè)絕好的主意，因?yàn)橛衩谆ㄖ泻}使人口渴，可口可樂是一種解渴飲料。結(jié)果形成了1940年后期和1950年初期爆裂玉米家庭消費(fèi)的大增長。過去看電影只是每周一次，而看電視則是每天晚上的事。19

6、80年爆裂玉米消費(fèi)出現(xiàn)了第二次停滯，但很快又進(jìn)入大幅度增長時(shí)期。這其中有兩個(gè)因子促進(jìn)了爆裂玉米的消費(fèi)，一是新的烹調(diào)工具微波爐的出現(xiàn)。二是現(xiàn)代生活中人們需要快捷、簡單和健康的食品。微波爐爆裂玉米正好適應(yīng)了這種需要。美國爆裂玉米的開發(fā)，加工企業(yè)起了最重要作用。企業(yè)與農(nóng)民簽約，農(nóng)民按合同種植。受天氣的影響種植面積在年份之間有一定波動(dòng)。遇到不利天氣爆裂玉米就會(huì)減產(chǎn)，而加工企業(yè)的需要量是一定的，結(jié)果必然導(dǎo)致下一年種植面積的增加。世界其他國家很少種植爆裂玉米，基本上從美國進(jìn)口。我國從1980年開始進(jìn)口美國爆裂玉米，起初是在商場、影劇院、公園等游樂場所設(shè)攤點(diǎn)邊爆邊賣。1990年前后陸續(xù)有爆裂玉米加工企業(yè)產(chǎn)生

7、。我國最早的爆裂玉米企業(yè)是在建成的“哈立克”爆裂玉米花公司。主要生產(chǎn)袋裝玉米花，開始生意十分紅火但后來倒閉。戴維食品是我國第一家生產(chǎn)微波爐玉米的企業(yè)，于1996年建成投產(chǎn)?，F(xiàn)在規(guī)模最大的微波爐爆裂玉米企業(yè)是此后不久建成的正典食品，開始是使用美國進(jìn)口原料和包裝物?，F(xiàn)在原料玉米已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。這是目前我國規(guī)模最大、產(chǎn)品水平最高的爆裂玉米企業(yè)。市農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科研食品廠也是規(guī)模較大的生產(chǎn)微波爐爆裂玉米企業(yè)之一。目前，國爆裂玉米企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到10余家。多數(shù)尚處于起步和發(fā)展階段，如的超凡食品、的康科新技術(shù)實(shí)業(yè)、的鑫苑食品、晨光食品等。其中晨光和康科是玉米花生產(chǎn)公司。1980年以前我國的爆裂玉米依靠進(jìn)口。此

8、后國產(chǎn)爆裂玉米新品種育成并開始較大面積種植。二、中國和美國爆裂玉米的種植區(qū)域、面積和產(chǎn)量1美國爆裂玉米的種植區(qū)域美國爆裂玉米生產(chǎn)一直在美國中部的玉米帶，在區(qū)域每隔幾年要發(fā)生更換。18801940年，依阿華州是第一個(gè)爆裂玉米生產(chǎn)州。隨著品種的更替生產(chǎn)地開始移到伊利諾斯州，后來是印地安那州。第二次更換是在1970年，生產(chǎn)地移到了布拉斯加州。2美國爆裂玉米種植面積和單產(chǎn)印地安那州和布拉斯加州的爆裂玉米產(chǎn)量居全美第一或第二位。其他州相對(duì)較少（表1）。根據(jù)美國爆裂玉米協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，1988、1989、1990年美國每年爆裂玉米的播種面積分別為111、144和158萬畝；這三年的平均產(chǎn)量分別為每畝188

9、，261和246公斤（表2）。其中產(chǎn)量最高的是堪薩斯州，三年的平均產(chǎn)量分別為每畝275，338和325公斤。最低的是密西根州，三年分別是每畝161，206和206公斤。據(jù)近年的資料統(tǒng)計(jì)，美國現(xiàn)在爆裂玉米的年播種面積已經(jīng)達(dá)到13.3萬公頃即200萬畝。3我國爆裂玉米的種植區(qū)域、面積和產(chǎn)量我國最先推出的爆裂玉米新品種當(dāng)屬中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的綜合種黃玫瑰。后來推出的有農(nóng)業(yè)大學(xué)育成的爆1號(hào)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的黃金花。的1016、的滬爆1號(hào)、的大爆1號(hào)等。同美國一樣，前期推出的這些爆裂玉米都是綜合種、品種或姊妹系間雜交種。我國第一個(gè)真正的爆裂玉米單交種是爆2號(hào)，1997年通過省農(nóng)作物審定委員會(huì)的品種審定。

10、     表1   1990年美國爆裂玉米播種和收獲面積（美國爆裂玉米協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)）州 播種面積（萬畝） 收獲面積（萬畝） 1988 1989 1990 1988 1989 1990 伊利諾斯 印地安那 依阿華 堪薩斯 肯塔基 密西根 密里 布拉斯加 俄亥俄 其他a 19.31 27.69 10.32 4.08 2.91 1.16 9.23 23.99 6.14 6.50 27.03 36.86 8.99 4.74 2.97 0.30 10.20 33.29 5.10 14.46 26.48 43.79 8.01 6.50 4.13 0.

11、74 12.96 33.09 8.27 13.49 19.01 27.27 9.90 4.07 2.91 1.10 8.93 23.75 5.78 5.72 26.97 35.90 8.99 4.74 2.97 0.30 10.02 32.13 4.92 12.87 26.36 43.31 7.59 6.44 4.13 0.74 10.26 32.31 8.21 13.05 總計(jì) 111.32 143.93 154.74 108.41 139.80 152.37 a：其他州包括阿肯色、加利福尼亞、加拿大、科羅拉多、愛達(dá)荷、明尼達(dá)、俄克拉何馬、賓夕法尼亞、南達(dá)科他、田納西、得克薩斯、華盛頓和威斯

12、康星州 表2   1988、1989、1990年美國爆裂玉米產(chǎn)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)州 每畝產(chǎn)量（公斤） 1988 1989 1990 伊利諾斯 印地安那 依阿華 堪薩斯 密西根 密里 布拉斯加 俄亥俄 其他 a 平均 196.42 139.80 179.33 161.47 196.53 196.53 227.20 161.60 231.93 188.00 255.73 247.60 211.00 338.40 206.53 261.93 262.67 280.33 278.27 261.47 231.53 216.93 214.47 324.93 206.27 241.07

13、291.87 233.93 277.60 246.73 a：其他州同上我國的爆裂玉米的種植區(qū)域與品種選育有關(guān)。1980年中期開始以黃玫瑰品種為主，主要在、和。1990年開始成為后起之秀，也有較大面積種植?，F(xiàn)在除、等地有少量種植外，主要集中在、和一帶。品種主要是黃玫瑰和爆2號(hào)等。用雜種后代播種的也占有相當(dāng)大的面積。沒有準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)，估計(jì)現(xiàn)在全國爆裂玉米的種植面積在5萬畝左右。三、爆裂玉米育種和種質(zhì)資源1美國爆裂玉米種質(zhì)和品種世界上第一個(gè)爆裂玉米育種者可能就是中美洲或南美洲的印地安部落。他們用火烤玉米吃的實(shí)踐活動(dòng)使我們相信他們可能擁有第一個(gè)改良爆裂玉米的技術(shù)。有研究分析，爆裂玉米是通過對(duì)膨脹度進(jìn)行改

14、良的燧石型玉米，改良之后保存下來。哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲時(shí)，爆裂玉米已經(jīng)為印地安人所利用。這些早期的爆裂玉米群體是今天育種者利用的種質(zhì)的前輩。1880年，當(dāng)爆裂玉米成為商業(yè)作物以后，育出了一批杰出的品種。他們是 Japanese  Hulless， Whi 噸e Rise，Queen's Gold， Yellow  Pearl， Super克  old， Sou噸 h  American， Spanish， Superb 和 Tom Thumb。這些群體成為后來的爆裂玉米雜交種的種質(zhì)。對(duì)自交系選育貢獻(xiàn)較大的品種資源是 Super克 old， Sou 噸h

15、 America， Amber Pearl， Ohio Yellow， Whi噸 e Rise和 Japanese Hulless。 Queen s Golden， Yellow Pear， Spanish， Ar 克 en噸 ine，Tomb，Blake Beau噸 y， Ladyfin 克 er 和 Red 對(duì)今天的商業(yè)爆裂玉米雜交種已經(jīng)沒有貢獻(xiàn)，但有些是做過貢獻(xiàn)的。在1940年早期，爆裂玉米育種者認(rèn)為馬齒玉米種質(zhì)能貢獻(xiàn)給爆裂玉米特別是一些農(nóng)藝性狀，但是認(rèn)為膨脹性和品質(zhì)會(huì)降低，后來育種者發(fā)現(xiàn)通過回交膨脹性和品質(zhì)可得到恢復(fù)。現(xiàn)在，爆裂玉米育種者根據(jù)育種目標(biāo)正在利用許多不同的資源，原始的爆裂玉

16、米品種、國外爆裂玉米種質(zhì)和現(xiàn)在商業(yè)上使用的雜交種都成為可利用的種質(zhì)。普渡大學(xué)、依阿華州立大學(xué)和布拉斯加大學(xué)的爆裂玉米育種計(jì)劃中，發(fā)放了一些育種綜合種。它們是：普渡的HPXD-1和HPXD-2；依阿華的BSP1C1，BSPW1C1，BHPXD-1C2和BSPM1C1；布拉斯加的YPILFWS（1）SGIILFWS（2）。HPXD-1C2是普渡 HPXDl經(jīng)過兩輪對(duì)膨爆性選擇以后的依阿華的譯本。布拉斯加群體 YP1LFWS（1）是自由授粉品種“ Yellow PearL”的改良。SGIILFW（2）群體是自由授粉品種Super克old的改良。YP1LFWS和SGIILFW（2）分別經(jīng)過了兩輪萎蔫病

17、和枯萎病的抗性選擇。隨著育種計(jì)劃的進(jìn)一步發(fā)展將繼續(xù)發(fā)放新的經(jīng)過改進(jìn)的綜合種。普渡大學(xué)的育種計(jì)劃于1938年開始實(shí)施，依阿華大學(xué)、布拉斯加大學(xué)和密里大學(xué)的育種計(jì)劃1980年正式開始，此前在沒有得到基金之前都已經(jīng)開始啟動(dòng)性研究。2中國的爆裂玉米育種我國的爆裂玉米除了民間和科研單位保存下來的少量資源外，被現(xiàn)在育種者利用的種質(zhì)大多數(shù)來自國外。通過出國人員帶回、經(jīng)過引進(jìn)和科技交流獲得。發(fā)展過程也是由開始階段的引進(jìn)品種、群體或綜合種的直接利用到選育雜交種。現(xiàn)在，經(jīng)過十幾年的努力，我國爆裂玉米的品種資源已相當(dāng)豐富。有的品種產(chǎn)量和綜合品質(zhì)已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平。但是，在種質(zhì)資源研究、品種數(shù)量和?；贩N方面明

18、顯不足。從目前全國爆裂玉米區(qū)試的品種看，好一些的品種較少，產(chǎn)量差異較大。在品質(zhì)和產(chǎn)量的結(jié)合上還有一定差距。四、爆裂玉米的品質(zhì)研究爆裂玉米品質(zhì)的好壞最為重要，沒有良好品質(zhì)的品種就沒有爆裂玉米工業(yè)。因此，爆裂玉米品質(zhì)成為爆裂玉米研究的重要容。1爆裂玉米的類型商業(yè)上的爆裂玉米主要分黃、白兩種顏色，以黃色為主。近幾年國外市場上也有少量白色、黑色和紅色的爆裂玉米。爆裂玉米粒形分兩種，米粒形和珍珠形。米粒型爆裂玉米粒長，頂端有刺。珍珠形爆裂玉米粒圓形，頂端無刺。在商業(yè)上更傾向于珍珠形爆裂玉米。在美國，還有一些奇特類型的爆裂玉米，如草莓、夫人指、阿根廷、湯姆大拇指和印地安爆裂玉米。這些類型在爆裂玉米加工上不

19、很重要，更多的是作為觀賞品。2顆粒的大小美國通常將商業(yè)上交易的爆裂玉米分大、中小三等。而工業(yè)上沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)，一般以每10克所含粒數(shù)來劃分：每10克含5267粒為大粒，6875粒為中粒，76105粒為小粒。家庭消費(fèi)者一般喜歡小粒屈為小粒的玉米花脆嫩而皮少。商販則更愿意接受大粒型的，因?yàn)榱４蠡ň痛?，外觀上更好看，玉米花挺實(shí)、不易碎，盡管皮可能會(huì)更多一些。與美國一樣，在國無論加工廠還是小商販都更喜歡大粒品種。3花形爆裂玉米花形大體分兩種即蝶形和蘑菇形。蝶形花的形狀是不規(guī)則的，是向四周開裂的花形。容易脫掉皮殼，小且口感酥脆，但不抗抓，不符合商販的要求。玉米花加工業(yè)更愿意接受蘑菇形花。4膨爆性能衡量爆

20、裂玉米品質(zhì)的重要指標(biāo)是爆花后玉米花體積的大小和爆花率。通常用膨脹倍數(shù)（VV）和重量體積（VW）兩種方法表示爆裂玉米的膨爆性能。膨脹倍數(shù)是通俗易懂的表示方法，即爆成玉米花以后體積擴(kuò)大的倍數(shù)。我國基本采用這種表示方式。膨脹倍數(shù)（VV）爆花后容積爆花前容積在美國，加工業(yè)采用的測定方法是重量體積法，即1克玉米產(chǎn)生的玉米花的立方厘米數(shù)。使用的標(biāo)準(zhǔn)測量儀器是重量體積測量儀（Me 噸 ric Wei克 h 噸 Volume Tes 噸 er），每次取樣 250克，含水量要求在14左右。現(xiàn)在，美國市場上的爆裂玉一股為3548立方厘米克。每克玉米爆花后體積達(dá)40立方厘米或更高者是商業(yè)上樂于接受的。重量體積（VW

21、）爆花后容積（立方厘米）爆花前重量（克）在爆裂玉米育種中，評(píng)價(jià)育種材料時(shí)取樣250克顯然是困難的。研究者正在試驗(yàn)些其它方法以便減少取樣量而又不失準(zhǔn)確性。5爆花率爆花率即爆花粒數(shù)占子?？倲?shù)的百分比。就種性而言，爆裂玉米應(yīng)該是100都能爆花，但爆裂玉米的爆花率與栽培管理和原料精選技術(shù)工藝有關(guān)。商業(yè)上要求爆花率達(dá)到98以上。6加工適應(yīng)性和適口性影響適口性的因子有花形、皮殼和質(zhì)地等。對(duì)花型的要求因加工目的不同而異。家庭消費(fèi)者一般喜歡蝶形花，口感更酥脆，皮渣較少。蝶形花占的比例越大，膨脹的體積越大。反之，蘑菇形花比例越大膨脹體積就越小。皮是爆裂玉米粒的一部分，影響玉米花的脆嫩度。但是，因?yàn)槠な潜延衩仔纬捎衩谆ǖ闹匾獥l件之一。因此，不能通過薄皮改善玉米花品質(zhì)。而爆花時(shí)玉米皮能形成小碎片的是理想的品種。品種、栽培和加工技術(shù)都可影響玉米的質(zhì)地進(jìn)而影響玉米花的質(zhì)和適口性。7顏色和香味爆裂玉米子粒與普通玉米一樣，有黃、白、紅、紫、藍(lán)等多種不同的顏色。但胚乳只有黃、白兩色，因此玉米花有純的雪白色和白略帶黃色的兩種。不同品種的玉米花香味有差異，過去往往由于爆花時(shí)加油而忽視對(duì)香味的選擇。據(jù)研究，玉米花香味與吠哺、吡咯、碳酰和取代酚等多種化學(xué)物質(zhì)有關(guān)。8影響爆裂玉米品質(zhì)的因素影響爆裂玉米品質(zhì)的因素有很多。這