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玉蜀黍
來源:互聯網

玉蜀黍(學名:Zea mays L.),又名玉米、黃甜糯大穗、珍珠米等,是禾本科(Poaceae)玉蜀黍屬(Zea)一年生高大草本。玉蜀黍為玉蜀黍屬下的唯一種,該種下具有多個分類,一般將其按照形態分為九個類型,還可以依據種族概念將其劃分為五個種族。玉蜀黍原產于南美洲,現于全世界熱帶溫帶地區廣泛種植,中國有引種栽培。玉蜀黍在各種類型的土壤上均可生長,但最適宜生長在肥沃、富含腐殖質的壤土中。

玉蜀黍稈直立,通常不分枝,高1-4米,基部各節具氣生支柱根。葉鞘具橫脈;葉舌膜質;葉片扁平呈線狀披針形,葉片解剖結構為黍形,硅質體呈十字形或啞鈴形,具雙胞微毛。頂生雄性復總狀花序大型,主軸與總狀花序軸及其腋間均被細柔毛;小穗單性且雌雄異型,雄小穗孿生,含2小花,兩穎膜質,外稃及內稃透明膜質,雄蕊3;雌小穗孿生,僅頂生小花發育,兩穎寬大,外稃及內稃透明膜質。穎果球形或扁球形?;ü谇锛尽H旧w數為2n=20,屬于C4光合作用類型植物。

玉蜀黍是中國三大主糧之一,對于中國的糧食安全具有重要的戰略意義。此外玉蜀黍還是世界范圍內的主要糧食作物以及工業原料,其單位面積產量居世界第一位,玉蜀黍的相關產業同時也具有較高的貿易數量。玉蜀黍可以直接或加工后食用,具有較高的營養價值,其還具有非常高的經濟價值,在例如石油、化工、紡織等多個行業均被廣泛利用。玉蜀黍還被譽為“飼料之王”,其用作飼料時利用率可達85%以上。據中國醫藥典籍記載,玉蜀黍多個器官均可入藥,其味甘、性平,具有調中開胃、利尿消腫等功效。

在玉蜀黍的發源地美洲大陸存在著深厚的玉蜀黍文化。美洲的美洲原住民將玉蜀黍稱為“我們的母親”及“我們的生命”;而美國的重要節日感恩節的誕生也與玉蜀黍有關,最早移民至美國的歐洲人因為接受了當地人饋贈的玉蜀黍而存活下來并由此誕生了感恩節。

起源假說

眾多科學家認同玉蜀黍是由玉蜀黍屬起源演化而來,但從野生大草演化成為現代玉蜀黍的具體過程仍困擾著科學界??茖W家從形態學、細胞學、考古學、分子生物學等角度提出了多種關于玉蜀黍起源與演化的假說,其中主要包括有稃野生玉米起源假說、“共同起源”學說、“三成分起源”學說、大芻草直向進化起源假說、大芻草異常突變假說和摩擦禾——二倍體多年生大芻草起源假說六種。

有稃野生玉米起源假說

有稃野生玉米假說于1829年被提出,該假說認為現代玉蜀黍起源于原始有稃野生玉蜀黍,現今玉蜀黍的無稃以及果穗外包被厚厚苞葉是人們長期馴化、選擇的結果。該假說來源于Saint—Hilaire從巴西獲得一種特異的玉蜀黍果穗,該果穗的每一個子粒被穎片包被,相似于橡樹和燕麥的子粒,整個果穗外包被苞葉,具備區別于現代玉蜀黍的特征,然而尚未發現支持這種假說理論的化石證據。

“共同起源”假說

“共同起源”假說認為玉蜀黍、玉蜀黍屬危地馬拉草三種植物均起源于一個共同祖先——原始普通野生玉蜀黍。原始野生玉蜀黍經過自然或人工栽培、選擇而趨異進化分化出玉蜀黍、大芻草和摩擦禾三種不同植物。研究表明,這三種植物均有許多未發育的痕跡器官,如果這些痕跡器官充分發育,它們將還原成共同的形式,但尚未發現原始普通野生玉蜀黍的化石樣本支持這種假說。

“三成分起源”假說

“三成分起源”假說于1939年被提出,該假說認為世界上原來有一種野生玉蜀黍,現在已經滅絕。該野生玉蜀黍沿如下幾個途徑進化成栽培玉蜀黍:①原始野生有稃玉蜀黍是玉蜀黍的原始自然野生類型,大約在2500年前,人類在美洲大陸出現以后發生突變產生野生玉蜀黍和其他變種;②突變產生的野生玉蜀黍和摩擦禾天然雜交或回交產生原始大芻草;③原始墨西哥野玉米與野生玉米雜交產生墨西哥大芻草、墨西哥馬齒型玉蜀黍以及熱帶硬粒型玉蜀黍等?!叭煞制鹪础奔僬f的主要證據來源于考古學資料以及植物學遺傳方面的證據,但尚無直接的化石證據證明這種假說。

大芻草直向進化起源假說

玉蜀黍屬直向進化起源假說于1895年被提出,該假說認為玉米起源于一種原始野生的大芻草,原始的大芻草與現在大芻草的子粒成熟后都具有易于脫落的特性,只是人們在采集過程中,往往采集那些不易于脫落種子,長期這種無意識的選擇以及后期馴化、選擇,使易于脫落的種子逐步增加了縮合水平,后來發現這種半馴化縮合類型利于栽培、采集,通過長期的選擇、馴化成了現代栽培玉蜀黍。該假說得到了較多形態學、細胞學、分子生物學研究的有力支持,但關于該假說的合理性還存在有待商的地方。

大芻草異常突變假說

基于大芻草直向進化起源假說存在的問題,科學家提出了大芻草異常突變假說,該假說認為玉蜀黍是沿如下幾個途徑進化的:首先,原始大芻草馴化成玉蜀黍不是單突變一步一步積累變化的結果,而是某種偶然因素引起大芻草發生大的突變。其次,馴化成玉蜀黍的異常突變體早期是致死的,只是人為對它的保護和栽培,經過長久的栽培、選擇、馴化形成現代的栽培玉蜀黍。但嚴格意義上講,玉蜀黍真正的馴化突變體能夠產生開放式子粒開始的。此外,玉蜀黍果穗不是由大芻草的雌花馴化而來的,而是突變導致大芻草的主要側枝穗狀雄花頂端的中心小穗轉化成為玉蜀黍的雌穗。在植物內源激素的作用下,大量的營養物質配給新的玉米果穗,大芻草雄花序軸逐漸變為玉蜀黍果穗。大芻草異常突變假說對玉蜀黍演化中的許多問題給出了合理解釋,但仍不完美,例如有研究者發現玉蜀黍與大芻草關鍵性狀的差別是由五個突變基因掌控的,大芻草異常突變假說無法對此做出合理解釋。

摩擦禾-二倍體多年生大芻草起源假說

摩擦禾-二倍體多年生大芻草起源假說于1995年被提出,該假說認為二倍體多年生大芻草是玉米的祖先之一,玉米起源于摩擦禾與二倍體多年生大芻草雜交后代,雜交后代形成玉米起關鍵作用的基因來源于摩擦禾,然而該假說并不具備充分的系統發育遺傳學、細胞學以及分子生物學證據。

命名與分類

命名

玉蜀黍的拉丁學名為Zea mays,屬名Zea來源于古希臘一種作物的名字;在玉蜀黍最初發現地美洲大陸的一個島嶼上,人們將玉蜀黍稱為maize,種加詞mays便是由maize發展而來。在中國,玉蜀黍名字中的“玉”指的是其籽一粒一粒黃白似玉,玉蜀黍又被中國人稱為玉米,這個名字最早見于明代農藝學家徐光啟的《農政全書》,玉米為“玉蜀黍”是因為其苗葉與“蜀黍”一樣肥短,而“蜀黍”是一種中國古已有之的高粱?,F在用的“玉蜀黍”不包含高梁,也不包含小米,專指玉米。

分類

玉蜀黍的分類具有兩種劃分方法,一種是按照籽粒形狀、胚乳性質與有無稃殼,對玉蜀黍進行分類;另一種劃分方法則是按照種族(race)的概念對玉蜀黍進行劃分。

在玉蜀黍的世界分類研究中,常將玉蜀黍按照籽粒形狀、胚乳性質與有無稃殼分為九個亞種,分別是硬粒型(Zea mays L. indurata Sturt)、馬齒型(Zea mays L. indentata Sturt)、半馬齒型(Zea mays L. semindentata Kulesh)、糯質型(Zea mays L. ceratina Kluesh)、甜質型(Zea mays L. saccharata Sturt)、爆裂型(Zea mays L. everta Sturt)、粉質型(Zea mays L. amylacea Sturt)、甜粉型(Zea mays L. amylacta-saccharata Sturt)以及有稃型(Zea mays L. tunicata Sturt)。有學者認為半馬齒型是硬粒型與馬齒型雜交后得到的中間類型,不應將其單獨劃分,但目前在學界仍將玉蜀黍劃分為九個亞種。此外,在世界上還存在另外三個次要類型,分別是分枝玉米、分蘗玉米以及茸毛玉米。

在玉蜀黍的中國分類研究中,中國學者曹鎮北等將中國玉蜀黍劃分為五個種族,分別是北方馬齒種族、北方八行硬粒、硬粒和馬齒種族間雜交種的衍生種族、寬扁穗玉米以及南方糯玉米。北方馬齒種族主要品種有金后白馬牙、英粒子等,北方八行硬粒主要品種有長八趟、海珍珠等,硬粒和馬齒種族間雜交種的衍生種族主要品種有金頂子、白頭霜等,寬扁穗玉米主要品種有鞋底子、鴨子嘴等。

歷史

傳播歷史

世界傳播歷史

玉蜀黍原產于南美洲秘魯,當地的美洲原住民早在7000年前就已經開始種植玉蜀黍。公元1492年哥倫布發現新大陸之前,玉蜀黍只在美洲范圍內傳播,16世紀之后,隨著世界性航線的開辟,玉蜀黍開始傳播到世界各地。

中國傳播歷史

關于玉蜀黍傳入中國的確切年代沒有定論,比較公認的是玉蜀黍傳入中國的時間約為16世紀初期,在明正德六年(1511年),《州志》中有記載“珍珠秫”,這被認為是中國對于玉蜀黍的最早記載。玉蜀黍在中國的種植大致可以分為兩個時期,明代中葉到明代后期是開始發展時期,到明代后期為止,已有11個省份有種植玉蜀黍的記載,到清代前期,玉蜀黍種植范圍進一步擴大,全國各省?自治區?直轄市高級人民法院和中級人民法院管轄第一審民商事案件標準州縣均有種植。清代道光,玉蜀黍已經發展成為與五谷并列,躍升為“六谷”的地位,在中國的廣大丘陵山地種植并成為主要糧食作物。20世紀初葉,玉蜀黍已經從丘陵山地作物發展成為中國廣大平原地區的重要糧食作物。

育種歷史

玉蜀黍起源地南美洲美洲原住民在長期種植過程中有意無意對玉蜀黍進行了選擇,第一階段主要是無意識選擇,每年種植過程中自然選擇穗大粒多的果穗留種,并且將玉蜀黍隔離種植、認真選擇,無意中使品種得到改良;第二階段則是有意識選擇,主要為了不同用途而選擇不同籽粒大小、顏色等,以及用于釀酒的特殊甜玉米等。國外正式的玉蜀黍育種經歷了混合選擇改良、雜交育種和轉基因育種等階段。據徐明學等分析,歐洲人早期到達北美時帶著印第安人培育的“北方硬粒種”玉蜀黍向內地遷移,在中西部一帶與另一個“南部馬齒種”相串粉,經過混合選擇,在1850年前后產生了美國玉蜀黍帶現代的馬齒品種。玉蜀黍早期被引進中國的硬粒型玉蜀黍品種,20世紀20年代以后引入了馬齒型品種,引進的馬齒型和硬粒型品種玉蜀黍經過長期的栽培、選擇以及漸滲雜交,分化成適宜當地種植的品種和中間型品種。

中國的玉蜀黍遺傳育種工作開始于20世紀20-30年代,約一百年來,中國玉蜀黍育種模式的發展大體經歷了3個時期,即主要依賴表型觀察,通過自交加代選育優秀自交系的傳統經驗育種;以雜種優勢群體劃分模式為基礎,篩選高配合力親本組合為核心的雜種優勢育種;綜合了單倍體育種、分子標記育種、轉基因育種的現代生物工程育種。

藥用歷史

在世界歷史中,玉蜀黍入藥始載于中國明代嵩明縣人蘭茂所著的《滇南本草》。1996年出版的《英國草藥典》將玉蜀黍收錄為玉米須的法定原植物來源種,《歐洲藥典(第5版)》、《英國藥典(2002年版)》以及《中國藥典(2015年版)》等書籍收載玉蜀黍為精制玉米油和玉米淀粉的法定原植物來源種。

形態特征

玉蜀黍為一年生高大草本。

稈直立,高1-4m,通常不分枝,基部各節具有氣生支柱根。

玉蜀黍葉鞘具橫脈;葉舌長約2mm,膜質;葉片呈線狀披針形,扁平寬大,基部圓形呈耳狀,無毛或具柔毛,葉中脈粗壯,邊緣微粗糙。

頂生雄性復總狀花序大型,主軸與總狀花序軸及其腋間均被細柔毛;雄性小穗孿生,長達1厘米,小穗柄一長一短,分別長1-2毫米及2-4毫米,被細柔毛;兩穎近等長,膜質,約具10脈,被纖毛;外稃及內稃透明膜質,稍短于穎;花藥橙黃色;長約5毫米。雌花序被多數寬大的鞘狀苞片所包藏;雌小穗孿生,通常成16-30縱行排列于粗壯之序軸上,兩穎等長,寬大,無脈,具纖毛;外稃及內稃透明膜質,雌蕊具極長而細弱的線形花柱。

果實

穎果呈球形或扁球形,成熟后外露于穎片和稃片之外,其大小受生長條件影響存在差異,通常長度為5-10毫米,寬度略大于長度,胚長占穎果長度的1/2至2/3。穎果顏色類型多樣,包括單色(如白粒、黃粒、紫色、深紫色、黑色等)和混色(如白黃相間、白黃紫混雜等)。

物種分布

玉蜀黍原產于南美洲,在世界熱帶溫帶地區廣泛種植,從北緯58度到南緯35-40度的地區均有大量栽培,其中以北美洲為最多,其次為亞洲、南美洲、歐洲、非洲以及大洋洲。在中國,玉蜀黍主要集中在從東起向西南的狹長的半山丘陵地帶,包括黑龍江省、吉林省、內蒙古自治區遼寧省、河北省、四川省云南省、貴州省廣西壯族自治區等13個省區。

生長習性

玉蜀黍喜溫暖氣候,在溫帶北部、夏季溫度較高的地區也可以種植。玉蜀黍較為耐旱,忍受早霜的能力較差,其籽苗對霜凍很敏感,其最適生長溫度為33℃,但在短期-3℃的條件下還可以產生新葉片。其吸肥能力較強,在各種土質的土壤上均可以種植,最適宜其生長的土壤為肥沃、富含腐殖質、pH為7的壤土,在酸性土、堿性土和沼澤化土壤上種植玉蜀黍會出現生長不良的情況。玉蜀黍花果期在秋季,但具體時間會因品種不同而出現差異。

繁殖

玉蜀黍有90%-95%的概率是進行異花授粉的,但也會進行自花授粉,強降雨和超過35°C的氣溫會對玉蜀黍的授粉和種子質量產生不利影響。玉蜀黍的雄蕊花絲細長,花藥懸垂,易受到風吹動而飄散花粉,故其傳粉媒介是風。此外,蜜蜂屬、雙斑花蜂、切葉蜂、沒藥樹蜂等昆蟲都是玉蜀黍的訪花昆蟲。

栽培

播種

玉蜀黍在生產中常采用播種繁殖的方法進行繁殖,通常為四月上旬至六月上旬時進行播種,播種時按照一定的條間距與株間距播種,每穴播種五、六粒,播種后在其上覆土。用于做種的玉蜀黍,應選擇生于莖最下部形狀較為粗短的穗。采收后,將其懸掛于空氣流通的地方。到播種時,將穗的上下部切去,留下穗中段用作種子。

養護措施

玉蜀黍的苗生長到少量出土時就可進行中耕,株間部分的土壤要深耕,而苗根部分的土壤僅需要輕輕撥開。每穴應間苗,僅留下生長較為強健的兩三株苗即可,空白無苗的苗穴處應補種。在玉蜀黍的生長過程中應注意隨時除去分蘗以及不生果實的嫩枝,防止其危害主莖的發育。玉蜀黍生長過程中,一般先在拔節至抽雄期進行兩次追肥,第一次在拔節前后施入,稱為攻稈肥,第二次在大喇叭口期追施,稱為攻穗肥,追肥時還可結合灌水;在抽雄期至吐絲期追施氮肥,起到延長葉片功能時間,防止早衰的功能。

病蟲害防治

玉蜀黍苗期主要害蟲有螻蛄、黏蟲等。對螻蛄科的防治可在秋收之后深耕翻土或使用頻振式殺蟲燈進行誘殺,或者可以用辛硫磷乳油加水噴灑于土壤。黏蟲的防治可以用草把、黑光燈等誘殺或者使用敵百蟲可溶性粉劑、敵敵畏乳油等藥劑進行噴殺。苗期主要病害有矮花葉病等,在這病害的流行地區,可使用抗病玉蜀黍品種,還應積極防治病毒媒介以控制疾病。矮花葉病的主要傳毒媒介為蚜蟲,可以清除田邊、塘邊等地方的禾本科雜草,或者用吡蟲咻可濕性粉劑拌玉米種子以達到防治的效果。

玉蜀黍穗期主要蟲害有大螟、玉米螟等,可使用辛硫酸顆粒劑或敵百蟲晶體進行防治;主要病害有大斑病、小斑病等,防治方法為先將下部病葉摘除,再噴施退菌特多菌靈

采收及貯藏

玉蜀黍以在粒乳線消失的蠟熟末期收獲較為適宜。挑選充分成熟、無雜質、凈度高的種子用袋裝,貯藏在消毒、通風、密閉的倉庫里,受污染、凈度不達標等的種子不入庫。在種子貯藏期間,應定期進行種子質量與安全狀況檢測,以便及時發現問題并采取有效措施,避免壞種事故的發生,保證種子貯藏質量。

用途

食用營養

從營養學分類來看,玉米屬于粗糧(全谷物),與精米、白面等細糧相對應。其籽粒中平均含有淀粉72%、脂肪4.9%、蛋白質9.6%、糖分1.58%、纖維素1.92%以及1.56%的礦質元素。新鮮玉蜀黍可直接煮后食用,具有自然的谷物清香且無異味。較老的玉蜀黍粒可磨成粉作為主食。隨著生產生活水平的提升,玉蜀黍作為主食的食用量大幅減少,以其為原料的加工食品逐步發展,主要包括膨化面茶、膨香酥條、膨化粥等膨化食品;此外,谷物、沙拉醬、冰淇淋、糖果等食品也常以其為關鍵成分。以玉蜀黍為原料制成的方便食品同樣受到消費者的青睞,例如玉米片、玉米面條等。此外,甜玉米和筍玉米還可以制作罐頭食用。玉蜀黍加工后得到的玉米油是一種優質植物油,其穩定性能好、色澤透明、氣味芳香、易被人體吸收、非常適合家庭食用。

飼用原料

玉蜀黍全株均可飼用,利用率可達85%以上,是著名的“飼料之王”。100kg玉蜀黍的飼用價值相當于135kg燕麥、130kg大麥、120kg高粱。專用的青飼青貯玉蜀黍,可在不同的生長時期直接采摘其青綠的莖葉和果穗直接飼喂畜禽,或采收乳熟末期果穗和莖葉,粉碎后微貯飼喂家畜。近年來選育的高賴氨酸玉蜀黍和高油玉蜀黍飼用品質大幅提高,更是優質的飼料。

工業原料

玉蜀黍的多個器官均具有一定的經濟價值。其稈可做建材;果序外苞片可作為編織原料,用于籃筐、坐墊、地毯等多種器具的編織;穗軸可用于生產糠醛,還可用于栽培食用菌;籽粒是重要的工業原料,可用于制淀粉、酒精、塑料等產品;須還可用于生產玉米須精粉,以及發酵飲料、果酒等;其胚芽可壓榨精制獲得精油,這種精油呈琥珀色,具有特殊的淡玉蜀黍屬香氣,可以運用在雪茄中,起到豐富煙香、降低刺激、掩蓋雜氣的效果;玉蜀黍麩質中提取出的玉米蛋白,又稱玉米朊,可用作藥片制劑的包衣材料。

玉蜀黍籽粒的深加工主要是生產淀粉,玉蜀黍生產的淀粉除直接應用外,還可以進一步加工成各種變性淀粉,在石油、紡織、食品等行業中均被廣泛利用,例如可以利用其制造高效吸水物質,可以用作種子保水劑,還可以利用玉蜀黍淀粉生產具有光降解性和生物降解性的塑料,具有防止污染、保護環境的作用。

醫學藥用

據中國醫藥典籍《中華本草》記載,玉蜀黍多個器官可作為中藥材入藥。玉蜀黍的根作中藥材時又被稱為抓地虎,味甘,性平,歸心、肺、膀胱經,具有祛止血、利尿通淋的功效,主治小便不利、水腫以及吐血等癥狀;玉蜀黍的葉味微甘,性涼,歸心、腎經,具有利尿通淋的功效,主治砂淋、小便澀痛;玉蜀黍的苞片味甘,性平,具有清熱利尿、和胃的功效,主治尿路結石、水腫、胃痛吐酸;玉蜀黍的種子味甘,性平,歸胃、大腸經,具有利尿消腫、調中開胃的功效,主治食欲不振、小便不利等癥狀。

危害

糙皮病

從十五世紀開始,玉蜀黍作為主食的傳播導致了一種稱為煙酸缺乏癥的毀滅性營養缺乏病。二者之間的聯系最早是由西班牙的卡薩爾于1735年描述的。由于當時人們醫學知識的缺乏,以及早期懷疑糙皮病是由玉蜀黍中的某種假設毒素引起的,或者由于傳染因子或遺傳條件引起的,導致當時的歐洲和美國發生重大的糙皮病流行事件。

糙皮病主要是因為體內缺乏維生素P而引起的疾病,主要表現為腹瀉(腹瀉)、癡呆(dementia)和皮炎(皮炎),在臨床上又稱為“3D癥”,主要流行在以玉蜀黍為主食的地區,常見于農民,特別是嗜酒者及單一食譜者。在中國北方玉蜀黍產量較多,但兼吃其他糧食,所以煙酸缺乏癥很少見。糙皮病初期臨床表現無特異性,容易誤診,臨床中對酗酒者出現皮炎、胃腸道癥狀及神經精神癥狀者應加強對該病的警惕。在維生素P治療糙皮病的同時,還應補充吡哆醇和B2,治療3日后皮膚癥狀可明顯好轉,腹瀉減少,10日后基本痊愈,局部如有皮損,可涂敷鋁氧化鋅糊或氧化鋅乳膏,冷敷。在發病期間宜少接觸陽光,禁止日曬。

副作用

長期大量使用玉蜀黍的干燥花柱和柱頭可增加氯化鈉的排泄,引起高鉀血癥;并可誘發支氣管哮喘等疾病。其次,過敏體質者需忌用,孕婦慎用。

產業發展

國際產業

玉蜀黍具有十分重要的地位,它是全世界的主要糧食作物,也是重要的飼料和食品加工原料,常年種植面積僅次于小麥和水稻。玉蜀黍的種植區域十分廣泛,遍及全球五大洲,其中種植面積最廣的是亞洲。2019年世界玉蜀黍產量排名前十的國家分別是美國(294.2t)、中國(168.4t)、巴西(54.1 t)、 阿根廷(23.3 t)、墨西哥(21.6 t)、印度(17.6 t)、印度尼西亞(15.4 t)、法國(14.6t)、烏克蘭(13.4t)、南非(10.5t)。截至2021年,世界玉蜀黍進口主要集中在日本、墨西哥、韓國、埃及等國,出口主要是美國、巴西、阿根廷、烏克蘭等國。中國的玉蜀黍貿易伙伴國較少,以美國和烏克蘭為主。據2023年7月的數據,玉蜀黍的貿易量在為179.3百萬噸,其利用率在增長,主要是因為玉蜀黍作為飼料的使用量增加,特別是中國、巴西以及美國。

玉蜀黍產業企業主要包括玉蜀黍種子企業以及玉蜀黍加工企業,其中玉蜀黍種子企業有拜耳(孟山都)(德國)、先正達(中國化工)(中國)、利馬格蘭(法 國)、KWS(德國)、隆平高科(中國)等;玉蜀黍深加工企業主要分布在美國與中國,全球最大的玉蜀黍深加工企業在美國,其加工產品遍布全球。

中國產業

玉蜀黍是中國三大主糧之一,是重要的糧、經、飼兼用作物。中國玉蜀黍深加工行業雖起步晚,但發展迅速,形成了涵蓋玉蜀黍種植生產、玉蜀黍加工、玉蜀黍及其加工產品流通、 玉蜀黍及其加工產品消費幾大環節的完整產業鏈,并且中國已經形成巨大的玉蜀黍深加工產能,成為拉動玉蜀黍消費的重要動力。此外,中國也是世界最主要的玉蜀黍生產國和消費國之一, 由于生豬產能加速恢復,對飼用玉蜀黍需求增長,加之玉蜀黍深加工產能的擴張,導致中國玉蜀黍消費量快速增長同時進口量增加。

玉蜀黍生產和消費在糧食市場中均占據較高比重,在保障糧食安全方面具有重要戰略地位。2021年黨中央一號文件提出,要提升糧食安全和重要農產品供給保障能力,突出了黨中央對于國家糧食安全問題的高度重視,糧食問題關乎國計民生。加入世界貿易組織以來,中國玉蜀黍貿易發展迅速,國外玉蜀黍市場關聯度日益增強對國內玉蜀黍市場供求也產生了一定影響。以玉蜀黍貿易促進糧食安全,發展玉蜀黍深加工產業,在主要玉蜀黍生產國投資建立深加工企業,將一部分產能轉移到玉蜀黍生產國,由進口玉蜀黍改變為進口玉蜀黍深加工產品,降低國內對于玉米的進口需求。

發展前景

玉蜀黍作為世界上重要的糧食、飼料和工業原料作物,單位面積產量居第一位。進一步發展玉蜀黍生產,應該做到穩定種植面積、鞏固并建立高產農田、依靠科技進步、挖掘增產潛力、提高單位面積種植數量并且增加總產保障供給。

延伸文化

在玉蜀黍的發源地美洲大陸存在著深厚的玉蜀黍文化。

美洲的美洲原住民將玉蜀黍稱為“我們的母親”及“我們的生命”;墨西哥人自古就有玉蜀黍崇拜的現象;作為玉蜀黍生產大國的美國的重要節日感恩節的誕生就與玉蜀黍有關,最早移民至美國的歐洲人因為接受了當地人饋贈的玉蜀黍而存活下來并由此誕生了感恩節。

在中國文化作品中,玉蜀黍可以用于指代農村風光,例如中國作家老舍的小說中有描寫到“階上堆著不少長著粉色的“小玉米”。此外,玉蜀黍在20世紀50年代的中原地區宣傳畫中預示著豐收,例如“大麥穗大玉米,運到北京去見毛主席”中就借玉蜀黍表現了豐收的場景。

相關研究

元素富集研究

玉蜀黍的不同品種對鎘的吸收與富集能力具有一定的差異性,研究者進行了不同品種玉蜀黍的比較,篩選出了鎘較低累積的玉蜀黍品種,可用于在鎘污染土地上推廣種植,以達到安全生產的目的。此外,微量元素攝入不足已經成為影響人體健康的普遍問題,研究者通過篩選富含微量營養元素的玉蜀黍品種來進行推廣,來改善人體缺少微量元素的問題,促進人體對微量營養元素的吸收。

育種研究

玉蜀黍是中國第一大作物,其種業健康發展對于保障國家糧食安全和農產品有效供給具有重要意義。在玉蜀黍的現代育種核心技術創新與應用方面,單倍體、基因編輯、轉基因、全基因組選擇等關鍵育種瓶頸已經被研究者們突破。其中,單倍體技術已先后突破了高效誘導、精準鑒別與高效加倍三大關鍵技術環節;以SNP差異為基礎的第三代分子標記SNP育種芯片等技術大幅提升了基因型分型效率;分子標記選擇及改良技術在玉蜀黍育種中也有應用;基因組編輯技術構建的含有玉蜀黍減數分裂特異基因啟動子的新基因編輯載體系統,能夠定點突變創制高效孤雌生殖單倍體誘導系,并創制出以甜糯復合型鮮食玉米為代表的系列新種質,應用于玉蜀黍的育種研究。

基因組研究

關于玉蜀黍基因組的研究主要包括四點,一是對玉蜀黍的基因組測序研究,由于玉蜀黍基因組具有極大的多樣性,對其的測序研究有利于研究其農藝性狀的變異;二是綜合新的基因編輯技術,例如QTL-seq、QTE-seq等技術,快速定位和驗證候選基因,為玉蜀黍育種工作中的等位基因篩選提供新的思路;三是在來自于類蜀黍(Euchlaena mexicana Schrad.)(又稱玉蜀黍屬)和栽培玉米的雜交群體中發現了重要的數量性狀基因座,例如tb1,UPA1以及UPA2,這對于玉蜀黍的馴化歷史以及未來改良方向研究可以提供一定程度的幫助;四是利用基因工程改良玉蜀黍的性狀,例如研究者們發現了“玉米祖先”類蜀黍中的優良基因THp9-T并將其導入了現代玉蜀黍自交系和雜交系中,提高了玉蜀黍植株中的蛋白質積累,并提高了種子蛋白含量。

在轉基因食品安全問題上,歐盟支持了400多個獨立研究小組對超過50個轉基因安全項目進行風險評估,全球至少包括中國在內的59個批準進口轉基因的國家也通過科學規范的安全試驗證明:食用含有轉基因作物成分的食品,與食用含有常規育種技術培育的作物成分的食品相比,并不具有更大的風險。截至2018年,轉基因作物種植面積最大的是美國、阿根廷、加拿大、巴西、印度這五個國家,占全世界轉基因作物總面積的91%,全球共有14個國家種植了轉基因玉蜀黍,種植面積正呈逐年增長的態勢。截至2019年,共有71個國家或地區應用了轉基因作物,其中29個國家或地區種植,另外42個國家或地區進口。轉基因玉蜀黍的商業化創造了巨大的經濟效益,截至2015年,全球種植轉基因玉蜀黍累計創造了1678億美元的經濟效益。歐盟在2023年宣布批準3種轉基因玉蜀黍上市,產品可用作食品或飼料,但不得在歐盟范圍內種植。資料顯示,歐盟已批準數十種轉基因食品和飼料上市,包括玉蜀黍、大豆、棉花等等,同時歐盟一直對轉基因產品持相對保守態度,企業進入歐盟轉基因市場的成本較高。

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