不同生育期干旱脅迫對玉米籽粒產(chǎn)量及其果穗性狀的影響

潘周云，趙艷花，陳 瑾，潘中濤，唐 谷，* ，彭忠華

(1.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽 560025;2.安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，貴州 普定 562109)

玉米是需水量較大的旱地作物，也是對干旱脅迫較為敏感的作物，貴州玉米主要種植于耕作層較淺薄的坡地、半坡地及無灌溉條件的山區(qū)，貴州喀斯特山地獨特的漏斗構(gòu)造，致使大量的降水下滲，容易導(dǎo)致干旱的發(fā)生［1］。近年來，由于氣候的變暖，貴州玉米生育期內(nèi)春旱、夏旱頻發(fā)，干旱成為制約玉米生產(chǎn)發(fā)展的主要限制因素，每年因干旱造成全省玉米生產(chǎn)直接經(jīng)濟損失約2～3億元，重災(zāi)年份約5～6億元［2］。培育和種植抗旱玉米品種，全面提升玉米生產(chǎn)的綜合抗旱能力，是保證玉米持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要舉措。因此，對主推玉米品種進行抗旱性研究，探明干旱對玉米籽粒產(chǎn)量及其果穗性狀的影響，對指導(dǎo)玉米育種及栽培具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料及方法

選用安單2號、安單3號兩個玉米雜交種作為研究對象。單株室外盆栽，干旱脅迫設(shè)B1處理(對照)、B2處理(喇叭口期干旱脅迫)、B3處理(抽雄－吐絲干旱脅迫)和B4處理(喇叭口期及抽雄－吐絲期兩時期均干旱脅迫)4個水平，共8個處理。其中，B1處理全生育期內(nèi)除自然降水外，定期定量澆水，田間持水量為65% ～75%;B2處理、B3處理、B4處理為中度干旱脅迫，田間持水量為45% ～55%，即植株上部葉片在晴天中午呈萎蔫狀態(tài)，傍晚基本恢復(fù)正常，持續(xù)干旱7 d。每處理種植10盆，3次重復(fù)，共計240盆，遇陰雨天及夜晚將其移至防雨棚內(nèi)。

1.2 試驗經(jīng)過

試驗于2011年在貴州省安順市農(nóng)科院內(nèi)進行，5月19日播種，在三葉期選擇秧苗素質(zhì)均勻的幼苗，將其移至盆內(nèi)，盆直徑35 cm，高32 cm，每盆裝土25 kg，有機肥500 g，復(fù)合肥20 g。6月19日追肥，7月19至8月8日對不同處理進行干旱脅迫，10月15日收獲考察農(nóng)藝性狀。

1.3 籽粒產(chǎn)量及果穗性狀的測定

在成熟期每處理取10株，測定穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖、百粒重、單株籽粒產(chǎn)量等經(jīng)濟性狀，數(shù)據(jù)用SPSS20軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱對玉米籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表1可見，不同生育期干旱均導(dǎo)致玉米籽粒產(chǎn)量顯著下降，B4處理下減產(chǎn)最嚴(yán)重，其次為B3，最后為B2處理，說明抽雄吐絲期干旱對籽粒產(chǎn)量的影響大于喇叭口期，而持續(xù)的干旱將導(dǎo)致減產(chǎn)的進一步加劇。三個干旱處理下，安單2號、安單3號籽粒產(chǎn)量分別比對照降低23.87%～49.29%和37.80% ～54.77%，安單2號籽粒產(chǎn)量降低幅度均小于安單3號，表明安單3號雖具有一定耐旱能力，但其抗旱能力小于安單2號。

通徑分析表明(表2)，在不同時期干旱處理下，穗粒數(shù)對籽粒產(chǎn)量的通徑系數(shù)(P1→y)均大于百粒重對籽粒產(chǎn)量的通徑系數(shù)(P2→y)，且通徑系數(shù)B4處理＞B3處理＞ B2處理，說明穗粒數(shù)對籽粒產(chǎn)量有較大的貢獻率，其受干旱程度對產(chǎn)量影響最大。穗粒數(shù)和百粒重互作，在正常對照(B1)下，二者均直接或間接影響籽粒產(chǎn)量，在干旱條件(B2～B4)下，百粒重通過穗粒數(shù)的作用(P2→1→y)對籽粒產(chǎn)量影響較大。

表1 干旱對玉米籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量因素的影響Tab.1 Effect of d rought stress on m aize kernel yield and yield factor

表2 穗粒數(shù)和百粒重對籽粒產(chǎn)量的通徑系數(shù)Tab.2 Path coefficient of kernel number per ear and hundred－grain weight on grain yield

2.2 不同生育期干旱對果穗性狀的影響

由表3可見，干旱條件下穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)均不同程度降低，安單2號分別下降5.71% ～14.43%、12.63% ～15.63%、14.86% ～27.03%、8.05% ～23.37%;安單3號分別降低7.69% ～15.67%、4.72% ～13.96%、8.97% ～17.95%、25.86% ～38.22%;B2處理，安單2號穗長、行粒數(shù)的降幅小于安單3號，而穗粗和穗行數(shù)影響大于安單3號;B3處理，安單2號除行粒數(shù)降幅較小外，其他性狀均大于安單3號，可見不同性狀之間因品種差異，抗旱性也存在較大的差異，某些性狀在一定生育階段受干旱脅迫影響較小，如安單3號在B3處理穗長、穗粗的降低小于B2處理。

由表4通徑分析可見，直接通徑系數(shù)反應(yīng)了不同果穗性狀對籽粒產(chǎn)量影響的大小，依次為行粒數(shù)＞穗行數(shù)＞穗長＞穗粗。間接通徑系數(shù)之間，穗行數(shù)、穗長及穗粗均通過行粒數(shù)間接影響籽粒產(chǎn)量。

表3 不同生育期干旱對果穗性狀的影響Tab.3 Effect of drought stress in different grow th stages on ear traits

表4 果穗性狀對籽粒產(chǎn)量的通徑分析Tab.4 Path analysis over the effect of ear traits on grain yield

3 結(jié)論與討論

玉米產(chǎn)量形成是內(nèi)部生長發(fā)育和外部環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。大量研究表明，干旱均導(dǎo)致玉米籽粒產(chǎn)量下降，但不同生育期干旱其減產(chǎn)程度及其原因也不盡相同［3－6］，張淑杰等［7］研究表明不同生育時期干旱脅迫的減產(chǎn)幅度抽雄吐絲期大于拔節(jié)期和苗期干旱，穗粒數(shù)的減少是玉米抽雄吐絲期水分脅迫下產(chǎn)量降低的主要原因。路貴和等［8］對84份骨干自交系進行干旱脅迫表明，產(chǎn)量構(gòu)成因素抗旱性存在較大的差異，有些材料表現(xiàn)生育中、后期均抗旱，有些只有在某個生育時期表現(xiàn)較強的抗旱性，同時產(chǎn)量構(gòu)成因素的抗旱指數(shù)也存在較大的差異，有些材料穗粒數(shù)、百粒重抗旱指數(shù)均較高，有些材料穗粒數(shù)較高，還有些百粒重抗旱指數(shù)較高。

本試驗中，抽雄－吐絲期干旱對籽粒產(chǎn)量的影響大于喇叭口期，而持續(xù)干旱將導(dǎo)致減產(chǎn)的進一步增加，不同品種之間，安單2號的抗旱能力顯著大于安單3號。對產(chǎn)量構(gòu)成因素通徑表明，穗粒數(shù)的減少是減產(chǎn)的主要原因，而干旱對果穗性狀如行粒數(shù)、穗行數(shù)、穗長等影響，又間接地影響產(chǎn)量的形成，雖然某些性狀在一定時期表現(xiàn)出較強的抗旱性，但這種抗旱性無法彌補因干旱對籽粒產(chǎn)量造成的巨大虧損而導(dǎo)致減產(chǎn)。因此，貴州山區(qū)玉米品種選育時，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)卮汉?、夏旱頻繁的實際情況，通過回交、群體改良等手段導(dǎo)入外源自交系優(yōu)良抗旱基因，選育抗旱性好的品種;在生產(chǎn)實際中，要加強田間管理，適時培土保墑，降低因干旱帶來生產(chǎn)風(fēng)險。

［1］張 帥，谷曉平，于 飛.喀斯特山區(qū)干旱對玉米影響評估［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，21，22－24.

［2］吳子愷.玉米抗旱育種［J］.玉米科學(xué)，1994，2(1):6－9.

［3］關(guān)義新，戴俊英，徐世昌，等.玉米花期干旱及復(fù)水對植株補償生長及產(chǎn)量的影響［J］.作物學(xué)報，1997.23(6):740－745.

［4］齊 偉，王空軍，張吉旺，等.干旱對不同耐旱性玉米品種干物質(zhì)及氮素積累分配的影響［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，7:35－38.

［5］陳 軍.戴俊英.水分脅迫下葉片光合作用、脂質(zhì)過氧化作用及超徽結(jié)構(gòu)變化的關(guān)系［J］.玉米科學(xué)，1994.2(4):36－40.

［6］趙天宏，沈秀瑛，楊德光.抽雄期水分脅迫對玉米籽粒產(chǎn)量及其果穗性狀的影響［J］.遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，(6):5－7.

［7］張淑杰，張玉書，紀(jì)瑞鵬，等.水分脅迫對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響研究［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27(12):68－72.

［8］路貴和，戴景瑞，張書奎，等.不同干旱脅迫條件下我國玉米骨干自交系的抗旱性比較研究［J］.作物學(xué)報，2005，31(10):1284－1288.