不同玉米品種的耐旱性鑒定與評(píng)價(jià)

費(fèi)永紅

摘要：采用玉米（Zea mays L.）開(kāi)花期干旱脅迫法，以經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為主要性狀，結(jié)合株高、穗位高、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、雌雄穗開(kāi)花隔離時(shí)間（ASI值）等形態(tài)生育性狀，用種質(zhì)耐旱性指數(shù)（DTIg）作為玉米種質(zhì)資源耐旱性鑒定與評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，對(duì)12份玉米的耐旱性進(jìn)行了鑒定與評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，正大619的耐旱性極強(qiáng)，抗旱等級(jí)為1級(jí)；南校969、桂單1125、亞航689及桂單0810的耐旱性強(qiáng)，抗旱等級(jí)為3級(jí)；桂單688及綠星699的耐旱性中等，抗旱等級(jí)為5級(jí)，迪卡008、桂單1001、兆豐788、桂單160及兆豐688的耐旱性弱，抗旱等級(jí)為7級(jí)。

關(guān)鍵詞：玉米（Zea mays L.）；產(chǎn)量；種質(zhì)耐旱性指數(shù)

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）22-4238-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.007

Abstract： The experiment was conducted under the normal irrigation treatment and drought pressure treatment at anthesis stage. Identification and selection of drought resistance of the maize（Zea mays L）. inbred lines were based on grain yield，plant height，ear length，kernel per ear，bare tip length，rows per ear，and anthesis-silking interval（ASI）. 12 maize varieties were estimated depending on drought resistant index（DTIg）. The result showed that the drought tolerance of Zhengda 619 was very strong with a drought resistance level of grade 1. The drought tolerance of Nanxiao 969，Guidan 1125，Yahang 689 and Guidan 0810 were strong with a drought resistance level of grade 3. The drought tolerance of Guidan 688 and Lvxing 699 were medium with a drought resistance level of grade 5. The drought tolerance of Dika 008，Guidan 1001，Zaofeng 788，Guidan 160 and Zaofeng 688 were weak with a drought resistance level of grade 7.

Key words： maize（Zea mays L.）； yield； drought resistant index

廣西地處華南西部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年降雨量豐富，但由于受冬、夏季風(fēng)的交替影響，降水時(shí)空分布不均勻，旱澇災(zāi)害頻繁發(fā)生[1-5]。干旱是制約廣西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最主要的災(zāi)害之一。玉米（Zea mays L.）是廣西僅次于水稻的第二大糧食作物。廣西玉米產(chǎn)區(qū)主要分布在桂中、桂西地區(qū)，而桂西、桂西北的玉米主產(chǎn)區(qū)多為貧困山區(qū)，該地區(qū)土壤瘠薄，降雨量少，春季和秋季時(shí)常發(fā)生干旱。春旱影響春玉米播種和出苗，造成季節(jié)推遲和影響全苗齊苗，秋旱影響秋玉米授粉灌漿[6]。干旱直接威脅玉米增產(chǎn)增收，是制約廣西玉米生產(chǎn)的第一限制因素。一旦遭遇到干旱，耐旱玉米品種是首選。篩選出具有耐旱能力強(qiáng)的玉米種質(zhì)、培育及推廣耐旱玉米新品種已成為廣西玉米產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向。

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在鑒定玉米品種抗旱性方面進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)干旱脅迫對(duì)玉米自交系農(nóng)藝性狀影響較大，玉米雌雄穗開(kāi)花隔離時(shí)間（ASI）、耐旱性指數(shù)（DTIg）可以作為玉米雜交種和玉米耐旱性評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，經(jīng)過(guò)一系列的研究，也篩選出不少的抗旱種質(zhì)材料[7-11]。

因受試驗(yàn)條件和設(shè)施限制，廣西有關(guān)玉米耐旱性鑒定的研究相對(duì)滯后，對(duì)耐旱性方面的研究主要是鑒定優(yōu)異的自交系[12]，而生產(chǎn)上已經(jīng)推廣應(yīng)用的玉米品種的抗旱性研究鮮見(jiàn)報(bào)道。不同品種可能具有不同的耐旱機(jī)制，試驗(yàn)以目前生產(chǎn)上推廣應(yīng)用或已進(jìn)入?yún)^(qū)域試驗(yàn)的玉米品種為材料，在干旱脅迫和正常灌溉處理?xiàng)l件下，以玉米的種質(zhì)耐旱性指數(shù)為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合其他形態(tài)生育性狀表現(xiàn)對(duì)不同玉米品種進(jìn)行鑒定與評(píng)價(jià)，以期發(fā)掘出耐旱性的玉米材料，為玉米耐旱育種及耐旱品種的推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料共12份，分別為迪卡008、正大619、南校969、桂單1001、桂單1125、兆豐788、桂單160、亞航689、兆豐688、桂單688、桂單0810及綠星699。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在百色市玉米研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行，海拔500 m，地勢(shì)平坦，褐色黏紅壤，肥力中等、比較均勻，具備排灌條件，前作為玉米。2013年3月15日播種。試驗(yàn)設(shè)干旱脅迫和正常灌水2種（區(qū)）處理。干旱脅迫區(qū)為雨養(yǎng)+底水，玉米播種時(shí)淋水或灌水，出苗至收獲不灌水；灌水區(qū)為雨養(yǎng)+4水（底水及拔節(jié)期、大喇叭期、乳熟期灌水），如遇到下雨則停止灌水。其他田間管理按一般大田管理。灌水措施利用滴灌控制較好，水旱區(qū)之間設(shè)4行玉米隔離區(qū)。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4行區(qū)，設(shè)3次重復(fù)，種植密度為3 600株/667 m2。endprint

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

①田間調(diào)查：準(zhǔn)確記載每個(gè)小區(qū)品種的出苗期、抽雄期、散粉期、吐絲期、生育期，收獲前選取連續(xù)10個(gè)單株，調(diào)查株高及穗位高。②室內(nèi)考種：隨機(jī)選取10個(gè)果穗，調(diào)查記錄穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖、出子率及千粒重；③產(chǎn)量折算成水分含量為14%的產(chǎn)量。根據(jù)產(chǎn)量結(jié)果計(jì)算種質(zhì)耐旱性指數(shù)（DTIg）[13，14]，評(píng)價(jià)各品種的耐旱性。

ASI=SD-AD（1）

式中，SD為播種至50%植株吐絲的時(shí)間，AD為播種至50%雄穗花藥伸出的時(shí)間。

DTIg=Yd/Ym×Ymw/Ymd（2）

式中，DTIg為耐旱性指數(shù)；Yd：待測(cè)材料干旱脅迫區(qū)子粒產(chǎn)量；Ym：待測(cè)材料正常灌水區(qū)子粒產(chǎn)量；Ymw：所有材料正常灌水區(qū)平均子粒產(chǎn)量；Ymd：所有材料干旱脅迫區(qū)平均子粒產(chǎn)量。

玉米種質(zhì)資源的耐旱性根據(jù)耐旱指數(shù)分為5級(jí)，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為1級(jí)：耐旱性極強(qiáng)，耐旱指數(shù)≥1.16；3級(jí)：耐旱性強(qiáng)，耐旱指數(shù)1.06～1.15；5級(jí)：耐旱性中，耐旱指數(shù)0.96～1.05；7級(jí)：耐旱性弱，耐旱指數(shù)0.80～0.95；9級(jí)：耐旱性極弱，耐旱指數(shù)≤0.80。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel和DPS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫下不同玉米品種的生育期表現(xiàn)

由于在脅迫強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間差異條件下，不同生育期的玉米品種對(duì)水分生理代謝反應(yīng)可能不同，在總體控制干旱脅迫的時(shí)機(jī)及脅迫程度上有一定差異[15]。因此，選用的試驗(yàn)材料最好能分早熟、中熟、晚熟3組試驗(yàn)。本研究中選用的玉米品種屬于中晚熟品種。經(jīng)田間試驗(yàn)觀察，正常灌水區(qū)及干旱脅迫區(qū)的各品種的全生育期幅度均為117～122 d。各品種正常灌水區(qū)與干旱脅迫區(qū)的出苗期基本一致，品種之間有差異，相差1～3 d，正大619出苗最早，兆豐688及桂單0810最晚；干旱脅迫下的抽雄期表現(xiàn)：除亞航689提前1 d、兆豐688提前2 d外，其他品種推遲0～3 d；吐絲期表現(xiàn)：除亞航689提前1 d、綠星699提前4 d外，其他品種推遲0～5 d；成熟期表現(xiàn)：除亞航689提前1 d外，其他品種推遲0～4 d，正大619推遲最多。

2.2 干旱脅迫下不同玉米品種的主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

由表1、表2可知，干旱脅迫條件下玉米生長(zhǎng)發(fā)育均受到一定程度的抑制，不同品種的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)有所不同。植株性狀方面，株高、穗位高在干旱脅迫下均有所降低，干旱脅迫區(qū)平均株高比正常灌水區(qū)降低6.13%，平均穗位高降低14.35%，桂單0810、綠星699、兆豐688及桂單160的株高降低幅度較小，桂單1001、桂單160及桂單0810的穗位高降低幅度較小。從整體上來(lái)看，篩選出株高及穗位高均受干旱影響較小的品種2個(gè)：桂單0810及桂單160；穗部性狀方面，干旱脅迫區(qū)的平均穗長(zhǎng)比正常灌水區(qū)減少2.27%，平均穗粗減少2.13%，平均禿尖增加0.2 cm，平均穗行數(shù)增加1.07%，平均行粒數(shù)減少2.14%，平均穗粒數(shù)減少0.91%，平均千粒重減少1.94%，平均出子率增加0.15%。篩選出穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、穗行粒數(shù)及禿尖受干旱影響較小的品種共3個(gè)：南校969、桂單1125及桂單0810，千粒重及出子率受干旱影響較小的品種4個(gè)：正大619、桂單1125、亞航689及桂單688。

2.3 干旱脅迫下不同玉米品種的產(chǎn)量表現(xiàn)

表3結(jié)果表明，供試的12個(gè)玉米品種正常灌水區(qū)下總平均產(chǎn)量達(dá)到了580.44 kg/667 m2，比干旱脅迫區(qū)的總平均產(chǎn)量增產(chǎn)14.26 kg/667 m2。通過(guò)方差分析比較可以看出，干旱脅迫對(duì)玉米產(chǎn)量的影響相對(duì)比較大，不同玉米品種對(duì)干旱脅迫的敏感程度不同。在干旱脅迫處理下比灌水處理減產(chǎn)的品種共有7個(gè)：迪卡008、南校969、桂單1001、兆豐788、桂單160、兆豐688及綠星699，減產(chǎn)2.09%～11.23%，其中以兆豐788及迪卡008減產(chǎn)較大，且干旱區(qū)產(chǎn)量與正常灌水區(qū)產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平，其他品種的干旱區(qū)產(chǎn)量與正常灌水區(qū)的產(chǎn)量差異不顯著；在干旱脅迫處理下比灌水處理增產(chǎn)的品種共有5個(gè)：正大619、桂單1125、亞航689、桂單688及桂單0810，增產(chǎn)0.50%～15.69%，其中以正大619增產(chǎn)最明顯，且其干旱區(qū)產(chǎn)量與正常灌水區(qū)的產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平，其他品種的干旱區(qū)產(chǎn)量與正常灌水區(qū)的產(chǎn)量差異不顯著。

2.4 耐旱性鑒定結(jié)果

從表4可知，試驗(yàn)區(qū)各玉米品的ASI均處于2～7 d間，干旱脅迫下不同玉米品種的ASI差異較大，干旱脅迫區(qū)的ASI值平均值為3.4 d，正常灌水區(qū)的ASI值平均值為5.0 d，干旱脅迫區(qū)ASI值比正常灌水區(qū)延遲范圍為0～5 d。在干旱脅迫條件下花期協(xié)調(diào)受干旱脅迫影響相對(duì)較小的品種為南校969、桂單1125及桂單0810，影響相對(duì)較大的品種有兆豐688及綠星699。運(yùn)用耐旱性指數(shù)（DTIg）對(duì)12個(gè)品種進(jìn)行耐旱性評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，正大619的耐旱性極強(qiáng)，抗旱等級(jí)為1級(jí)；南校969、桂單1125、亞航689及桂單0810的耐旱性強(qiáng)，抗旱等級(jí)為3級(jí)；桂單688及綠星699的耐旱性中，抗旱等級(jí)為5級(jí)，迪卡008、桂單1001、兆豐788、桂單160及兆豐688的耐旱性弱，抗旱等級(jí)為7級(jí)。

3 小結(jié)與討論

本研究借鑒前人篩選耐旱材料的方法，在田間自然少雨條件下，于拔節(jié)期、大喇叭期、乳熟期進(jìn)行水分管理，研究玉米在抽雄前后受到干旱脅迫下的植株性狀和產(chǎn)量性狀。玉米的耐旱性最終在產(chǎn)量上體現(xiàn)，但影響產(chǎn)量的性狀很多，彼此間相互聯(lián)系也相互制約。研究結(jié)果表明，干旱影響玉米的植株生長(zhǎng)和果穗發(fā)育，導(dǎo)致玉米品種散粉至吐絲期間（ASI）增加，株高和穗位高降低，果穗變小，禿尖增長(zhǎng)。粒數(shù)減小，千粒重減少，最終造成產(chǎn)量下降，這與邵紅雨等[16]的研究結(jié)果一致。endprint

本試驗(yàn)中，在干旱脅迫條件下，供試品種的抽雄期推遲范圍為0～3 d，吐絲期推遲范圍為0～5 d，這與Bolanos等[17]的研究結(jié)果相呼應(yīng)，干旱對(duì)抽雄時(shí)間影響較小，對(duì)抽絲時(shí)間影響較大。桂單0810及桂單1125抽絲延遲不明顯，ASI值變化幅度小，相對(duì)比較耐旱，兆豐688及綠星699 ASI值變化幅度大，耐旱性弱。

玉米耐旱育種目的在于改變基因型對(duì)干旱環(huán)境的反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)耐旱性和豐產(chǎn)性相結(jié)合。廣西玉米種植面積大部分在大石山區(qū)周邊的深山旱地、丘陵地區(qū)的坡地和一些旱地，土壤貧瘠，春播多風(fēng)災(zāi)澇災(zāi)，秋播玉米穗期和花粒期往往旱災(zāi)頻繁，因此，提高抗逆性仍然是當(dāng)前且今后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)廣西玉米的育種主攻方向，玉米品種必須抗病蟲(chóng)、耐瘠耐旱才能受到生產(chǎn)者的歡迎。本試驗(yàn)從12個(gè)玉米品種中篩選出1個(gè)耐旱性極強(qiáng)的品種，4個(gè)耐旱性強(qiáng)的品種，2個(gè)耐旱性中的品種，5個(gè)耐旱性弱的品種。耐旱性較強(qiáng)的正大619及桂單0810也是近年來(lái)廣西生產(chǎn)上的主推品種，具有耐貧、耐脊、穩(wěn)產(chǎn)等特點(diǎn)，其中桂單0810在2014-2015年期間年最高推廣面積占廣西播種面積的17%。本試驗(yàn)結(jié)果表明，正大619及桂單0810是值得在干旱山區(qū)推廣種植的優(yōu)良品種。

致謝：特別感謝百色市玉米研究所的黃俊農(nóng)藝師等人為本研究提供試驗(yàn)場(chǎng)地并完成相關(guān)數(shù)據(jù)的收集工作；感謝廣西玉米創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)百色綜合試驗(yàn)站站長(zhǎng)韋德斌農(nóng)藝師等人的悉心指導(dǎo)。

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