圣多美和普林西比引種雜交玉米初探

謝會(huì)東

（綿陽市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 四川綿陽 621000）

圣多美和普林西比民主共和國地處非洲西側(cè)大西洋幾內(nèi)亞灣赤道，由圣多美、普林西比兩個(gè)主島和多個(gè)小島組成。全國人口21.9 萬人，農(nóng)業(yè)人口占全部人口的一半以上， 是聯(lián)合國公布的世界最不發(fā)達(dá)國家之一[1]。 國土面積 1 001 km2，耕地 3.8 萬 hm2，以山地為主[2]。 全年氣溫 23～30℃，晝夜溫差小，晝長冬至日與夏至日均約12 h，屬于短日照區(qū)。 每年7～9 月為旱季，10 月至次年6 月為雨季，不同區(qū)域年降雨量在1 500～2 500 mm 之間[3-4]。 圣多美島北部和南部低海拔地區(qū)是玉米主產(chǎn)區(qū)。 全國約750 個(gè)農(nóng)戶種植玉米， 總面積約 400 hm2， 2020 年玉米產(chǎn)量 681 t。 全國每年消耗玉米約3 000 t（其中約2 500 t 用于畜禽飼料），本地產(chǎn)玉米僅能滿足當(dāng)?shù)匦枨蟮?0%，其余80%靠進(jìn)口[5-6]。玉米種植品種單一，無雜交種，現(xiàn)有品種是2009 年從喀麥隆引進(jìn)的‘ACR91’黃粒常規(guī)種。由于耕作粗放， 施肥不足， 玉米單產(chǎn)較低， 僅900～1 700 kg/hm2，當(dāng)?shù)仄贩N植株穗位太高，整齊度差，成熟后需砍倒后才能摘取果穗，人工收獲不方便。 引進(jìn)和推廣雜交玉米新品種及相應(yīng)栽培技術(shù)， 提高玉米單產(chǎn)和總產(chǎn)，對(duì)深化雙邊農(nóng)業(yè)技術(shù)合作，促進(jìn)圣多美和普林西比糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展， 保證該國家的糧食和營養(yǎng)安全意義重大。 為此特在圣多美島北部água Grande 縣Praia de Lagarto 地區(qū)中國農(nóng)業(yè)專家組駐地開展雜交玉米引進(jìn)品種田間試驗(yàn)， 通過對(duì)各品種的產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行對(duì)比分析， 篩選出適合在圣多美和普林西比種植的高產(chǎn)雜交玉米品種，為當(dāng)?shù)赜衩灼贩N更新?lián)Q代提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的玉米品種共有5 個(gè)，‘德育977’ 雜交種，半緊湊型，種子產(chǎn)地在甘肅，由甘肅祁連山種業(yè)公司經(jīng)銷；‘奧玉28’雜交種，半緊湊型，種子產(chǎn)地在甘肅，由四川金牌農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司經(jīng)銷；‘鄭單958’雜交種[7]，緊湊型，種子產(chǎn)地在甘肅，由河南秋樂種業(yè)科技股份有限公司經(jīng)銷。 上述3 個(gè)品種供試種子均購自綿陽市游仙區(qū)六里糧油種子批發(fā)市場[8]。 ‘寶單8’雜交青貯飼料玉米品種[9-10]，由陜西九豐農(nóng)業(yè)科技有限公司選育，種子產(chǎn)地在陜西，于2019 年引入圣多美和普林西比試種[11]。 對(duì)照‘ACR91’為常規(guī)種，為圣多美和普林西比玉米的唯一當(dāng)家品種，于2009 年從喀麥隆引進(jìn)，所用種子脫粒自單一果穗，由圣多美和普林西比農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究中心（CIAT）提供。

試驗(yàn)所施復(fù)合肥（N、P、K、S 比例為 15∶15∶15∶5）、尿素（含氮量46%），產(chǎn)地均在葡萄牙，從當(dāng)?shù)剞r(nóng)資商店購買。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在圣多美和普林西比água Grande 縣中國農(nóng)技組駐地（北緯 0°22′04″、東經(jīng) 6°42′42″），位于赤道線以北45 km， 海拔2.5 m，土質(zhì)為黏壤，熱帶鐵硅鋁土（Solos Fersialíticos Tropicais），土壤肥力中下，前茬為玉米。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5 個(gè)處理， 即每個(gè)參試品種為1 個(gè)處理，以當(dāng)?shù)仄贩N‘ACR-91’作為對(duì)照。 采用隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)[12]。 小區(qū)長 5.0 m、寬 3.0 m，面積 15.0 m2，每個(gè)小區(qū)種植4 行，行距75 cm，株距25 cm。 四周設(shè)保護(hù)行。

1.4 播種及田間管理

2021 年 4 月 21 日播種，每窩播 2 粒種子，播前人工挖地、 除草， 施入復(fù)合肥 （N、P、K、S 的比例為15∶15∶15∶5）225 kg/hm2。 播種深度 3～4 cm。 于 5 月 5 日，即播后第15 d 進(jìn)行人工除草、間苗定苗，對(duì)空窩進(jìn)行帶土移苗補(bǔ)栽， 確保每窩留苗1 株， 每個(gè)小區(qū)留苗80 株，密度 53 333 株/hm2。 于 5 月 30 日即播后 40 d結(jié)合中耕除草、 陪土， 追施尿素 225 kg/hm2。 2021 年7 月23 日至8 月8 日分品種和小區(qū)陸續(xù)收獲。 種子經(jīng)種衣劑處理，播后未施用農(nóng)藥。

1.5 考查指標(biāo)及方法[13-14]

1.5.1 出苗率 播種后第7 天調(diào)查出苗率，調(diào)查3 次重復(fù)取平均值。

1.5.2 平均株高與株高極差 乳熟期每個(gè)小區(qū)連續(xù)取生育正常的植株10 株，測(cè)量從地表至雄穗頂端的高度，同一品種3 次重復(fù)。 所測(cè)30 株株高的平均值即為該品種株高，所測(cè)30 株中最大株高減去最小株高即為該品種株高極差。

1.5.3 穗位高與穗位高極差 測(cè)量植株高度的同時(shí)測(cè)量從地表到著生第一果穗莖節(jié)的高度即為植株穗位高，同一品種3 次重復(fù)。 所測(cè)30 株穗位高的平均值即為該品種穗位高度，所測(cè)30 株中最大穗位高減去最小穗位高即為穗位高度極差。

1.5.4 抽雄期 從播種至一半雄穗主軸從頂端露出的時(shí)間天數(shù)，調(diào)查3 次重復(fù)取平均值。

1.5.5 吐絲期 從播種至一半雌穗花絲從苞葉伸出的時(shí)間天數(shù)，調(diào)查3 次重復(fù)取平均值。

1.5.6 植株整齊度 開花后期目測(cè)植株生長整齊程度，以優(yōu)、好、差 3 級(jí)表示。

1.5.7 成熟期與全生育期 從播種至成熟 （小區(qū)90%的植株果穗籽粒硬化，種胚出現(xiàn)黑層）的時(shí)間天數(shù)。

1.5.8 產(chǎn)量 成熟后分小區(qū)收獲果穗，風(fēng)干后脫粒稱量籽粒干重，即為小區(qū)產(chǎn)量，再折算成每公頃產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期

由表 1 可知， 各品種出苗率，‘鄭單 958’ 最高（93.80%），其次依次為‘德育 977’（87.50%）、‘奧玉 28’（81.30%）、‘寶單 8’（62.50%），‘ACR91’為 81.25%。 從播種至雄穗頂端露出3～5 cm 的天數(shù)，對(duì)照‘ACR91’最長（60 d），雜交品種‘鄭單 958’最短（44 d），其次是‘德育 977’和‘寶單 8”（均為 46 d），第三是‘奧玉 28’（48 d）。 各品種全生育期，對(duì)照‘ACR91’為 110 d，雜交品種為 94～99 d，其中‘鄭單 958’為 94 d，‘德育 977’ 和 ‘寶單 8’ 均為 96 d，‘奧玉 28’ 為 99 d，4 個(gè)引進(jìn)品種比對(duì)照‘ACR91’早熟 11～16 d。 4 個(gè)雜交品種生育期較在原育種地區(qū)夏播縮短5～7 d。 據(jù)田間觀察，各品種均無明顯病蟲害發(fā)生。

2.2 株高及整齊度[

供試各品種株高[15]見表 1。 對(duì)照‘ACR91’常規(guī)種最高（320 cm），整齊度最差（株高極差 70 cm）；引進(jìn)品種‘奧玉 28’‘德育 977’‘寶單 8’‘鄭單 958’分別為 270 cm、250 cm、241 cm、213 cm， 較在原育種地區(qū)夏播降低 5～15 cm。 穗位對(duì)照 ‘ACR91’ 最高，達(dá)170 cm，雜交品種‘奧玉 28’‘德育 977’‘寶單 8’‘鄭單 958’分別為 115 cm、100 cm、90 cm、78 cm，較在原育種地區(qū)夏播降低5～20 cm。株高和穗位高比較整齊的品種有‘鄭單 958’‘德育 977’‘奧玉 28’。

表1 供試品種植株性狀調(diào)查結(jié)果

2.3 產(chǎn)量

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，品種之間產(chǎn)量差異極顯著。 對(duì)品種間產(chǎn)量差異進(jìn)行新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)[13]，所有雜交品種產(chǎn)量與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)品種產(chǎn)量差異達(dá)到極顯著水平，雜交玉米產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)明顯。‘德育977’產(chǎn)量最高，達(dá)到 5 143 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn) 1.08 倍。 ‘奧玉 28’居第二，產(chǎn)量 4 497 kg/hm2，比對(duì)照‘ACR91’增產(chǎn) 81.9%。‘鄭單 958’居第三，產(chǎn)量 4 164 kg/hm2，比對(duì)照‘ACR91’增產(chǎn) 68.4%。 ‘寶單 8’居第四，產(chǎn)量 3 500 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)41.6%。 雜交玉米品種之間，‘德育977’與‘奧玉 28’差異顯著，與‘鄭單 958’‘寶單 8’相比差異極顯著；‘奧玉28’與‘鄭單958’差異不顯著，二者較‘寶單 8’增產(chǎn)顯著（表 2）。

表2 供試品種產(chǎn)量比較

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

栽培玉米作為完全馴化的一年生植物， 只能在栽培環(huán)境生長，若沒有人類的管理其自然競爭能力很弱，不能作為一種雜草存活，也不能在未開墾的地上繁育[16-17]。 在圣多美和普林西比，玉米種植已有200 多年歷史，通常凈作或與木薯套種，其繁衍和存活局限在受到嚴(yán)格人為控制的農(nóng)田。

雜交種是用2 個(gè)或2 個(gè)以上性狀優(yōu)良、 遺傳差異大的作物自交系品種進(jìn)行雜交所得的后代[17]。圣多美和普林西比在可可、咖啡、香蕉生產(chǎn)上已廣泛使用雜交品種?，F(xiàn)有的玉米品種‘ACR91’也是通過不同品種雜交選育而成， 因此引種雜交玉米不會(huì)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成不利影響。 特別是2021 年以來，中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國際交流服務(wù)中心專家組在圣多美和普林西比試種‘早熟5 號(hào)’中國大白菜、‘東方紫劍’茄子、‘正加一號(hào)’辣椒、‘奧冠一號(hào)’番茄、‘津優(yōu) 40’黃瓜等雜交優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)蔬菜品種取得成功，不僅增產(chǎn)增收，還豐富了市場供應(yīng)， 受到圣多美和普林西比農(nóng)業(yè)科研和技術(shù)推廣部門的充分肯定。

中國是玉米生產(chǎn)大國， 總產(chǎn)量居世界第二。 玉米生產(chǎn)區(qū)域分布廣泛， 育種技術(shù)持續(xù)進(jìn)步， 雜交玉米種普及率超過 90%[18]，2020 年玉米平均產(chǎn)量達(dá)6 315 kg/hm2，是圣多美和普林西比的3.7 倍。 本試驗(yàn)所選用單交種‘德育 977’‘奧玉 28’‘鄭單 958’等是用遺傳背景差異較大的自交系雜交， 所產(chǎn)生的雜種第一代（F1），與圣多美和普林西比‘ACR91’常規(guī)種相比具有植株生長整齊、抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)量高等優(yōu)勢(shì)。 中國與圣多美和普林西開展雜交玉米種子和制種技術(shù)交流，有助于深化兩國農(nóng)業(yè)技術(shù)合作，促進(jìn)圣多美和普林西比玉米產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展， 為當(dāng)?shù)丶Z食安全和農(nóng)牧民脫貧致富做出了實(shí)實(shí)在在的貢獻(xiàn)。

3.2 結(jié)論

在圣多美和普林西比種植雜交玉米， 與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)品種‘ACR91’相比，具有大幅降低株高、提高植株及穗位整齊度、縮短生育期、提高單位面積產(chǎn)量等優(yōu)勢(shì)。 4 個(gè)雜交玉米品種較當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)玉米‘ACR91’ 增產(chǎn)極顯著，且提早成熟11～16 d,有利于在雨季增種一季玉米，使全年玉米種植由二熟增至三熟，進(jìn)一步提高耕地復(fù)種指數(shù)和土地利用率。

供試品種‘德育977’‘奧玉 28’出苗率較高（分別為87.5%、81.3%）、整齊度好（株高極差較小，分別為 20 cm、22 cm）， 產(chǎn)量分別居第一和第二， 株高和穗位適中， 便于人工收獲， 建議在不同區(qū)域繼續(xù)試種， 深入探討其適應(yīng)性； ‘鄭單 958’ 出苗率最高（93.8%）、整齊度最好（株高極差最小，僅 18 cm）， 籽粒產(chǎn)量居第三， 其株高最低， 建議利用其抗倒伏特點(diǎn)在易遭受風(fēng)災(zāi)的圣多美和普林西比北部產(chǎn)區(qū)繼續(xù)試種； 青貯雜交玉米‘寶單8’籽粒產(chǎn)量最低，不宜作為糧食作物種植。

玉米是短日照作物， 從中國高緯度長日照地區(qū)引種至赤道附近低緯度短日照地區(qū)，抽雄、抽絲會(huì)提前，生育期會(huì)縮短，株高和穗位會(huì)明顯降低。 因此從中國向圣多美和普林西比引種雜交玉米應(yīng)選擇在中國適應(yīng)范圍廣，尤其是抗逆性強(qiáng)、耐瘠薄，適合在中國南方地區(qū)種植的優(yōu)良品種。 考慮到草地貪夜蛾已在圣多美和普林西比全國發(fā)生，為減輕其危害，未來在玉米引種工作中建議首選雌穗苞葉厚長緊密、不禿尖的品種[19]。