密植條件下玉米主要農(nóng)藝性狀的綜合性分析

董秀麗,韓登旭,楊 杰,阿布來提·阿布拉,戴愛梅,李俊杰,王業(yè)建,劉 俊,郗浩江,梁曉玲,李銘東

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部荒漠綠洲作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室,烏魯木齊 830091;2.博州農(nóng)業(yè)技術推廣中心,新疆博樂 833400;3.新疆作物化學調(diào)控工程技術研究中心,烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】新疆博州現(xiàn)有耕地18×104hm2,近年玉米種植面積穩(wěn)定在4.4×104hm2左右,占總播種面積的24.4%左右,占糧食總播種面積的85.3%[1]。研究密植條件下玉米主要農(nóng)藝性狀的綜合性分析,對篩選出適合新疆北疆地區(qū)種植的耐密高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米品種有重要意義。【前人研究進展】玉米品種可以為玉米產(chǎn)量貢獻40%的作用[2-3]。楊金慧等[4]和李軍虎[5]通過相關性和通徑分析表明行粒數(shù)、千粒重和穗長是影響玉米產(chǎn)量的主要因子。梁曉玲等[6]研究結果表明千粒重是影響玉米產(chǎn)量的最大因素。徐磊等[7]研究表明單穗粒重與出籽率是影響產(chǎn)量的主要因子。張紹星等[8]利用變異系數(shù)、高穩(wěn)系數(shù)和聚類分析明確了新疆新源縣雜交玉米產(chǎn)量的構成因素。阿依古麗·艾買提等[9]提出南疆地區(qū)在選擇玉米品種時需考慮抗倒伏、果穗中長、株高適中偏高、出籽率高等農(nóng)藝性狀。【本研究切入點】目前有關在密植條件下對農(nóng)藝性狀的研究文獻相對較少,需研究不同玉米產(chǎn)量的差異性及產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關性,找出密植條件下影響玉米產(chǎn)量的主要性狀因子。【擬解決的關鍵問題】以18個中熟玉米品種為材料,研究產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關性,結合當?shù)貧夂蛱攸c、為機械化玉米品種的選擇提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地選擇在新疆博樂市阿熱勒托海牧場乃門迭布斯格村,耕層養(yǎng)分含量:有機質(zhì)14.07 g/kg、堿解氮102 mg/kg、速效磷18 mg/kg、速效鉀302 mg/kg,地力水平均勻,滴灌設施齊全,前茬為食葵。

參試品種有18個,序號1-18分別是康地5184、新農(nóng)001、億科9158、西亞3090、華西917、華西918、新農(nóng)玉4320、XY395、登海1786、KWS3376、登海1905、新農(nóng)002、億科9254、墾玉52、華西704、登海1707、禾山903,對照品種為華美1號。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組排列,3次重復,膜下滴灌水肥一體化栽培,行距0.5 cm,株距0.18 cm,6行區(qū),行長7 m,密度為10.5×104株/hm2,重復間留1 m走道。試驗地周圍種植4膜8行的保護行。2019年4月18日播種,5月7日定苗,生長期田管水平同當?shù)卮筇锕芾硭健?/p>

1.2.2 測定指標

調(diào)查各參試品種的物候期、抗病性、空桿率、倒伏率,各參試品種選取有代表性的連續(xù)10株測量株高(X1)、穗位高(X2)、穗長(X3)、穗粗(X4)、突尖長(X5)、行粒數(shù)(X6)、穗粒重(X7)、百粒重(X8)。產(chǎn)量(Y,收獲時取中間4行計產(chǎn)),脫粒含水量(X9)采用PM-8188水分測定儀測定。各品種數(shù)據(jù)取3次重復統(tǒng)計匯總。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2007處理數(shù)據(jù),采用SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理[10-12]。

2 結果與分析

2.1 不同玉米品種產(chǎn)量差異

研究表明,各參試玉米品種產(chǎn)量表現(xiàn)差異極顯著。華西704平均單產(chǎn)最高,達19 445.40 kg/hm2,其次為登海1707和華西917均較CK增產(chǎn),增產(chǎn)率分別為10.05%、8.93%和2.34%。其它參試品種均較CK減產(chǎn),減產(chǎn)率為2.25%～31.24%。華西704和登海1707與華西917產(chǎn)量差異顯著,與其他參試品種小區(qū)產(chǎn)量差異極顯著。表1

表1 產(chǎn)量結果方差

2.2 參試品種小區(qū)產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關性

研究表明,小區(qū)產(chǎn)量與行粒數(shù)(r=0.565*)、百粒重(r=0.485*)呈顯著正相關,產(chǎn)量與脫粒含水量(r=-0.484*)呈顯著負相關,各個性狀對產(chǎn)量的相關系數(shù)大小依次為行粒數(shù)>百粒重>脫粒含水量>穗長>穗粒重>穗粗>禿尖。產(chǎn)量高的品種生育期稍短且脫水快。各性狀之間,株高與穗位高,穗長與行粒數(shù),穗粒重與穗長、穗粒重、行粒數(shù)均呈極顯著正相關,在北疆地區(qū)密植條件下選擇玉米品種時,應選擇行粒數(shù)多、百粒重較重且脫水快的品種。表2

2.3 參試品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀偏相關關系

研究表明,偏相關也稱凈相關,小區(qū)產(chǎn)量與百粒重(r=0.517*)呈顯著的正偏相關,與脫粒含水量(r=-0.526*)呈顯著地負偏相關,與穗位高呈不顯著的負偏相關,與其它各性狀均呈不顯著正偏相關。株高與穗位高,穗粒重與穗長、穗粗和百粒重均呈正顯著的偏相關,其他因子間偏相關性不顯著。對玉米產(chǎn)量有直接影響的因子為百粒重(顯著正偏相關)和脫粒含水量(顯著負偏相關)。表3

2.4 小區(qū)產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的多元線性回歸

研究表明,復相關系數(shù)R=0.925,小區(qū)產(chǎn)量(Y)與各農(nóng)藝性狀之間的線性相關程度密切,回歸方程的擬合度好。決定系數(shù)R2=0.856,則剩余因子為0.3795,9個因子可以解釋博州地區(qū)影響玉米小區(qū)產(chǎn)量85.6%的變異,另外還有14.4%的變異由其它農(nóng)藝性狀來解釋。線性回歸方程為Y=-16.391+9.663X1-14.69X2+0.3X3+0.736X4+0.468X5+0.469X6-0.055X7+0.33X8-7.384X9。行粒數(shù)和百粒重對小區(qū)產(chǎn)量的影響達顯著水平,優(yōu)化后的線性回歸方程為Y=-16.391+0.469X6+0.33X8。表4

2.5 參試品種主要農(nóng)藝性狀的通徑系數(shù)

研究表明,各參試品種的9個農(nóng)藝性狀對小區(qū)產(chǎn)量(y)的直接正向影響最大的是行粒數(shù)(通徑系數(shù)為0.898)和百粒重(通徑系數(shù)為0.647),均達顯著水平。行粒數(shù)同過株高和穗長(P=0.165,P=0.159)對產(chǎn)量有間接的正向影響,行粒數(shù)和百粒重均可通過穗粒重(P=-0.557,P=-0.355)間接負向影響著產(chǎn)量。在品種選擇時應注意選擇穗長較長,行粒數(shù)多,百粒重較重的品種。表5

表2 不同玉米品種產(chǎn)量性狀比較

表3 主要農(nóng)藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量的相關性

表4 回歸系數(shù)輸出結果

表5 產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀間的通徑系數(shù)

2.6 農(nóng)藝性狀的主成分

研究表明,共提取出4個特征值超過1的主成分,他們的特征值累計貢獻率為82.70%,4個主成分覆蓋了博州地區(qū)高密度種植條件下玉米產(chǎn)量性狀的主要信息。第1主成分為穗部性狀,貢獻最大的為穗長、穗粒重和行粒數(shù)。第2主成分為植株性狀,貢獻最大的是株高和穗位高。第3、4主成分為經(jīng)濟性狀,貢獻最大的是脫粒含水量和百粒重。表6

表6 因子載荷矩陣及其貢獻率

3 討 論

3.1玉米產(chǎn)量的形成受基因和環(huán)境的共同作用,各基因?qū)Ξa(chǎn)量的影響程度不同,形成主次差異[7,13],參試品種的9個農(nóng)藝性狀可以解釋85.6%的產(chǎn)量變異,還有其它14.4%的變異是由其它的農(nóng)藝性狀來解釋。相關分析與通徑分析結果均顯示小區(qū)產(chǎn)量與行粒數(shù)和百粒重的相關性最為密切,與魯珊等[14]的研究結果相同,故行粒數(shù)和百粒重可作為當?shù)剡x擇高產(chǎn)玉米品種的標識性狀,同時還要綜合考慮穗長、穗粒重、株高和脫粒含水量等其它農(nóng)藝性狀的影響。

3.2新疆博州地區(qū)玉米機械收獲率高,該地區(qū)選擇的品種應該具備早熟、耐密植、脫水快且抗倒伏等優(yōu)良性狀[15-17]。華西704產(chǎn)量最高,單產(chǎn)19 445.40 kg/hm2,該品種增產(chǎn)潛力大,7月上旬正值玉米抽雄吐絲期博州出現(xiàn)≥35℃以上的極端高溫天氣,致使部分花粉失去活性,出現(xiàn)2 cm左右的突尖現(xiàn)象而影響了產(chǎn)量[18];新農(nóng)001生育期短、抗逆性強、穗位適中,突尖稍長,有增產(chǎn)潛力;西亞3090生育期短、穗位低、脫水快。由于不同年份同一生態(tài)區(qū)域氣候條件的差異,同一品種在不同的年份表現(xiàn)會有差別,因此,品種的適應性分析應以多年份數(shù)據(jù)為基礎[19]。在新疆博州選擇高產(chǎn)機收玉米品種時應注重選擇行粒數(shù)多、籽粒較大、生育期適中且脫水快的品種[20]。下一步繼續(xù)在新疆博州地區(qū)對華西704、新農(nóng)001和西亞3090三個品種進行示范種植,并將繼續(xù)對其不同年份在產(chǎn)量和病蟲害抗性分析對比。

4 結 論

篩選出適合新疆博州地區(qū)春播地膜栽培的玉米品種為華西704,登海1707和華西917。華西917生育期較短可以在博州溫泉縣哈日布呼鎮(zhèn)以西的冷涼地區(qū)種植。華西704,登海1707,生育期稍長,可以在博州溫泉縣哈日布呼鎮(zhèn)以東地區(qū)種植。