北方地區夏玉米主推品種的抗旱性研究

馮健英，許 洛，王紹新，陳 莉

(石家莊市農林科學研究院，河北石家莊 050041)

北方地區夏玉米主推品種的抗旱性研究

馮健英，許 洛，王紹新，陳 莉*

(石家莊市農林科學研究院，河北石家莊 050041)

在水旱2種處理下對各玉米品種的產量和穗部性狀進行了分析，結果表明自然干旱條件下的產量表現以偉科702、京單28和石玉11297最高；在干旱脅迫條件下以鄭單958、偉科702和蠡玉89產量最高；水旱差值最小的是偉科702和鄭單958；鄭單958的抗旱指數高于蠡玉89。在株高、穗位、穗長、穗粗及千粒重等性狀沒有明顯的變化規律，這些性狀僅能作為抗旱的參考指標。

玉米；品種；抗旱性；北方地區

我國是世界上水資源嚴重匱乏的國家之一，由于干旱造成作物產量減產的耕地面積占全部總耕地面積的一半以上，每年因為天氣原因，使作物受旱的面積達2.0×107～2.7×107hm2[1]。我國北方地區是干旱發生最為突出的集中區域，以華北最為嚴重，北方夏玉米雖然生長期間降水較多，但是常會遇到早夏和秋后的干旱危害，持續的干旱和高溫常常引起玉米生育期不正常，其開花、吐絲受阻，結實少，千粒重下降，從而造成減產，甚至絕收。對于我國糧食持續實現增產有很大影響，甚至對我國糧食安全造成威脅。因此對玉米的抗旱性研究、篩選抗旱的玉米品種也非常必要。白莉萍等[2]利用防雨棚及水泥格栽對玉米全程水分限制的試驗研究表明干旱對玉米的株高、生物產量、穗部性狀等均產生不良影響，減產明顯。多年來，國內外學者進行了作物抗旱性的大量研究，并提出了多種鑒定篩選指標[3-7]，包括發育指標、外在性狀指標、生理生化指標、產量指標等。筆者通過對北方地區夏玉米主推品種抗旱性差異的研究，篩選出適合北方夏播區高產穩產和抗旱的玉米品種，旨在為其大面積應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗材料選自近年來北方夏播區的主推品種，還包括河北省和國家黃淮海主推和新審定的玉米品種，由趙縣新建原種場提供，具體見表1。

表1 抗旱玉米品種

1.2 試驗方法

1.2.1大田自然抗旱性鑒定。 試驗在保證出全苗的基礎上，至收獲不澆水，但不控制自然降水。采用隨機區組設計，4行區，行長5 m，行距0.5 m，株距0.29 m，小區面積10 m2，重復3次，密度為67 500株/hm2。試驗地兩頭設置10行保護區。為防止側滲，小區間采用防滲區處理。

1.2.2干旱棚模擬干旱鑒定試驗。為了排除天然降水對試驗結果的影響，提高抗旱性、節水性分析的準確性和科學性，田間自然干旱的同時在防雨棚內進行模擬干旱鑒定。采用隨機區組法，全生育期干旱脅迫，灌足底墑水后全生育期不再灌水(底灌水1 500 m3/hm2)。小區設置為5行區，行長2.95 m，行距0.50 m，株距0.27 m，小區面積6.5 m2。種植密度為67 500株/hm2。

1.2.3性狀調查。主要調查性狀有株高、穗部性狀、產量性狀。株高按照常規方法進行測定，穗部性狀包括穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數等，按照常規考種方法進行測定。產量性狀包括籽粒產量、百粒重，按照常規考種方法進行測定。

1.2.4抗旱性評價標準。按照河北省地方標準“玉米抗旱性鑒定技術規范”(DB13/T 1282—2010)進行，用抗旱指數(DRI)表示各基因型的抗旱性[8]。

(1)

式中，Ya為參試品種旱處理產量，Ym為參試品種水處理產量，YM為對照種水處理的平均產量，YA為對照種旱處理的平均產量。

1.2.5試驗時間和地點。模擬干旱棚設在石家莊市農林科學研究院內試驗地，播種時間為2013年6月15日；大田鑒定設在27軍試驗場，播種時間為2013年6月19日。

1.3 播前準備及栽培管理為了消除水肥互作的影響，播種前底肥一次性施入，施復合肥375 kg/hm2作為底肥。耕翻耙蓋后，劃印做畦，平好畦面，劃出行印，適時播種。播種方法為人工穴播。灌水按照試驗設計進行。在玉米喇叭口期撒施辛硫磷顆粒劑，防治玉米螟。

1.4 收獲計產

1.4.1田間收獲方法。大田自然條件下，收獲時去掉每小區邊行，收中間2行，將每處理的1重復稱重，曬干、考種，作為折干用，然后折算(籽粒含水量為14%)各重復的小區產量。

1.4.2干旱棚收獲方法。小區全收、分別脫粒，曬干后稱重。

2 結果與分析

2.1 玉米全生育期產量及抗旱性鑒定結果各品種的產量指標是玉米抗旱性最重要的鑒定指標。對12個玉米品種進行了抗旱性鑒定試驗。由表2可知，在大田自然條件下，產量較高的品種依次為偉科702、京單38，產量較低的為滑玉986和濮玉38；旱棚干旱協迫條件下，產量較高的品種依次為鄭單958和蠡玉89，產量較低的為銳步1號和蠡玉35，與自然條件下相差很大。

表2 不同水分環境對玉米產量的影響

由于2013年玉米生育期降水量充足，因而自然干旱效果不明顯，相當于自然水處理，同一品種田間水處理與田間旱處理之間產量沒有明顯差異；旱棚旱處理與田間水處理產量存在明顯差異，干旱處理明顯影響玉米的生長發育。其中，抗旱性好的品種水旱處理的產量差值較小，反之抗旱性差的水旱處理的產量差值較大。如水旱產量差值較小的有偉科702和鄭單958 等。

用抗旱指數DRI對玉米生長期間的抗旱性進行評價，在玉米全生育期受到干旱脅迫情況下，由于田間水分充足，水旱差值很小，因此田間品種的抗旱性只作為參考，抗旱性表現好的品種是蠡玉89和鄭單958，抗旱性表現較差的是蠡玉35和京單38(表3)。

表3 不同環境對玉米抗旱性的影響

2.2 干旱條件下產量和抗旱性由表4～5可知，參試玉米品種的穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重、禿尖長、株高、穗位與產量及抗旱性均有一定的相關性，其相關度越高，其水旱差值就越能直接表現其抗旱性。

由表4可知，各品種在穗長上水旱差值相差最小分別為銳步1號、偉科702和京單28；在穗粗上相差最小的分別為大玉3號、銳步1號和偉科702。各品種在穗行數方面水旱差值相差最小的分別為蠡玉35、德利農988和肅玉1號；在行粒數方面水旱差值相差最小的分別為滑玉986、濮玉38和肅玉1號。這2個性狀沒有太大的關聯性。在千粒重方面，差值最小的分別為蠡玉89、濮玉38和鄭單958，差值最大的分別為京單28、肅玉1號和蠡玉35；禿頂變化最小的分別為鄭單958、蠡玉35和濮玉38。

從表5可以看出，株高差值最小的品種為銳步1號、蠡玉898和肅玉1號，穗位高變化最小的品種為蠡玉35、蠡玉89和石玉11297。

綜合考慮，各性狀水旱差值都較小的品種不明顯，綜合來看表現穩定的品種有鄭單958、偉科702和大玉3號。

3 結論與討論

筆者對各品種水旱2種處理進行了各性狀的比較，結果表明自然干旱條件下產量表現以偉科702、京單28和石玉11297最高；在干旱脅迫條件下以鄭單958、偉科702和蠡玉89產量最高，水旱差值最小的品種為偉科702和鄭單958；用抗旱指數DRI對玉米生長期間的抗旱性進行評價，水旱差值最高的為蠡玉89和鄭單958，說明在這種評價體系下只有蠡玉89的抗旱性超過對照鄭單958。株高、穗位、穗長、穗粗、禿頂長及千粒重等性狀沒有明顯的變化規律，各品種在這些性狀中的表現不一，說明干旱處理對各品種的影響差異很大，因此只能作為參考指標。

從作物的生育特點來看，玉米在正常管理條件下獲得較高產量，在適當的干旱脅迫條件下造成減產但減產不顯著是比較良好的表現[9]。Chionoy提出的抗旱系數(旱地產量/水地產量)曾被許多學者用于比較不同品種對旱災的耐受性，但該指標只能說明作物品種的穩產性，而不能表現高產性或者高產的潛力，很難為研究者提供選擇高產抗旱品種的依據。很多研究者總是習慣采用簡單比較的研究方法來評價各品種對抗旱的差異。近年來，多數學者用抗旱指數(DRI)來研究作物的抗旱差異，取得了很好的效果，并取得了廣泛共識。

該試驗結果表明，用抗旱指數(DRI)進行研究，用產量水旱產量的差值作為鑒定玉米品種抗旱性的指標是比較可靠的；用株高、穗位、穗長、穗粗、禿頂及百粒重等性狀的差值作為輔助鑒定指標，也可供參考，今后應進一步研究其變化規律，為更準確地篩選抗旱的主栽玉米品種提供科學依據。

表4 參試玉米品種的產量因素及其與水處理差值

表5 參試品種的抗逆性狀(株高、穗位高)及其與水處理差值

[1] 沈業杰，尹光華，佟娜，等.劉作新玉米抗旱相關生理生化指標研究及品種篩選[J].干旱區資源與環境，2012(4)：177-180.

[2] 白莉萍，隋方功，孫朝暉，等.土壤水分脅迫對玉米形態發育及產量的影響[J].生態學報，2004，27(7)：1556-1560.

[3] WESLEY B B，GREGORY O E，THOMAS C B.Molecular and physiological approaches to maize improvement for drought tolerance [J].Journal of experimental botany，2002，53(366)：13-25.

[4] 付鳳玲，周樹峰，潘光堂，等.玉米耐旱系數的多元回歸分析[J].作物學報，2003，29(3)：468-472.

[5] 張振平，齊華，李威，等.玉米品種抗旱性篩選指標研究[J].玉米科學，2007，15(5)：65-68.

[6] GRZESIAK M T，GRZESIAK S，SKOCZOWSKI A.Changes of leaf waterpotential and gas exchange during and after drought in triticale andmaize genotypes differing in drought tolerance[J].Photosyn thetica，2006，44(4)：561-568.

[7] BETRAN F J，BECK D，BANZIGER M，et al.Genetic analysis of inbredand hybrid grain yield under stres and nonstress environments intropical maize[J].Crop science，2003，43(3)：807-817.

[8] 栗雨勤，張文英，謝俊良，等.主要作物新品種抗旱性鑒定指標的研究與應用[J].華北農學報，2006，21(S1)：29-33.

[9] 趙美令.玉米各生育時期抗旱性鑒定指標的研究[J].中國農學通報，2009，25(12)：66-68.

農業部公益性行業科研專項(201203033-06)。

馮健英(1970- )，男，河北贊皇人，研究員，從事玉米育種研究及推廣。*通訊作者，助理研究員，從事玉米新品種選育及配套技術研究。

2015-08-11

S 513

A

0517-6611(2015)28-047-03