安單系列玉米自交系耐瘠性鑒定指標篩選及耐瘠性評價

潘中濤 張秀偉 蔡甫格

（貴州省安順市農業科學院，安順 561000）

安單系列玉米自交系耐瘠性鑒定指標篩選及耐瘠性評價

潘中濤 張秀偉 蔡甫格

（貴州省安順市農業科學院，安順 561000）

通過對安單系列玉米自交系進行不同施肥水平處理，測定農藝性狀、生理指標及其產量，采用灰色關聯分析方法對其進行評價，并篩選耐瘠鑒定的有效指標。結果表明：經灰色關聯度分析，行粒數、莖粗、穗長、葉綠素、地上干物質重可以作為玉米自交系耐瘠性鑒定的有效指標；耐瘠性較強的自交系為K508、蘇65、1441、引-10，較弱的自交系為異78、77、丹混、D902、78599。

玉米自交系；耐瘠性；鑒定指標

貴州省玉米生產條件較差，產量水平較低，制約玉米生產的因素除干旱、雜交種使用比例較小外，最主要的原因是80%左右的耕地為中下等肥力的山地、坡土和半坡地，加上生產投入較少，嚴重制約玉米單產水平的提高。因此，選育和推廣使用耐瘠玉米品種對貴州玉米生產具有十分重要的意義[1]。安單系列雜交玉米品種由安順市農業科學院選育成功，從20世紀90年代開始推廣應用，其具有耐瘠、抗旱、高產、穩產的特性，為山區地方品種更新與促進雜交玉米品種的推廣應用發揮了巨大作用。本研究以幾個骨干玉米自交系為材料，采用灰色關聯度分析法對單株干子粒產量的耐瘠系數與各指標的耐瘠系數進行關聯分析，篩選出一套玉米自交系耐瘠鑒定指標，并通過肥力脅迫，篩選出耐瘠性玉米自交系，為耐瘠品種的選育提供優質資源。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗材料為安單系列玉米品種的骨干自交系：蘇65、1441、D902、異78、丹混、78599、K508、77、引-10，由安順市農科院玉米研究所提供。

1.2 試驗方法 試驗于2016年在安順農科院盆栽場進行，試驗盆栽土壤養分：有機質0.7125%（很缺乏），堿解氮26.2mg/kg（極缺乏），有效磷5.68mg/kg（缺乏），速效鉀44.4mg/kg（很缺乏）。

采用二因素混合水平正交試驗設計，設自交系為A因素，施肥水平為B因素，共18個處理（表1），不設重復。盆栽種植，每個處理播種20盆，直播，單株留苗。B1底肥施用25kg/667m2撒可富復合肥，追肥為11.5kg/667m2純氮（完全施肥量參照貴州省玉米區域試驗的施肥量）；B2底肥為12.5kg/667m2撒可富復合肥，追肥為5.7kg/667m2純氮；不同處理間底肥一次性施用，追肥分2次進行，第1次于5～6葉齡期，第2次于大喇叭口期施用（2次追肥量比為4∶6）。

表1 因素搭配表

1.3 測定項目及方法 抽雄期測定株高、莖粗、棒三葉葉面積，且稱取2g左右葉片放在密封袋置于超低溫冰箱（-80℃）中，用于測定葉綠素、硝態氮、可溶性糖的含量。成熟期取樣5株測定根重、地上部干物質重、穗部性狀及干子粒產量。以上生理指標測定參考郝再彬等[2]的方法進行。

1.4 數據分析方法 采用Excel 2003和DPS7.05進行數據分析。灰色關聯分析以鄧聚龍[3]提出的農業系統灰色理論與方法為統計依據。將各個自交系單株平均干子粒產量的耐瘠系數和各性狀耐瘠系數看作一個灰色系統，利用DPS計算其關聯度。

某項指標耐瘠系數（AC）=低肥區某指標值/高肥區某指標值[4]。

減產率=（高肥區產量-低肥區產量）/高肥區產量×100%，此處產量為單株干子粒重量。

2 結果與分析

2.1 施肥水平對玉米自交系各指標的影響 從耐瘠系數均值（表2）可以看出，在肥力降低的過程中，根重、地上干物質重的耐瘠系數最小，表明肥力的缺失對自交系根重、地上干物重的影響較大。自交系方面，異78耐瘠系數平均值最高，其次為D902與78599，說明這3個自交系在2種肥力水平下，其生物性狀變化較小。

表2 兩種施肥水平下對玉米自交系生物學性狀的影響

從表3可以看出，在不同肥力水平下，5個指標中行粒數、穗長的耐瘠系數均值較小，分別為0.69、0.81，表明肥力水平對行粒數、穗長影響較大。自交系中，引-10與K508的耐瘠系數均值較大，分別為0.98、0.93，其次為蘇65與D902，說明肥力的缺失對這4個自交系穗部性狀的影響較小。

從耐瘠系數均值（表4）可以得出，可溶性糖、葉綠素的耐瘠系數均值較小，分別為0.68、0.75，說明在肥力降低的情況下，對可溶性糖和葉綠素含量的影響最大。自交系耐瘠系數均值最高的為引-10，其次為蘇65、D902與異78，說明肥力的缺失對這4個自交系生理指標的影響較小。

表3 兩種施肥水平下對玉米自交系穗部性狀的影響

表4 兩種施肥水平下對玉米自交系生理指標的影響

2.2 肥力脅迫下玉米自交系單株干子粒產量和減產率 由表5可以看出，玉米自交系中K508為肥力低敏感的自交系，減產率為10%；其次為蘇65、引-10與1441，減產率分別為19%、21%、33%；其余自交系的減產率均在35%以上，表現出對肥力的高敏感度。

表5 兩種施肥條件下自交系單株干子粒產量、耐瘠系數及減產率

2.3 單株干子粒產量耐瘠系數與各指標耐瘠系數間灰色關聯分析 耐瘠系數（AC值）是用來鑒定作物耐瘠性最可靠的綜合評價指標之一，也是其他耐瘠性鑒定指標是否有效的最終判別標準。本試驗結果表明，各指標不能一致地反映不同玉米自交系的耐瘠性，參考單一指標或某些指標使評價結果不具有說服力，因此，將各指標耐瘠系數與單株干子粒產量的耐瘠系數進行灰色關聯分析篩選出玉米耐瘠性鑒定指標。設單株干子粒產量耐瘠系數為參考數列，株高、莖粗、葉面積、根重、地上干物質重、穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重、硝態氮、葉綠素、可溶性糖的耐瘠系數為比較數列，由DPS得出各性狀與單株干子粒產量之間的關聯度。

由表6可以看出，在穗部性狀中，關聯度最大的為行粒數，其次為穗長，關聯度分別為0.4676、0.4116；在生物學指標中，關聯度最大的為莖粗，其次為地上干物質重，分別為0.4188、0.4006；在生理指標中，關聯度最高的為葉綠素，為0.4102。關聯度大的數列與參考數列的關系最為密切，關聯度小的數列與參考數列的關系較為遠些。說明行粒數、穗長、莖粗、地上干物質重、葉綠素對自交系產量的影響較大，可以作為耐瘠性鑒定的指標。

表6 肥力脅迫下各指標耐瘠系數與單株干子粒產量耐瘠系數的關聯度

2.4 耐瘠鑒定指標與單株干子粒產量的關系 以各自交系單株干子粒產量減產率為橫坐標，以篩選的5項耐瘠指標（行粒數、莖粗、穗長、葉綠素、地上干物質重）的AC均值為縱坐標得到圖1。由圖1可以得出：自交系耐瘠指標的AC均值較大時，減產率較低。因此，行粒數、莖粗、穗長、葉綠素、地上干物質重這5項指標可以作為玉米自交系耐瘠性鑒定的有效指標，同時得出9個自交系中K508、蘇65、引-10、1441較為耐瘠，異78、D902、丹混、78599、77表現較不耐瘠。

圖1 自交系耐瘠指標減產分布圖

3 結論與討論

3.1 耐瘠指標篩選 玉米耐瘠性是一個受多因素影響、復雜的數量性狀[5]，不同玉米自交系對某一單項指標的耐瘠性反應不一定相同，難以全面準確地反映各自交系耐瘠性強弱，必須運用多個指標進行綜合評價。本研究利用耐瘠系數與各指標進行灰色關聯度分析，對玉米耐瘠指標進行篩選，結果表明：行粒數、莖粗、穗長、葉綠素、地上干物質重可以作為玉米自交系耐瘠性鑒定的有效指標，為今后選育和創新玉米耐瘠材料提供一個多指標綜合評價的途徑，克服只利用少數指標進行評價的不足。在利用多指標進行綜合評價時，可以揭示不同自交系間對肥料敏感特性的實質，從而提高耐瘠性鑒定的準確性和科學性。

3.2 安單系列玉米自交系耐瘠性評價 大量育種實踐證明，玉米育種的重要突破，往往依賴于物質資源中關鍵基因的發現和利用。選育優良自交系作為親本是玉米高肥效品種選育的基礎，因而對常用玉米自交系進行收集、篩選和鑒定，挖掘肥料高效利用的種質資源，指導育種工作具有十分重要的意義。本試驗結果表明：不同玉米自交系對肥力反應的差別各不相同，根據對肥力反應的特性，K508、蘇65、1441、引-10這4個自交系在兩種肥力水平下產量表現穩定，顯示出耐低肥的優勢，可作為耐貧瘠的遺傳資源。

[1] 高翔，陳澤輝，祝云芳．低肥力下不同施肥方法對AC8328BNC1玉米種質的耐瘠性研究[J]．種子，2002（3）：57-58

[2] 郝再彬，蒼晶．植物生理實驗[M]．哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2004

[3] 鄧聚龍．灰色系統與農業[J]．山西農業科學，1985（5）：34-37

[4] 郭天英，趙詩燦．貴州玉米耐瘠品種篩選初探[J]．耕作與栽培，2014（4）：53

[5] 趙艷花，楊世佳，黃文徹，等．黔中喀斯特山區抗旱耐瘠玉米品種冠層結構和光合勢研究[J]．中國種業，2014（8）：52-56

2017-06-21）

貴州省玉米現代農業產業技術體系建設項目（GZCYTX2015-07002）