抗旱易機收玉米品種鑒選

李小霞，靳鯤鵬，李萬星，李 丹，劉永忠，曹晉軍

（山西農業大學谷子研究所，山西長治046011）

玉米作為世界上最主要的糧食作物之一，在保障糧食發展和人口穩定方面發揮著重要作用。玉米雖然在育種和栽培方面得到了很大提高和改善，產量取得突飛猛進的增長，但是在干旱和半干旱地區，干旱是玉米生產中普遍存在且嚴重制約其產量的一個重要的非生物因素[1]。我國干旱、半干旱地區的面積占地球陸地面積的50%[2]，干旱導致的玉米減產現象嚴重，全國受災面積增大，但是我國卻是全球玉米第二大生產國，總產僅次于水稻[3]。因此，研究玉米的抗旱性，培育抗旱性品種，提高抗旱栽培措施，是我國玉米產業可持續發展亟待解決的問題。

干旱環境下，玉米的根、莖、葉等形態指標會發生變化，植物會通過氣孔的開合調節作物水分的散失，以適應干旱脅迫[4]，葉綠體膜脂結構改變，生物膜通透性增加，細胞內清除自由基的保護酶系統（SOD、CAT、POD）活性下降。研究發現，抗旱性強的玉米品種，其體內保護性酶活性較高[5]，葉片中丙二醛（MDA）、脯氨酸、脫落酸在干旱環境下大幅增加和大量積累[6-10]。雖然以上指標均可作為玉米抗旱性指標，但產量是能最大程度反映玉米抗旱性強弱的指標[8]。蘭巨生等[11]提出了抗旱指數概念。抗旱指數是評價抗旱性的同時兼顧豐產性的一個重要指標，綜合了產量、基因型、環境3個方面因素，在生產實踐中實用性大。在市場化需求下，提高玉米機械化收獲已成必然，而玉米籽粒含水率太高，會影響玉米機械收獲，導致玉米減產。在我國玉米產區，收獲時玉米籽粒含水率多在30%～40%，嚴重影響玉米的機械收獲[12-13]，因此，選育自然脫水速率快、籽粒含水率低的品種是解決機械收獲的關鍵。

本研究基于山西省常種玉米品種，于2018—2020年通過比較各玉米品種抗旱指數，并結合玉米產量和籽粒脫水速率，篩選出抗旱性高、豐產性好、易機收的玉米品種，以期為干旱區、半干旱區篩選易機收玉米品種提供理論基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年4月28日至2020年10月2日在山西農業大學谷子研究所試驗地進行。該地土壤為石灰質褐土，有機質含量36.8g/kg，全氮含量0.19%，有效磷含量8.25 mg/kg，速效鉀含量236 mg/kg，pH值為8.52，容重為1.29 g/cm3。2018、2019、2020年降雨量分別為300.6、203.4、482.1 mm。

1.2 試驗材料

2018年參試玉米品種為西旺3008、鑫豐盛9898、DF607、中種8號、先玉696、福萊818、軍育535、長單525、瑞普909、長單48號、澤玉8911、華美468、S1651、晉單59號、中地9988；2019年參試玉米品種為晉農科1號、強碩168、大豐1407、太育1號、萊科818、科豐2號、遼單33、太育9號、龍生19號、西蒙6號、裕豐310、丹玉311、先玉696、豫禾863；2020年參試玉米品種為晉農科1號、太育9號、太育1號、強碩168、大豐1407、裕豐310、科豐2號、西旺3008、鑫豐盛9898、遼單33、先玉696、萊科818、龍生19號、德力999、長單506。3 a均以先玉696為對照品種。

1.3 試驗方法

試驗設旱地組與水澆地組2個處理，其中，旱地組在玉米生長期不進行灌溉，只靠自然降雨；水澆地組除自然降雨外，在玉米拔節期、抽雄期和灌漿期還需要進行滴灌。采用隨機區組設計，3次重復，小區面積為23.1 m2（3.3 m×7.0 m），行距0.55 m，密度67 500株/hm2。

1.4 測定項目及方法

玉米成熟后全小區收獲測產，所有果穗脫粒后測定籽粒產量。抗旱指數（DHI）參照李萬星[14]等的方法計算。抗旱指數大于1.10即為抗旱類型[11]，為在眾多玉米品種中最大程度篩選出抗旱品種，本研究以抗旱指數大于1.25的品種為抗旱品種。玉米收獲后計算旱地玉米籽粒自然脫水速率。

式中，GYS.T為待測品種旱地籽粒產量；GYS.W為待測品種旱地水澆地籽粒產量；GYCK.W為對照品種旱地水澆地籽粒產量；GYCK.T為對照品種旱地籽粒產量。

1.5 數據分析

數據試驗采用Excel 2007軟件進行處理，采用SPSS 17.0軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 旱地、水澆地對玉米產量的影響

從表1可以看出，2018—2020年水澆地組每個玉米品種的產量整體高于旱地組對應品種，且各品種間產量有差異。2018年旱地組產量最高的品種為西旺3008，水澆地組產量最高的品種為先玉696，但水澆地組較旱地組增產最大的為中地9988，增產44.7%，增產最小的為中種8號，增產6.3%；2019年旱地組產量最高的品種為晉農科1號，水澆地組產量最高的品種為太育1號，但水澆地組較旱地組增產最大的為豫禾863，增產59.8%，增產最小的為晉農科1號，增產18.0%；2020年旱地組和水澆地組產量最高的均為晉農科1號，但水澆地組較旱地組增產最大的為龍生19號，增產36.9%，增產最小的為裕豐310，增產4.3%。通過3 a比較可知，由于2019年降雨量最小，各品種在旱地和水澆地處理中增產最多，增產18.0%～59.8%。

表1 2018—2020年旱地、水澆地試驗產量差異顯著性分析 kg/hm2

2.2 品種的抗旱指數及顯著性差異分析

由表2可知，2018年DHI大于1.25的品種有2個，分別為西旺3008和鑫豐盛9898；2019年DHI大于1.25的品種有10個，分別為晉農科1號、強碩168、大豐1407、萊科818、科豐2號、遼單33、龍生19號、太育1號、太育9號、裕豐310。2020年將2018、2019年DHI大于1.25的品種重新進行鑒定，鑒選出DHI大于1.25的品種有4個，分別為太育9號、太育1號、晉農科1號和裕豐310。

表2 2018—2020年玉米品種抗旱指數（DHI）比較

2.3 收獲后籽粒自然脫水速率及顯著性差異分析

從表3可以看出，2018年參試玉米品種中除長單525外，其余品種的籽粒自然脫水速率之間無極顯著差異，長單525和晉單59號外的品種之間無顯著差異；2019年參試玉米品種之間籽粒自然脫水速率無極顯著差異，除丹玉311、豫禾863、科豐2號、遼單33外，其余品種之間的籽粒自然脫水率無顯著差異；2020年參試玉米品種中籽粒自然脫水速率之間無極顯著差異，除遼單33、龍生19號、科豐2號、長單506、德力999外，其余品種間無顯著差異。

表3 2018—2020年各玉米品種自然脫水速率比較 %/d

3 結論與討論

干旱是導致玉米減產的重要原因，篩選抗旱性玉米品種是育種專家和廣大農民的迫切需要。產量是判定作物品種抗旱性簡單有效的方法。孟慶立等[15]和張霞等[16]研究谷子抗旱性發現，產量性狀對干旱環境反應最敏感。蘭巨生等[11]提出了抗旱指數概念，使農作物抗旱鑒定的產量指標在生物學意義上有了實質性改進，并已有較多應用。伊衛東等[17]通過抗旱指數的比較，篩選出內單314、鄭單958和科河10號3個玉米品種具有較高的抗旱性。收獲時玉米籽粒含水率高，影響其機收[18]，而玉米成熟期籽粒自然脫水速率是影響籽粒含水率的重要因素，且該性狀具有遺傳性[19-20]，因此，不同玉米品種籽粒自然脫水速率不同。本研究以抗旱指數為主要評價指標，結合3 a來參試玉米品種的產量和籽粒自然脫水速率，篩選出太育9號、太育1號、晉農科1號和裕豐310這4個品種，其抗旱豐產性較好，易機收。