玉米植物學性狀與育種目標性狀的相關性深度分析

李晉江，薛建兵

（1.運城市鹽湖區農業農村局，山西運城 044000；2.山西農業大學棉花研究所，山西晉中 030801）

1 玉米苗期的耐寒性與葉色的相關性

與玉米苗期耐寒性相關的植物學性狀，應從玉米葉片的顏色來判斷。耐寒的品種，葉色表現正常綠色；不耐寒的品種，葉色會表現出紫色。葉片紫色，從玉米生理學角度來看，是缺磷癥狀的表現。實際上是由于品種不耐低溫，在低溫下，玉米根系發育遲鈍或受阻，根系吸收功能差，首先表現出缺素癥狀。耐寒性好的品種，則在低溫下根系發育正常，吸收功能正常，幼苗生長正常（圖1）。

圖1

2 玉米抗倒性與根系、莖稈粗度、硬度、韌性、穗位，葉片流體動力學結構的相關性

1）玉米根系發達，則抓地牢靠，吸收功能強大。玉米長勢健壯，尤其氣生根發達，一般人都認為該性狀是抗倒性的關鍵因素。但筆者認為，該性狀與抗倒性有相關性，但不是主要因素。因為玉米倒伏，少有玉米連根拔起的。

2）莖稈的粗度。莖稈越粗，好像越強壯，與抗倒性呈正相關。但筆者認為，該性狀也不是抗倒性的主要因素。如果沒有韌性，很容易被大風折斷。

3）莖稈的硬度一般都認為莖稈越硬，抗倒伏能力越強，這種認識不完全正確。在狂風暴雨情況下，土壤水分大，土地濕軟，莖稈過硬而沒有韌性的品種，極容易發生根部倒伏。

4）莖稈的韌性，莖稈的韌性越好，則抗倒伏能力越強，這個因素比較重要。

5）穗位高低。穗位高，重心高，容易倒伏；穗位低，重心低，抗倒性增強。

6）葉片結構。過去我們育種觀察抗倒性狀，都注重前面5個因素，很少有關注葉片流體動力學的形態結構，從流體力學角度來分析該性狀與抗倒性的關聯。先玉335上部葉片，又寬又厚又直立，刮大風情況下，風力直接作用于上部葉片，葉片又把風力直接傳導莖稈上部，很容易發生玉米倒伏。如果葉片葉波比較大，呈螺旋狀，加之葉片柔軟，大風不論從哪個方向刮來，葉片受力以后，都會通過葉片自身的變形，化解掉風力，不會把風力傳導到莖稈上而導致倒伏。葉節間距大，通透性好，抗倒性則強，就像會打“太極拳”一樣。例如，九圣禾2468，它的葉片結構就是這樣，所以其抗倒性特別強（圖2）。

圖2

3 玉米結實性

與玉米結實性有關聯的生物學性狀有以下幾方面。

3.1 花粉量、花粉活力、花粉散粉時間長短

花粉量大，與結實性呈正相關。但是，如果遇到高溫或干旱，花粉沒有活力，量再大也沒有用。花粉活力強、耐高溫、耐干旱，這是最關鍵的因素。花粉散粉時間拉得越長，對提高結實性越有利。如果集中在很短時間內散粉完畢，對于一致性不太好的品種，吐絲有早有晚，授粉就會受到影響。或者在下雨情況下也容易影響授粉。在這方面的影響因素：花粉活力＞散粉時長＞花粉量。

雄花花枝多且長，穎殼飽滿，花粉量就大，花枝越長，散粉時間可能越久，但也不完全這樣。一般散粉從花枝上部向下部逐漸散開，也有個別從中部開始散粉，而且擴展的速度快慢都不一樣。

3.2 雌穗花絲分布形態與吐絲快慢

剛吐出來的花絲形態分布，如果呈爆炸狀，則能夠保證每個花絲都能接收到花粉，這樣結實性就好。花絲伸長速度越慢，爆炸狀態維持時間越長，就越容易授粉，結實性就越好。如果遇到陰雨天氣時不能授粉，花絲伸長速度過快，花絲就容易形成“披肩發”一樣的形態。當天氣轉好，開始散粉時，被“披肩發”形態的花絲覆蓋在下面的花絲就難以接收到花粉，影響結實，很容易形成陰陽棒子。

花絲吐絲不暢、伸長過快都不是好現象，在結實方面可能會有潛在風險，應該引起注意（圖3）。

圖3

3.3 苞葉是否過長，口是否過緊，吐絲是否通暢

根據一位老師介紹，玉米果穗苞葉的層數與棒上葉片數基本一致，由此可以判斷果穗苞葉薄厚，以及果穗脫水的快慢。果穗苞葉的長度過長，口緊，吐絲不暢，會影響結實；長度過短，玉米果穗容易露尖。長短以剛好包住果穗最好。苞葉長度容易受環境因素影響，尤其在穗分化階段，遇到干旱或高溫，苞葉發育與果穗不同步，就容易形成“短裙”現象。類335品種容易出現這種現象。我們應選擇在高溫、干旱條件下，苞葉正常發育的品種。否則品種在黃淮海高溫區域推廣會有潛在的風險。

3.4 雌雄是否協調

一些材料在受到高溫、干旱或陰雨寡照等逆環境因素影響時，可能會出現雌雄不協調現象。要么花粉散完了，花絲還吐不出來，甚至根本就吐不出來；要么花絲都干了，還不散粉，甚至花枝退化或花粉敗育，花粉根本就沒有活力。

4 玉米耐熱性

4.1 雌穗在高溫下分化是否正常

觀察高溫條件下與正常條件下玉米果穗的長度、粗度、行數以及行粒數是否存在較大的差異。沒有大的差異，就說明耐熱性好；差異過大，則說明不耐高溫。

4.2 雄花在高溫下分化是否正常，活力是否正常

在高溫條件下，觀察雄花花枝數目及長度是否正常，散粉是否正常，檢查花粉是否有活力。

4.3 雌雄是否協調

在高溫條件下，觀察散粉開始時間與吐絲時間是否協調。散粉早，吐絲太遲或吐絲早，散粉太晚或花絲活力短，授粉結實可能會有潛在風險。

5 玉米抗旱性

5.1 旱象出現的早晚

在高溫、干旱條件下，觀察不同品種之間旱象出現的早晚，以及堅持到不可逆轉的時間長短。旱象出現早的不一定是不耐旱的，最關鍵的要看堅持到不可逆轉的時間長短。

5.2 葉片氣孔大小

一般葉片氣孔大的，蒸騰量就大，可能抗旱性差；氣孔小，蒸騰量小，可能抗旱性就強。葉片氣孔大，代謝能力強，具有高產潛力，反之，則產量潛力小。我們要注意協調好這一矛盾。也有這樣的材料：在水分充足時，葉片氣孔開大，遇到干旱時又能自動調節關小。這樣既能高產又能抗旱。九圣禾2468玉米品種就具備這種特性，其抗旱性很強，在高水肥條件下產量潛力也很高，所以，它的適應性很廣，西北、黃淮海、東華北、京津冀、湖南、湖北、四川都可以種植。

5.3 根系發達及吸收能力

玉米根系越多，扎得越深，吸收功能越強，抗旱性就越強。根系的發育，受土壤水肥及土質影響較大，應在同一條件下種植，來比較根系發育情況，來間接評判抗旱性。

6 耐密型

玉米株型有緊湊型、半緊湊型、平展型等。緊湊程度和耐密型呈正相關。葉片小、窄，葉間距大，比較有利于耐密。但是，過于緊湊，葉片過于小，其采光少，又對光合作用不利，跟產量性狀相矛盾。最好中庸一下，選擇半緊湊，葉片適中，葉片夾角能夠自動調節的材料比較好。也就是說，在密度小時，葉片與莖稈夾角比較大，有利于接受陽光，在密度大時，葉片與莖稈夾角自動變小，不至于田間過于密閉。上部葉片小，柔軟，葉間距大，有利通風透光；棒三葉稍平展，有利截住光線不泄露，提高光合效率，以利于增加產量。

7 豐產性

與單株產量關系最直接的性狀是穗長、穗粗、行數、行粒數、千粒重。但與單位面積產量相關的還有個體產量與群體數。既要考慮個體產量，更要全盤考慮個體產量與群體數乘積的最大化。

穗長、穗粗、行數、行粒數、千粒重等性狀數值，受環境條件影響比較大，應該在正常及非正常條件下觀察分析研究。一般穗粗與穗長負相關，行數和行粒數負相關，穗總粒數與千粒重負相關（圖4）。

8 商品性

玉米的用途不同，其要求的商品性也不一樣。商品性的好壞不能一概而論，應針對市場消費需求而定。隨著社會的發展，市場需求的不斷變化，玉米商品性好壞也是隨市場需求變化而變化的。不管怎么變化，有一條不變的原則：玉米籽粒飽滿、沒有農藥殘留，干凈，破碎少，脫水快，沒有霉變，食用安全。

9 抗病蟲性

我們不可能對所有育種材料做接種抗性鑒定。但我們可以在不同區域的病蟲害高發區種植，采取不做任何防治病蟲害措施的方式，讓病蟲害充分發生，以此來選擇抗病蟲害的材料。經過異地多年份鑒定，可以明確材料的各種抗性。

10 自交系價值的評判

自交系價值評判難度比較大。筆者認為，有用就有價值，而不在于自交系在田間長得怎么樣。自交系只要具有某些特性，就比較有用，有利用價值。比如，籽粒特別大或長、單穗籽粒特別多、籽粒品質特別好、花粉耐熱性強、葉片光合效率高、成熟后籽粒脫水快、抗病強、抗蟲、抗旱或者能滿足特殊要求的，都是有利用價值的材料。育種的過程，就是通過各種育種手段盡量把更多的優良基因聚合到一個個體上，使該個體具有更多的優良性狀，更少的缺陷。缺陷少了，就更容易找到可以彌補該缺陷的另一個材料，通過雜交得到優良的雜交一代種子。

將分散于各個育種材料的優良基因聚合到一個個體上是一個比較漫長的工作，可以收集和申請使用最新的已經聚集了許多優良基因的育種材料，學會站在巨人肩膀上進行研究育種，可以大幅縮短育種進程，提高我們的育種效率。