張 野 李繼竹, 谷 巖 胡文河 欒 奕 于 維 于 鐵 李磊鑫
(1 吉林云天化種業科技有限公司,長春130000;2 吉林農業大學,長春130118;3 吉林省種子管理總站,長春130000;4 遼寧省種業發展中心,沈陽110000)
吉林省是玉米種植大省,玉米播種面積占全國播種面積10%左右,吉林省玉米總產量占全國總產量11%左右。在種植結構調整玉米種植面積調減的形勢下,提高玉米單位面積產量,是保證玉米總產量的關鍵[1]。有研究表明,40%~43%的增產潛力是通過新品種選育和推廣實現,遺傳改良是提高玉米產量的關鍵途徑。近年來,極端天氣發生、玉米病蟲害發生、生物入侵對農作物及生態環境影響較大,因此加快高產、抗病、抗倒伏、抗旱、優質、耐密植和適宜機收的玉米新品種選育,對吉林省玉米產業發展至關重要[2-4]。
天育108 在2017 年3 月通過吉林省農作物品種審定委員會審定,審定編號為吉審玉20170052[5]。天育108 雜交種在2022 年被授予植物新品種權(品種權號:CNA20160600.2)。2018-2023 年連續6 年被吉林省農業農村廳推薦為吉林省中熟區主推糧食作物品種。吉林省中熟、中晚熟2600~2800℃積溫帶占玉米種植面積的54%左右,是全省重要的玉米種植區域,優良品種的選擇對糧食安全起著至關重要的作用[6]。天育108 經過多年的推廣種植與科研試驗,表現出廣泛的適應性、較好的穩定性和豐產性,且具有較強的增產潛力,對保障糧食安全,推動農業產業升級,促進農民增收,推動科技創新與應用等方面有重要的意義[7-8]。本研究主要就天育108審定推廣以來的產量表現進行分析,以期在推廣種植和科研實踐中獲得較高的種植收益和進行優良種質改良。
1.1 試驗材料天育108 和先玉335(CK)玉米雜交種。
1.2 試驗設計
1.2.1 天育108的審定與備案試驗天育108 的審定按照2015 年、2016 年吉林省玉米新品種試驗方案進行,天育108 在相同生態適應區引種備案按照遼寧省、河北省、山西省、黑龍江省、內蒙古自治區相關試驗方案進行。
1.2.2 天育108多年多點試驗采用多年多點品比試驗方法。吉林省供試地點為:吉林市(E1)、農安縣(E2)、長嶺縣(E3)、公主嶺市(E4)、德惠市(E5)、雙陽區(E6)、榆樹市(E7)及東豐市(E8);試驗年份2018 年(Y1)、2019 年(Y2)、2020 年(Y3)、2021年(Y4)、2022 年(Y5),供試品種天育108,先玉335(CK)玉米雜交種,種植密度為75000 株/hm2。試驗小區為5m 行長,壟距0.65m,4 行區,3 次重復,收獲中間2 行,測量收獲籽粒重量及水分,按14%水分折合產量,田間管理同大田。
1.2.3 天育108耐密植試驗耐密植(小區)分析試驗 2022 年在農安試驗基地與雙陽試驗基地,設置52500 株/hm2、60000 株/hm2、67500 株/hm2、75000 株/hm24 個種植密度對天育108 進行密度試驗。試驗小區為10m 行長,壟距0.65m,10 行區,2次重復,收獲中間6 行,測量收獲籽粒重量及水分,按14%水分折合產量,田間管理同大田。
耐密植(大壟雙行、水肥一體化)分析試驗2022 年在吉林省松原進行大壟雙行、水肥一體化密度試驗,設置67500 株/hm2、75000 株/hm2、82500株/hm2、90000 株/hm24 個種植密度對天育108 進行密度試驗。試驗小區為20m 行長,0.5m+0.8m 寬窄行配置,小區面積200m2,收獲中間156m2果穗,測量收獲籽粒重量及水分,按14%水分折合產量。田間管理參照吉林省主推技術——半干旱區玉米秸稈深翻還田水肥一體化高產高效栽培技術進行。
1.3 統計分析采用Excel 與浙大DPS9.05 數據統計軟件對數據進行整理與分析。
圖5為端橫梁錨固塊縱向應力云圖,從圖中可以看出,在橫梁與底板交界處出現了10.0 MPa拉應力,其余區域均處于受壓狀態,壓應力最大值為29.4 MPa,出現在錨墊板下方。
2.1 天育108 的審定與備案試驗分析
2.1.1 審定試驗產量分析天育108 在2017 年3月通過吉林省農作物品種審定委員會審定,審定組別為高密組(試驗種植密度75000 株/hm2),審定編號為吉審玉20170052。2015-2016 年天育108 在吉林省區域試驗及生產試驗中的產量結果見表1~表3。由表1、表2 可知,2015 年天育108 在6 個區域試驗地點平均產量為12533.32kg/hm2,比對照先玉335增產8.76%,6 個試點全部增產;2016 年天育108在7 個區域試驗地點平均產量為14446.26kg/hm2,比對照先玉335 增產8.38%,7 個試點全部增產。2年區域試驗平均產量13563.36kg/hm2,比對照先玉335 增產8.54%。由表3 可知,2016 年天育108 在7 個生產試驗地點平均產量為13080.46kg/hm2,比對照先玉335 增產7.66%,7 個試點全部增產。

表1 2015 年天育108 在吉林省區域試驗中的產量表現 (kg/hm2)

表2 2016 年天育108 在吉林省區域試驗中的產量表現 (kg/hm2)

表3 2016 年天育108 在吉林省生產試驗中產量表現 (kg/hm2)
2.1.2 相同生態適應區引種備案試驗產量分析2017 年天育108 在遼寧省[(遼)引玉[2017]第125號]、河北省[(冀)引種[2022]第1 號]、山西省[晉引種[2017]第4 號]、黑龍江省[(黑)引玉[2017]第64 號]、內蒙古自治區[(蒙)引種[2018]第1 號]進行引種備案,天育108 在引種備案適應性試驗中產量表現見表4。由表4 可知,在遼寧省天育108 在5 個適應性試驗地點平均產量為12434.10kg/hm2,比對照先玉335 增產7.87%,所有試驗點均增產;在河北省天育108 在5 個適應性試驗地點平均產量為10875.30kg/hm2,比對照先玉335 增產9.22%,所有試驗點均增產;在山西省天育108 在5 個適應性試驗地點平均產量為12412.80kg/hm2,比對照先玉335 增產7.48%,所有試驗點均增產;在黑龍江省天育108 在5個適應性試驗地點平均產量為12997.80kg/hm2,比對照先玉335 增產7.84%,所有試驗點均增產;在內蒙古自治區天育108 在5 個適應性試驗地點平均產量為13157.40kg/hm2,比對照先玉335 增產8.02%,所有試驗點均增產。

表4 2017 年天育108 在引種備案適應性試驗中產量表現 (kg/hm2)
2.2 天育108 多年多點試驗分析
2.2.1 方差分析運用DPS9.05 數據處理系統對2018-2022 年8 個試驗點的多年多點數據進行分析,多年多點試驗方差分析詳見表5。由表5 可知,天育108 及對照品種在多年多點試驗中年份間、地點間、品種間、地點×年份互作間對產量的影響達到了極顯著的差異。需對品種的適應性及穩定性進行分析,地點×品種×年份間的顯著差異說明品種與地點互作在年份反應不一致。

表5 多年多點試驗方差分析
2.2.2 Duncan多重比較因品種間、試驗地點間及年份間存在極顯著互作,因此對天育108 及對照在多年多點試驗品種間、試驗地點間平均產量進行Duncan 多重比較(表6、表7)。由表6 可知,天育108 與先玉335(CK)在平均產量上存在極顯著差異,天育108 在多年多點試驗中的平均產量在13407.73kg/hm2,比對照增產5.08%。

表6 多年多點試驗品種間Duncan 多重比較

表7 多年多點試驗地點間Duncan 多重比較
由表7 可知,E1 與E4 間平均產量無極顯著差異,產量較高,E6、E8、E2、E7、E3、E5 間平均產量無極顯著差異。E6 與E3、E5 之間存在顯著差異。結果表明,在吉林市(E1)和公主嶺市(E4)地區的品種試驗平均產量較高。
2.2.3 豐產性及其穩定性分析對天育108 及先玉335 進行豐產性及穩定性分析。由表8 可知,天育108 平均產量為13407.73kg/hm2,變異度為0.389,先玉335(CK)平均產量為12760.12kg/hm2,變異度為0.409,天育108 比先玉335(CK)在各個試驗地點均有更好的產量表現。

表8 天育108 豐產性及穩定性分析
2.3 天育108 耐密植試驗結果與分析

圖1 天育108 在農安基地和雙陽基地不同密度下產量表現
2.3.2 耐密植(大壟雙行、水肥一體化)分析試驗
對松原基地不同密度下天育108 平均產量進行折線圖分析,并進行平均產量趨勢線擬合(圖2),結果表明,天育108 在松原試驗點產量趨勢線方程為y=-240.66x2+1029.5x+13028,R2=0.9782,在 達 到14000kg/hm2產量時,松原試驗點的播種密度應在70600~81500 株/hm2。

圖2 天育108 在松原基地不同密度下產量表現
3.1 天育108 雜交種子生產玉米群體植株性狀的整齊度,是評價群體生產力的重要指標[9],因此種子自身所具有的特性是能否獲得群體性狀整齊和群體產量提高的關鍵。天育108 制種基地位于西北黃金玉米制種帶甘肅,光照、灌溉條件優越,全生育期精細嚴謹管理,制種種子質量好,芽率好、芽勢強、純度高,籽粒飽滿,保證了天育108 在生產中具有較高的一致性表現。
3.2 天育108 適應種植區域廣天育108 屬于中熟品種,出苗至成熟126d,適應種植區域廣,品種對自然條件具有較好的適應性,且具有較高的產量表現。適宜在吉林省中熟地區;遼寧省東部山區和遼北部分地區;河北張家口市、承德市的適宜區域;黑龍江省第一積溫帶;山西省北部大同市、朔州市盆地區和中部及東南部丘陵區;內蒙古興安盟、赤峰市、通遼市、巴彥淖爾市、鄂爾多斯市≥10℃活動積溫2750℃以上地區種植。
3.3 天育108 在審定及備案試驗中產量表現天育108 在玉米新品種審定及相同生態適應區引種備案試驗中表現出較高的產量,具有較高的增產潛力。通過2015-2017 年審定及主要省份引種適應性試驗數據可以看出,2015 年區域試驗中,在吉林省吉林市平均產量最高,為14289.80kg/hm2,在吉林省遼源市(13190.60kg/hm2)和吉林省扶余市(13095.10kg/hm2)的平均產量次之,各試驗地點平均產量為12533.32kg/hm2,各試驗地點全部增產;2016 年區域試驗中,在吉林省長春市平均產量最高,為16344.80kg/hm2,在吉林省四平市(15726.80kg/hm2)、吉林省遼源市(14921.80kg/hm2)和吉林省長春市(14852.10kg/hm2)的平均產量次之,各試驗地點平均產量為14446.26kg/hm2,各試驗地點全部增產;2016 年生產試驗中,在吉林省吉林市平均產量最高,為14689.00kg/hm2,在吉林省伊通滿族自治縣(13752.40kg/hm2)的平均產量次之,各試驗地點平均產量為13080.46kg/hm2,各試驗地點全部增產;通過2017 年天育108 在相同生態適應區引種備案試驗數據可以看出,遼寧省天育108的平均產量為12434.10kg/hm2,河北省天育108 的平均產量為10875.30kg/hm2,山西省的平均產量為12412.80kg/hm2,黑龍江省天育108 的平均產量為12997.80kg/hm2,內蒙古自治區天育108 的平均產量為13157.40kg/hm2。
3.4 天育108 在吉林省的豐產性及穩定性通過2018-2022 年多年多點數據分析,可以看出試驗年份間、地點間、品種間、地點×年份互作間對產量的影響達到了極顯著的差異,試驗年份間吉林省各地點遭遇過臺風暴雨、大風等極端氣象災害,對產量影響較大。天育108 在多年多點試驗中的平均產量為13407.73kg/hm2,變異度為0.389,先玉335平均產量為12760.12kg/hm2,變異度為0.409,比對照平均增產5.08%,天育108 比先玉335 在各個試驗地點均有更好的豐產性、穩定性和適應性表現。其中吉林市E1(14353.25kg/hm2)與公主嶺市E4(14214.41kg/hm2)的平均產量較高,長嶺縣E3(12404.70kg/hm2)試驗點多年降雨偏少,多干旱氣候,德惠市E5(12347.10kg/hm2)試驗點多遇大風、冰雹、大雨等天氣,自然氣象環境對試驗影響較大,產量較低。
3.5 天育108 的耐密植性隨著土地經營權有序流轉,種植養殖專業戶、家庭農場、農民合作社、農業企業等規模經營主體自主創新和擴大再生產能力不斷加強,已經形成了多種形式的農業適度規模經營。堅持穩糧優先,穩定糧食播種面積,確保糧食持續穩定增長[10]。天育108 作為吉林省農業農村廳推薦為吉林省中熟區主推糧食作物品種,具有較高的增產潛力和有較好的耐密植性,因此對天育108 進行耐密性試驗分析,以期在生產中為種植者和規模種植經營主體提供參考。
通過天育108 耐密植(小區)分析試驗可以得出,雙陽試驗點的播種密度應在54800~69600株/hm2,農安試驗點的播種密度應在58600~70300株/hm2。不同種植地點具有相對高產的栽培種植密度,推薦生產種植密度為60000~67500 株/hm2。通過天育108 耐密植(大壟雙行、水肥一體化)分析試驗可以得出,在75000 株/hm2時產量達到最大值,在達到14000kg/hm2產量時,松原試驗點的播種密度應在70600~81500 株/hm2。但隨著種植密度的增加,群體莖稈質量下降,易發生倒伏和莖折,籽粒品質下降,禿尖率增加,綜合抗性下降,應在考慮水肥等物資投入,合理設置種植密度,以期獲得較高的經濟收益[11-12]。
3.6 天育108 主要農藝性狀表現近年來,東北地區的氣候復雜多變,春旱秋雨、低溫寡照、高溫多濕,臺風等極端天氣頻發,但天育108 的農藝性狀及產量表現比較穩定。品種春播早發性好,出苗整齊,中抗大斑病、彎孢菌葉斑病,抗絲黑穗病,高抗莖腐病,多年多點田間觀察絲裂病發病率極低,收獲期果穗脫水速度快,播期彈性大,出籽率可達85%以上,容重777g/L,糧質優。