蘭州市鮮食玉米品種篩選及品質(zhì)鑒定

張代玉 高麗萍 宋小霞 梁旭東 秦士嬌 陳劍云 王小龍

（1 甘肅省蘭州市七里河區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，蘭州 730050；2 甘肅省蘭州市七里河區(qū)農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校，蘭州 730050）

玉米（ZeamaysL.）為禾本科玉蜀黍?qū)僖荒晟荼局参?，是我?guó)重要的糧食作物之一。鮮食玉米是指在乳熟期采摘的玉米果穗，具有周期短、產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益明顯等特點(diǎn)，主要包括甜玉米、糯玉米、甜糯玉米3 種類(lèi)型。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的日益提高，鮮食玉米的市場(chǎng)需求量逐年增大，市場(chǎng)供應(yīng)量和需求量比例高達(dá)1∶200[1]。目前，蘭州市種植的鮮食玉米品種比較單一，以種植白糯玉米為主，少有花糯玉米、黑糯玉米以及黑甜玉米，導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降，農(nóng)民收益降低。本試驗(yàn)引進(jìn)13 個(gè)鮮食玉米品種開(kāi)展篩選試驗(yàn)，結(jié)合主成分分析和隸屬函數(shù)分析2 種分析方法對(duì)不同品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為篩選出適合蘭州市種植的鮮食玉米新品種作參考，為蘭州市農(nóng)業(yè)的高效發(fā)展提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料供試材料共13 個(gè)鮮食玉米品種，品種名稱(chēng)和供種單位見(jiàn)表1。

表1 鮮食玉米品種供種單位

1.2 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2023 年在蘭州市七里河區(qū)西果園鎮(zhèn)王家坪村試驗(yàn)地進(jìn)行，海拔1844m，屬溫帶半干旱大陸性氣候。2022 年年均降雨量341.2mm，年均氣溫9.5℃。試驗(yàn)地為壤土，有機(jī)質(zhì)含量19.6g/kg，全氮含量1.06g/kg，有效磷含量56.95mg/kg，速效鉀含量232.24mg/kg。前茬作物為結(jié)球甘藍(lán)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)，小區(qū)面積50m2。于5 月12 日播種，種植密度為45000 株/hm2，等行距50cm。播種前每hm2施有機(jī)肥1350kg、硝酸銨鈣580kg、磷酸二銨225kg。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法物候期 記錄各品種的播種期、出苗期、吐絲期、采收期、吐絲至采收的天數(shù)及全生育期。農(nóng)藝性狀 包括品種類(lèi)型、株型、株高、穗位高、雙穗率、空稈率、倒伏率。果穗性狀 于采收期在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10 個(gè)果穗進(jìn)行穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖、穗型、粒色、穗行數(shù)、行粒數(shù)以及單穗重的統(tǒng)計(jì)。測(cè)產(chǎn) 每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取2 行，計(jì)算整穗產(chǎn)量，折合每hm2的產(chǎn)量。品質(zhì)鑒定 根據(jù)史振聲[2]和呂佳雯等[3]對(duì)鮮食玉米品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的探討和描述，鮮食玉米的品質(zhì)由外觀品質(zhì)（30 分）和蒸煮品質(zhì)（70分）兩部分決定。外觀品質(zhì)主要有籽粒是否飽滿（10 分）、乳熟期色澤（5 分）、有無(wú)禿尖、缺粒及蟲(chóng)咬（6 分）、苞葉是否完整（9 分）；蒸煮品質(zhì)包括甜糯性（18 分）、風(fēng)味（10 分）、果皮厚度（18 分）、柔嫩性（10分）、氣味與色澤（14 分）。根據(jù)綜合得分衡量鮮食玉米的3 個(gè)等級(jí)：Ⅰ級(jí)≥90 分，80 分≤Ⅱ級(jí)＜90 分，60 分≤Ⅲ級(jí)＜80 分。

1.5 數(shù)據(jù)分析采用Excel 2010 和SPSS 19.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，包括ANOVA 方差分析、主成分分析和隸屬函數(shù)分析。對(duì)鮮食玉米各指標(biāo)間的相關(guān)性進(jìn)行分析，利用主成分分析和隸屬函數(shù)值對(duì)各品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。隸屬函數(shù)值計(jì)算公式為：μ=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin），其中Xi為第i個(gè)綜合指標(biāo)值，Xmin和Xmax分別為第i個(gè)綜合指標(biāo)值的最小和最大值。綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)D值計(jì)算公式為：D=∑μ（Xi）×（Pi/∑Pi），其中Pi為第i個(gè)綜合指標(biāo)值的貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮食玉米物候期分析由表2 可知，甜玉米在吐絲后22～24d 采收，糯玉米、甜糯玉米在吐絲后18～24d 采收。甜玉米美珍209 和金冠2054 的生育期均為105d；糯玉米有3 個(gè)品種生育期在100d 以下，1 個(gè)品種在100d 以上；甜糯玉米中生育期最長(zhǎng)的為萬(wàn)甜糯2013（109d），生育期最短的為黑甜糯768（96d），次短的為甜糯818（98d）。

2.2 鮮食玉米品種主要植株農(nóng)藝性狀分析由表3可知，密植白糯和黑甜糯768 株型緊湊，金冠2054和中鮮糯808 株型松散，其余品種株型均為半緊湊。旺源光彩株高和穗位高均為最高，分別為216cm 和120cm，美珍209 最低，分別為156cm 和40cm；其他品種株高為175～213cm，穗位高為63～99cm；中鮮糯808 和黑甜糯28 雙穗率最高，可達(dá)50%；所有參試品種空稈率和倒伏率均為0。

表3 鮮食玉米品種農(nóng)藝性狀

2.3 鮮食玉米品種果穗性狀分析由表4 可以看出，甜玉米中，金冠2054 果穗長(zhǎng)且粗，無(wú)禿尖，較美珍209 單穗重92g。糯玉米中，萬(wàn)黑糯109 和申科糯191 表現(xiàn)突出，其中萬(wàn)黑糯109 穗長(zhǎng)適中，穗粗較粗，無(wú)禿尖，單穗重595g；申科糯191 穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，穗粗適中，無(wú)禿尖，單穗重525g。甜糯玉米中，荊彩甜糯3399 穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，穗粗較粗，無(wú)禿尖，單穗重568g；彩甜糯520 果穗最粗，穗長(zhǎng)較長(zhǎng)，無(wú)禿尖，單穗重560g；旺源光彩穗長(zhǎng)、穗粗適中，單穗重505g。

表4 鮮食玉米品種果穗性狀

2.4 鮮食玉米品種鮮穗產(chǎn)量分析由表5 可以看出，甜玉米中，金冠2054 較美珍209 產(chǎn)量高15683.89kg/hm2。糯玉米中，萬(wàn)黑糯109 產(chǎn)量最高，為33143.12kg/hm2；密植白糯最低，為13309.74kg/hm2，且顯著低于其他糯玉米品種。甜糯玉米中，彩甜糯520 產(chǎn)量最高，可達(dá)38388.97kg/hm2，顯著高于其他甜糯玉米品種；旺源光彩產(chǎn)量較高，為32388.91kg/hm2；黑甜糯768 產(chǎn)量最低，為21874.59kg/hm2，與黑甜糯28 產(chǎn)量差異不顯著，但顯著低于其他甜糯玉米品種。

表5 鮮食玉米品種鮮穗產(chǎn)量

2.5 鮮食玉米品質(zhì)分析由表6 可知，金冠2054、萬(wàn)黑糯109、中鮮糯808、彩甜糯520、旺源光彩、萬(wàn)甜糯2013 等6 個(gè)品種屬于Ⅰ級(jí)鮮食玉米，其余7 個(gè)品種屬于Ⅱ級(jí)鮮食玉米。其中，甜玉米中，金冠2054總分位列第一；糯玉米中，萬(wàn)黑糯109 甜糯性、風(fēng)味、蒸煮品質(zhì)優(yōu)于其他品種而位列第一；甜糯玉米中，彩甜糯520 籽粒飽滿、排列整齊、甜糯性好、果皮較薄，柔嫩性優(yōu)于其他品種；旺源光彩總分僅次于彩甜糯520。

表6 鮮食玉米品種品質(zhì)等級(jí)

2.6 鮮食玉米各指標(biāo)間的相關(guān)性如表7 所示，株高和穗位高呈顯著正相關(guān)；雙穗率和果皮厚度呈極顯著正相關(guān)，與產(chǎn)量、蒸煮品質(zhì)總分呈顯著正相關(guān)；穗長(zhǎng)和單穗重呈極顯著正相關(guān)，與產(chǎn)量、柔嫩性呈顯著正相關(guān)；單穗重和產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，與外觀品質(zhì)、甜糯性、風(fēng)味呈顯著正相關(guān)；產(chǎn)量和外觀品質(zhì)、風(fēng)味呈極顯著正相關(guān)，與穗長(zhǎng)、甜糯性、果皮厚度呈顯著正相關(guān)。以上結(jié)果說(shuō)明，進(jìn)行玉米品種改良時(shí)需考慮到性狀間的相關(guān)性，并且單個(gè)指標(biāo)不能代表鮮食玉米品種的綜合品質(zhì)，因此考慮對(duì)農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀18 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表7 供試玉米品種各數(shù)量指標(biāo)間的相關(guān)性分析

2.7 鮮食玉米各指標(biāo)間的主成分分析通過(guò)對(duì)13個(gè)品種的18 個(gè)數(shù)量指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，共提取5個(gè)主成分，其中第1 主成分的特征值為7.46，貢獻(xiàn)率為41.43%，第2 主成分的特征值為2.77，貢獻(xiàn)率為15.38%，前5 個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)83.98%（表8）。根據(jù)各主成分貢獻(xiàn)率在累積貢獻(xiàn)率中所占的比重為權(quán)重，建立綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算每個(gè)鮮食玉米品種的綜合得分，由表9 可知，綜合得分排名前4位的鮮食玉米品種為旺源光彩、金冠2054、彩甜糯520、萬(wàn)黑糯109。

表8 主成分提取

表9 不同玉米品種數(shù)量性狀主成分分析及排名

2.8 不同鮮食玉米品種的綜合性評(píng)價(jià)分別對(duì)13個(gè)鮮食玉米品種的18 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)，隸屬函數(shù)值（D）越大說(shuō)明其鮮食玉米品種的綜合表現(xiàn)越好，越適合該地區(qū)種植。由表10 可知，同一綜合指標(biāo)如第一綜合指標(biāo)，金冠2054 值最大，黑甜糯768 值最小，表明金冠2054 在主成分1 的表現(xiàn)最好，黑甜糯768 表現(xiàn)最差。根據(jù)D值的排序可知，排名前4 位的依次為金冠2054、旺源光彩、彩甜糯520、萬(wàn)黑糯109。

表10 不同玉米品種數(shù)量性狀隸屬函數(shù)分析及排名

3 討論與結(jié)論

本研究對(duì)13 個(gè)鮮食玉米品種的主要農(nóng)藝及品質(zhì)性狀進(jìn)行了較為全面的分析，并利用主成分分析法、隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法及玉米外觀口感評(píng)價(jià)法等多種品種比較及篩選策略，綜合用于供試玉米材料在蘭州地區(qū)的品種篩選及推廣應(yīng)用研究。這些方法克服了過(guò)去只依靠產(chǎn)量指標(biāo)評(píng)判篩選新品種的片面性，具有方法簡(jiǎn)便直觀、計(jì)算分析工作量小、結(jié)果客觀可靠等優(yōu)勢(shì)，目前在國(guó)內(nèi)主要農(nóng)作物品種篩選推廣上取得了較好的應(yīng)用。黃婷等[4]利用主成分分析及隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)了不同櫻桃番茄品種在昆山地區(qū)栽培種植的綜合特性，通過(guò)觀測(cè)12 個(gè)農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀指標(biāo)選出排名靠前的3 個(gè)品種，且多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果基本一致，為新品種篩選的準(zhǔn)確性和可推廣性提供保障。鄧艷鳳等[5]基于形態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)，綜合考察40 份陸地棉F2材料在長(zhǎng)江流域的種植表現(xiàn)，通過(guò)不同評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選出綜合表現(xiàn)較好的前10 個(gè)材料，最后綜合比較分析出6 個(gè)優(yōu)良種質(zhì)，為新種質(zhì)創(chuàng)新利用奠定基礎(chǔ)。

綜合分析鮮食玉米品種的農(nóng)藝性狀、果穗性狀、鮮穗產(chǎn)量和品質(zhì)等是鑒定其豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性的重要途徑[6-9]。本研究通過(guò)主成分分析法對(duì)13 個(gè)鮮食玉米品種的18 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出5 個(gè)主成分，可代表83.98%的原始信息，由主成分分析法得出13 個(gè)品種的綜合得分，旺源光彩、金冠2054、彩甜糯520、萬(wàn)黑糯109 的排名靠前，這和隸屬函數(shù)分析得出的結(jié)論基本一致，其中，甜玉米金冠2054 采收期適宜、穗長(zhǎng)且粗、無(wú)禿尖、雙穗率高、產(chǎn)量高兼品質(zhì)優(yōu)，可作為蘭州地區(qū)首推的甜玉米品種。糯玉米中萬(wàn)黑糯109 果穗均勻一致、單穗重最重、產(chǎn)量高、品質(zhì)鑒定僅次于金冠2054，可作為鮮食糯玉米的首推品種，這和皇甫柏樹(shù)[10]研究結(jié)果一致。甜糯玉米中彩甜糯520 果穗最粗、產(chǎn)量最高、籽粒顏色鮮亮具有良好的商品性，可作為高品質(zhì)甜糯玉米進(jìn)行推廣種植，旺源光彩產(chǎn)量?jī)H次于彩甜糯520，且具有良好的品質(zhì)，也可作為甜糯玉米的選擇之一。綜上所述，本研究篩選出的金冠2054、萬(wàn)黑糯109、彩甜糯520 以及旺源光彩 4 個(gè)品種在產(chǎn)量、品質(zhì)等方面表現(xiàn)優(yōu)異，適宜在蘭州地區(qū)推廣種植。