不同基因型玉米間作的抗病穩產生態效應研究

李豪遠 吳占清 陳威 許海良 彭星星 馬凱琳

摘要? 以河南主推的玉米品種為材料，在2020—2021年研究不同基因型玉米間作對玉米多種病害抗性和產量的影響，旨在為河南種糧大戶提供理論依據。以德單5號、登海605、中科玉505、裕豐303為材料，研究品種間作對群體產量以及莖腐病、小斑病、穗腐病和南方銹病發病的影響。結果表明，不同基因型玉米間作較單作能夠提高復合群體對莖腐病、小斑病、穗腐病和南方銹病的抗性，間作產量均遠遠高于各品種單作產量，增產效益顯著。德單5號與登海605間作更能提高復合群體產量，穩產性更有保障。

關鍵詞? 基因型；玉米；間作；復合群體；抗病性；產量

中圖分類號? S513? 文獻標識碼? A? 文章編號? 0517-6611（2024）04-0017-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.004

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Ecological Effects Study on Disease Resistance and Yield Stability of Different Genotypes of Maize Intercropping

LI Hao.yuan， WU Zhan.qing， CHEN Wei et al

（Kaifeng Academy of Agriculture and Forestry， Kaifeng， Henan 475004）

Abstract? In 2020-2021， the effects of intercropping of different maize genotypes on multiple disease resistance and yield were studied using the main maize in Henan Province as materials， aiming at providing theoretical basis for farmers in Henan Province. Dedan 5， Denghai 605， Zhongkeyu 505 and Yufeng 303 were used as materials to study the effects of intercropping on population yield， as well as the incidence of stem rot， leaf spot， ear rot and southern rust. Results showed that intercropping different genotypes of maize could improve the resistance of the composite population to stem rot， small leaf spot， ear rot and southern rust compared to monocropping. The yield of intercropping was significantly higher than that of monocropping each variety， with significant yield increase benefits. Intercropping between Dedan 5 and Denghai 605 could improve the yield of the composite population and ensure the stability of yield.

Key words? Genotype;Maize;Intercropping;Compound groups;Disease resistance;Yield

基金項目? 河南省中央引導地方科技發展專項“糧飼通用型玉米抗旱種質創制及新品種選育”（Z20221343006）;開封市科技攻關專項“抗南方銹病青貯玉米種質資源創制與利用”（2202019）。

作者簡介? 李豪遠（1993—），男，河南平頂山人，研究實習員，碩士，從事玉米育種研究。

收稿日期? 2023-03-24；修回日期? 2023-04-24

玉米作為中國第一大作物，在全國糧食安全和經濟發展中占著舉足輕重的地位［1-2］。河南省玉米的種植面積385萬hm2左右，僅次于小麥。隨著中央和國務院要求大力發展土地流轉政策的不斷深入，越來越多的種糧大戶涌現出來，勞動力的相對稀缺程度開始上升，種糧成本不斷升高。大面積種植配合全程機械化才能夠大大節省生產成本、增加收益，但栽培品種單一化和種質資源狹窄也日趨嚴重［3］。黃淮海夏玉米區環境多變，單一化種植會導致群體抵御自然災害能力較差［4-6］。不同作物間作對機械化要求較高，不同基因型的同種作物間作豐富了群體遺傳多樣性，減輕病蟲害，減少化肥農藥的使用量，對提高群體抗逆性和產量有著重要意義［7-8］。鑒于此，筆者通過對河南幾個主栽玉米品種單、間作種植，探索其復合群體的抗逆增產效應，以期為河南玉米種植大戶提供理論依據。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

以河南主推的4個玉米品種（德單5號、登海605、中科玉505、裕豐303）為材料。

1.2? 試驗方法

采用完全隨機排列設計，進行不同密度下等行距單作和間作試驗（表1）。行距60? cm，種植密度分別為67 500和75 000株/hm2。

1.3? 田間管理

玉米在6月15日前播種，嚴格按照規格進行；播種后立即澆蒙頭水；3葉期間苗，5葉期定苗，定苗前噴施內吸性殺蟲劑。其他管理與當地水平相當。

1.4? 測定項目

1.4.1? 病害發生情況調查。玉米小斑病、南方銹病與鐮刀菌莖腐病在吐絲期40 d后對發病情況進行調查。玉米穗腐病在玉米成熟后期進行調查。

1.4.2? 考種計產。乳熟末期進行空稈率、雙穗率調查；玉米成熟后（10月1日）收獲中間3行計產并對結果進行數據統計與分析。

2? 結果與分析

2.1? 不同基因型玉米間作復合群體的抗病效果

2.1.1

單、間作鐮刀菌莖腐病發病率。由表2可知，在不同種植密度下，2020—2021年間所有處理中，DH605單作莖腐病發病率均為最低，抗病表現最好。就品種單作來看，不同年份不同密度下，2020年DH605莖腐病發病率均為0；2021年DH605莖腐病發病率分別為0.39%、1.06%；DH605對莖腐病抗性最好，YF303抗病性最差，發病率均為當年最高。就不同品種單、間作模式來看，品種間作能夠提高玉米群體對莖腐病的抗性，兩年間DD5與DH605間作群體發病率均低于DD5單作，高于DH605單作；其他間作群體的發病率除67 500 株/hm2種植密度下DD5與ZKY505間作外，均高于DD5單作，分別低于對應的ZKY505單作和YF303單作。兩年間不同種植密度下，DD5與DH605間作比DD5單作發病率下降最多，在67 500株/hm2種植密度下分別降低1.35百分點、1.99百分點，在75 000株/hm2種植密度下分別降低1.33百分點、2.75百分點。從不同間作模式來看，兩年間DD5與YF303間作莖腐病發病率均為當年最高，與其他兩個間作模式相比抗病性略差。

2.1.2

單、間作小斑病病情指數。由表2可知，在不同種植密度下，兩年間所有處理中，DD5單作對小斑病抗性表現最好，2020年DD5病情指數分別為11.19、12.03，2021年DD5病情指數分別為13.21、15.78；YF303單作病情指數最高，抗病性最差。從品種單作來看，兩年間同樣表現為DD5對小斑病的抗性最好，YF303抗病性最差。從不同品種單、間作模式來看，除2020年67 500株/hm2種植密度下DD5與ZKY505間作外，3個間作群體病情指數均高于DD5單作。從不同間作模式來看，與其他2個間作模式相比，兩年間DD5與ZKY505間作小斑病病情指數均為當年最低，2020年病情指數分別為11.07、12.08，2021年病情指數分別為13.44、16.22。

2.1.3? 單、間作穗腐病發病率。由表2可知，在不同種植密度下，兩年間所有處理中，DH605單作發病率均為最低，抗病表現最好。2020年DH605穗腐病發病率分別為0.22%、0.64%，2021年DH605穗腐病發病率分別為1.25%、1.77%，均為當年最低；就品種單作來看，兩年間DH605對穗腐病抗性最好，DD5次之。就不同品種單、間作模式來看，兩年間DD5與DH605間作群體發病率均低于DD5單作，高于DH605單作；其他間作群體的發病率卻高于DD5單作，分別低于ZKY505單作和YF303單作。從不同間作模式來看，兩年間DD5與DH605間作對穗腐病抗性最好，其他間作模式也能提高玉米群體對穗腐病的抗性。

2.1.4? 單、間作南方銹病病情指數。由表2可知，在不同種植密度下，兩年間所有處理中，DD5單作病情指數均為最低，抗病表現最好；DH605對南方銹病抗性最差，2020年病情指數分別為38.24、45.27，2021年病情指數分別為50.93、58.29；從品種單作來看，兩年間同樣表現為DD5對南方銹病的抗性最好，DH605抗病性最差。就不同品種單、間作模式來看，3個間作群體病情指數均高于DD5單作之外，卻分別低于對應的DH605單作、ZKY505單作和YF303單作。從不同間作模式來看，兩年間DD5與ZKY505間作對南方銹病的抗性最好，其他間作模式也能提高玉米群體對南方銹病的抗性。

2.2? 不同基因型玉米間作復合群體的增產效果

由表3可知，不同密度下，兩年間所有處理中DD5與DH605間作產量最高。2020年產量分別可達到10 933.65、10 573.65 kg/hm2，2021年同樣為當年最高值，分別可達到10 689.90、10 163.70 kg/hm2。就品種單作來看，不同密度下，DH605產量兩年間均為最高，DD5產量次之；就不同品種單、間作模式來看，品種間作增產效應明顯，所有間作產量均遠遠高于單作。就不同間作模式來看，DD5與DH605間作產量均為當年最高，兩年平均增產率同樣最高，與其他2個間作模式相比豐產性、穩產性更好。

3? 結論與討論

3.1? 不同基因型玉米間作有利于提高群體抗病性

該試驗結果表明，不同基因型玉米間作有利于提高復合群體抗性。不同抗莖腐病、穗腐病玉米品種間作組合，除DD5與DH605間作群體發病率低于DD5單作、高于DH605單作外，其他間作群體發病率均高于DD5單作，分別低于ZKY505單作、YF303單作；不同抗小斑病、南方銹病玉米品種的間作組合，所有間作群體病情指數均大于DD5單作，分別小于DH605單作、ZKY505單作、YF303單作。整體來看，不同基因型玉米間作能夠提高復合群體抗性。但需根據當地病害發生程度，針對性選擇間作品種才能起到最大作用。

3.2? 不同基因型玉米間作可以提升復合群體產量

該研究表明，在雙基因型玉米間作系統中，不同基因型組合對產量有明顯影響。DD5與DH605間作與單作相比對空稈率影響不大，其他間作模式較DD5單作空稈率增加，較ZKY505單作、YF303單作空稈率降低。在67 500株/hm2種植密度下，不同品種與DD5間作較其單作雙穗率降低，對其他品種影響不大。兩年間不同種植密度下，DD5與DH605間作、DD5與ZKY505間作和DD5與YF303間作模式群體產量均超過各品種單作產量，其中DD5與DH605間作增產效應最明顯，較品種單作增產率可達到10%，間作群體結實性較好。DD5與ZKY505間作、DD5與YF303間作群體產量較DD5單作增產效應稍差。

我國玉米種質資源較為匱乏，直接導致玉米品種的遺傳基礎日益狹窄，單一品種種植生產風險較大。通過不同基因型玉米品種間作，可以增加田間群體的生物多樣性，優化群體冠層結構，增強通風透光能力和光能利用率，增強對逆境脅迫的抗性，從而實現高產、穩產［9-10］。玉米實施間作可提高其產量，與單作相比可達到顯著增產水平［11］，間作平均比單作增產4.04%～17.14%［12］。通常來說玉米間作的品種類型越多，其復合群體的豐產性越高，穩產性越好［13］。通過高稈與矮稈玉米品種、抗病與感病玉米品種、豐產性與穩產性品種間作有利于提高群體抗病性［14］。近年來，由于玉米新品種審定渠道較多，玉米新品種出現“井噴式”增長，該研究只針對了4個品種間作模式的研究，對于其他大面積推廣品種間作的穩產抗逆生態效應尚需進一步研究。

參考文獻

［1］蔡曉明.生態系統生態學［M］.北京：科學出版社，2000.

［2］李少昆，王崇桃.玉米高產潛力·途徑［M］.北京：科學出版社，2010.

［3］李少昆，趙久然，董樹亭，等.中國玉米栽培研究進展與展望［J］.中國農業科學，2017，50（11）：1941-1959.

［4］平西栓，邢冉冉，劉天學.不同玉米品種間作的互補抗逆增產效應［J］.甘肅農業大學學報，2020，55（2）：62-67.

［5］馬興林，趙同凱，李慶方，等.不同玉米品種間作抗逆豐產增效技術規程［J］.農業科技通訊，2019（11）：292-293，296.

［6］魏昕，王振華，張前進，等.河南省玉米生產現狀、問題與對策［J］.玉米科學，2010，18（2）：136-141.

［7］左元梅，劉永秀，張福鎖.玉米/花生混作改善花生鐵營養對花生根瘤碳氮代謝及固氮的影響［J］.生態學報，2004，24（11）：2584-2590.

52卷4期????????????????? 李豪遠等? 不同基因型玉米間作的抗病穩產生態效應研究

［8］傅兆麟，李洪琴，王光杰，等.作物雙基因型混合種群的研究與幾個問題的討論［J］.生態學雜志，2001，20（1）：73-76.

［9］劉天學，張紹芬，趙霞，等.我國玉米主要間作技術研究進展［J］.河南農業科學，2008，37（5）：14-17.

［10］楊小琴，王洋，齊曉寧，等.玉米間作體系的光合生理生態特征［J］.土壤與作物，2019，8（1）：70-77.

［11］祁勇.不同玉米品種間作對其產量性狀的影響研究［J］.農業科技通訊，2018（5）：52-54.

［12］陳國立，宋多義，祁麗敏，等.不同玉米品種間作對抗性及產量性狀的影響［J］.山東農業科學，2009，41（6）：46-47.

［13］侯雪紅.不同玉米品種間作對產量性狀的研究［J］.河南農業，2014（7）：42.

［14］段鵬飛，趙地.不同基因型玉米間作抗病穩產生態效應研究［J］.玉米科學，2017，25（6）：107-112.