安順市6個玉米自交系抗逆性鑒定及綜合評價

摘 要 為鑒定安單系列玉米自交系的抗逆性，在不同肥料及水分脅迫下，以貴州省安順市6個玉米自交系為材料，籽粒產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子及結(jié)實率為指標進行抗逆性評價并分類。結(jié)果表明：各材料抗逆性由高到低依次為AW、78599、W11/SO1、909-2、05CRE49、R92，其中AW、 78599的抗逆性最高，為強抗等級（Ⅰ級）； W11/SO1其次，為抗等級（Ⅱ級）；909-2、05CRE49居中，為中抗等級（Ⅲ級）；R92抗逆性最差，為不抗等級（Ⅴ級）。

關(guān)鍵詞 玉米自交系；抗逆性評價；貴州省安順市

中圖分類號：S513 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.03.023

貴州地貌屬于中國西南部高原山地，境內(nèi)地勢東低西高，自中部向北、東、南3面傾斜，平均海拔在1 100 m左右。全省地貌可分為：高原、山地、丘陵和盆地4種基本類型。高原山地居多，素有“八山一水一分田”之說，是全國唯一沒有平原支撐的省份，海拔為147.8～2 900.6 m。貴州玉米的平均種植面積為72萬hm2，該地玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點在山區(qū)，難點也在山區(qū)[1]。

貴州省玉米生產(chǎn)條件屬于典型的山區(qū)生態(tài)，特別是黔中喀斯特地區(qū)，土壤瘠薄、干旱頻發(fā)成為制約玉米單產(chǎn)水平提高的主要限制因子。受特殊的生產(chǎn)和生態(tài)條件限制，適合大面積生產(chǎn)需求的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗品種較少。相對較低的土壤肥力水平與水資源時空分布的不均，增加肥料投入就成為本地玉米生產(chǎn)的直接手段之一。受當?shù)厣a(chǎn)條件的限制，肥料利用效率十分低下，解決的途徑除了改良土壤、配方施肥、提高栽培水平外，根本還得從種質(zhì)資源改良與選育入手，通過選育抗旱、耐瘠玉米材料，從而提高作物品種的抗逆性。在水資源日益短缺的今天，挖掘抗旱耐瘠種質(zhì)資源成為玉米育種的重要目標[2]。

近年來，貴州省審定的玉米品種大多為大肥水型，推廣應(yīng)用面積有限，成果轉(zhuǎn)化率較低。適應(yīng)山區(qū)的耐瘠、抗旱、優(yōu)質(zhì)的玉米品種匱乏，成為制約貴州省玉米生產(chǎn)發(fā)展的主要瓶頸。為了改善這一狀況，有必要從現(xiàn)有的種質(zhì)資源庫中篩選和鑒定具有抗旱、耐瘠特性的相關(guān)基因，并進行深入研究和應(yīng)用。這不僅能提高作物的抗逆性和水肥利用率、提升單產(chǎn)，還對保障該地區(qū)的糧食生產(chǎn)安全，實現(xiàn)節(jié)水節(jié)肥、高產(chǎn)高效的可持續(xù)農(nóng)業(yè)具有重要的理論和實踐意義。

本試驗通過對近幾年安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院新選育的具有本地血緣的玉米自交系進行研究，設(shè)置肥料水平及水分脅迫2個試驗因素，調(diào)查安單系列玉米自交系對水分及肥料的響應(yīng)規(guī)律及受逆境脅迫的影響程度，研究試驗材料的抗逆性，為下一步玉米材料的抗逆性鑒定及抗旱、耐瘠品種的選育提供理論參考及實踐依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗地概況

試驗于2022年4—9月在安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院抗旱大棚中進行，該地位于東經(jīng)105.845°、北緯26.30°，海拔1 290 m，典型的喀斯特地貌集中地區(qū)，亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)西段，年平均氣溫在15 ℃左右，年降雨量1 300～1 400 mm。土質(zhì)黃壤，肥力中等。

1.2" 試驗材料

安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所玉米骨干自交系6個，分別為05CRE49、78599、R92、909-2、W11/SO1、AW。

1.3" 試驗設(shè)計

試驗采用裂-裂區(qū)試驗設(shè)計，主區(qū)A為干旱脅迫（設(shè)A1中度干旱脅迫、A2不脅迫2個水平），副區(qū)B為肥料脅迫（設(shè)B1全施肥、B2 1/2施肥，B3 1/4施肥，B4 不施肥4個水平），副副區(qū)C為自交系（C1為05CRE49、C2為78599、C3為R92、C4為909-2、C5為W11/SO1、C6為AW）。小區(qū)行長3.8 m，行距0.6 m，重復(fù)間走道0.6 m，小區(qū)面積2.28 m2，單株留苗，密度70 200株·hm-2，四周設(shè)置保護行。

干旱脅迫選擇大喇叭口期和散粉期進行2次干旱脅迫，每次脅迫10 d[3-5]。肥料脅迫的全施肥標準為底肥750 kg·hm-2復(fù)合肥，追肥375 kg·hm-2尿素。

1.4" 測定項目

成熟期小區(qū)測產(chǎn)，對比產(chǎn)量、結(jié)實率差異；隨機取樣10株果穗，室內(nèi)考種，對比穗長、穗粗、禿尖、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重等差異。

1.5" 分析方法

計算各性狀的抗逆系數(shù)，并采用模糊函數(shù)法計算隸屬度，對各自交系的抗逆性進行綜合評價[6]。計算公式：

抗逆系數(shù)=脅迫處理測定值/正常處理測定值 （1）

隸屬度R=（Xi-Xmin）/（ Xmax -Xmin）" "（2）

式中，Xi為指標測定值，Xmin和Xmax為參試材料某一指標的最小值和最大值。當性狀與抗逆性呈負相關(guān)時，用反隸屬函數(shù)1- R計算。平均隸屬函數(shù)值X是各處理R的平均值，X越大表示耐脅迫性越強。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 在不同水分及肥料脅迫下的產(chǎn)量分析

由表1和表2可以看出，水分脅迫對產(chǎn)量的影響達到顯著水平，水分脅迫較正常處理下的產(chǎn)量降低了31.18%。肥料脅迫對產(chǎn)量的影響達到極顯著水平，產(chǎn)量水平隨著施肥水平的提高呈現(xiàn)先顯著上升后逐漸趨于平緩。0～1/4施肥水平，產(chǎn)量提高了34.46%；1/4～1/2施肥水平，產(chǎn)量提高了23.92%；1/2～1施肥水平，產(chǎn)量提高了17.2%。各自交系產(chǎn)量差異達到極顯著水平，產(chǎn)量水平由高到低依次為909-2、AW、R92、78599、W11/SO1、05CRE49（其中R92與78599的平均產(chǎn)量差異不顯著）。自交系與水分脅迫互作對產(chǎn)量的影響大多達到極顯著水平，正常澆水情況下各自交系的平均產(chǎn)量高于水分脅迫下的平均產(chǎn)量，其中909-2×正常澆水下的平均產(chǎn)量最高，達到5 556 kg·hm-2，05CRE49×水分脅迫的平均產(chǎn)量最低，為1 570.50 kg·hm-2。在水分脅迫下的減產(chǎn)幅度由高到低依次為R92（-45.57%）、909-2（-39.56%）、05CRE49（-29.06%）、78599（-25.48%）、W11/SO1（-20.28%）、AW（-18.93%）。

2.2" 不同處理對產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響分析

由表3可以看出，水分脅迫對穗部的生長產(chǎn)生了顯著的抑制作用。具體而言，水分脅迫對穗長和行粒數(shù)的影響極為顯著，分別降低了12.73%和12.00%，同時穗行數(shù)也受到了一定程度的影響，下降了6.97%；水分脅迫對穗粗、禿尖和百粒重的影響相對較小，說明這些性狀在水分不足的情況下仍能維持一定的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，雖然水分脅迫會影響玉米的生長，但其對某些性狀的影響并不如其他因素明顯。肥料脅迫對穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)和百粒重的影響均達到了極顯著水平，顯示出肥料的充足與否對玉米生長的重要性；在肥料不足的情況下，各項性狀的表現(xiàn)均顯著下降，肥料脅迫對禿尖的影響相對較小。各自交系的產(chǎn)量構(gòu)成因子均呈現(xiàn)出極顯著差異，說明不同自交系在對水分和肥料脅迫的適應(yīng)能力上存在明顯的遺傳差異，肥料脅迫對自交系的影響明顯大于水分脅迫。這種差異可能與各自交系在營養(yǎng)吸收和利用效率方面的不同有關(guān)。

2.3" 不同處理對玉米結(jié)實率的影響分析

由表4可以看出，各自交系的結(jié)實率除受自身遺傳特性的影響外，水分、肥料脅迫均顯著影響玉米果穗的形成。主區(qū)、副區(qū)、副副區(qū)均達到顯著水平。水分脅迫（67.01%）較正常處理（90.12%）果穗結(jié)實率下降了25.64%；隨著施肥量的減少，果穗結(jié)實率呈明顯下降趨勢，正常施肥（90.40%）較不施肥（62.67%）高27.73個百分點。施肥水平1～1/2，結(jié)實率下降6.95%，施肥水平1/2～1/4，結(jié)實率下降8.37%，施肥水平1/4～0，結(jié)實率下降18.69%。各自交系的結(jié)實率存在巨大差異，結(jié)實率由高到低依次為：78599、AW、 W11/SO1、909-2、R92、05CRE49，其中78599（89.32%）、AW（88.98%）、W11/SO1（88.28%）最高，909-2（81.43%）居中，R92（65.32%）、05CRE49（58.07%）顯著低于其他自交系。

2.4" 各自交系的抗逆性

由表5至表7可以看出，各自交系的產(chǎn)量在水分及肥料脅迫下均出現(xiàn)明顯降低，各自交系產(chǎn)量的抗逆系數(shù)依次為：W11/SO1、AW、78599、909-2、05CRE49、R92。依據(jù)五級制劃分標準：隸屬度R≥0.7的為強抗等級（Ⅰ級），0.7＜R≥0.6的為抗等級（Ⅱ級），0.6＜R≥0.4的為中抗等級（Ⅲ級），0.4＜R≥0.3的為弱抗等級（Ⅳ級），R＜0.3的為不抗等級（Ⅴ級）[7]，可以得出各自交系的抗逆等級為：AW與78599為Ⅰ級，W11/SO1為Ⅱ級，909-2與05CRE49為Ⅲ級，R92為Ⅴ級。

3" 討論與結(jié)論

逆境脅迫對玉米自交系的產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子及結(jié)實率影響均較大。本研究結(jié)果表明，水分脅迫顯著影響了自交系的產(chǎn)量，自交系在脅迫下的平均產(chǎn)量較正常處理減少了31.18%。肥料脅迫對自交系產(chǎn)量的影響呈線性變化，隨著施肥的減少，產(chǎn)量呈明顯下降趨勢，肥料施用量每下降50%，平均產(chǎn)量下降19.90%。逆境脅迫下各自交系之間也存在顯著不同，其中909-2×正常澆水下平均產(chǎn)量最高，AW×水分脅迫下平均產(chǎn)量最高，05CRE49的平均產(chǎn)量最低。

肥料脅迫與水分脅迫在對產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響上存在差異。水分脅迫顯著影響穗長、穗行數(shù)與行粒數(shù)；肥料脅迫顯著影響穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)與百粒重；各自交系對肥料的敏感度大于水分的敏感度，說明在各產(chǎn)量構(gòu)成因子中，穗長、穗行數(shù)與行粒數(shù)對產(chǎn)量的影響較其他性狀大。

各自交系的果穗結(jié)實率在水分脅迫下，下降了25.64%；在肥料脅迫下，施肥量每降低50%，平均結(jié)實率下降11.30%。結(jié)實率最高的是78599，最差的是05CRE49。

作物的抗逆性受多種因素的影響，包括環(huán)境條件、遺傳背景、管理措施等，因此采用不同的指標對作物抗逆性進行評價，往往會得出不同的結(jié)論。這種差異不僅與所選指標的性質(zhì)有關(guān)，也與評價方法的選擇密切相關(guān)。為了盡可能減小評價結(jié)果與實際結(jié)果之間的誤差，綜合考慮多種因素進行全面評價顯得尤為重要。抗逆系數(shù)可以在一定程度上反映玉米自交系的產(chǎn)量穩(wěn)定性，然而，它并不能準確地反映在脅迫條件下的實際產(chǎn)量水平。這是因為抗逆系數(shù)主要側(cè)重于評估作物在不同環(huán)境條件下的相對表現(xiàn)，而忽略了在極端脅迫下的生產(chǎn)潛力。僅依靠抗逆系數(shù)來評估作物的抗逆性可能會導(dǎo)致對其真實表現(xiàn)的誤判，因此，選擇與抗逆性密切相關(guān)的7個指標性狀及產(chǎn)量，采用模糊函數(shù)法對這些指標進行綜合評價，可以有效地量化各自交系在不同脅迫條件下的抗逆性差異，從而使得不同自交系之間的抗逆性具有可比性。從抗逆隸屬度結(jié)果可以得出各自交系的抗逆等級為：AW與78599為Ⅰ級，W11/SO1為Ⅱ級，909-2與CRE49為Ⅲ級，R92為Ⅴ級。

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（責(zé)任編輯：敬廷桃）

基金項目：貴州省種業(yè)發(fā)展項目。

作者簡介：潘中濤（1981—），高級農(nóng)藝師，主要從事玉米育種及栽培。E-mail：nkypzt@126.com。