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不同玉米品种的耐旱性鉴定与评价

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  摘要:采用玉米(Zea mays L.)开花期干旱胁迫法,以经济产量为主要性状,结合株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重、雌雄穗开花隔离时间(ASI值)等形态生育性状,用种质耐旱性指数(DTIg)作为玉米种质资源耐旱性鉴定与评价的主要指标,对12份玉米的耐旱性进行了鉴定与评价。结果表明,正大619的耐旱性极强,抗旱等级为1级;南校969、桂单1125、亚航689及桂单0810的耐旱性强,抗旱等级为3级;桂单688及绿星699的耐旱性中等,抗旱等级为5级,迪卡008、桂单1001、兆丰788、桂单160及兆丰688的耐旱性弱,抗旱等级为7级。
中国论文网 /8/view-8957259.htm
  关键词:玉米(Zea mays L.);产量;种质耐旱性指数
  中图分类号:S513 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)22-4238-04
  DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.007
  Abstract: The experiment was conducted under the normal irrigation treatment and drought pressure treatment at anthesis stage. Identification and selection of drought resistance of the maize(Zea mays L). inbred lines were based on grain yield,plant height,ear length,kernel per ear,bare tip length,rows per ear,and anthesis-silking interval(ASI). 12 maize varieties were estimated depending on drought resistant index(DTIg). The result showed that the drought tolerance of Zhengda 619 was very strong with a drought resistance level of grade 1. The drought tolerance of Nanxiao 969,Guidan 1125,Yahang 689 and Guidan 0810 were strong with a drought resistance level of grade 3. The drought tolerance of Guidan 688 and Lvxing 699 were medium with a drought resistance level of grade 5. The drought tolerance of Dika 008,Guidan 1001,Zaofeng 788,Guidan 160 and Zaofeng 688 were weak with a drought resistance level of grade 7.
  Key words: maize(Zea mays L.); yield; drought resistant index
  广西地处华南西部,属亚热带季风气候区,年降雨量丰富,但由于受冬、夏季风的交替影响,降水时空分布不均匀,旱涝灾害频繁发生[1-5]。干旱是制约广西农业生产最主要的灾害之一。玉米(Zea mays L.)是广西仅次于水稻的第二大粮食作物。广西玉米产区主要分布在桂中、桂西地区,而桂西、桂西北的玉米主产区多为贫困山区,该地区土壤瘠薄,降雨量少,春季和秋季时常发生干旱。春旱影响春玉米播种和出苗,造成季节推迟和影响全苗齐苗,秋旱影响秋玉米授粉灌浆[6]。干旱直接威胁玉米增产增收,是制约广西玉米生产的第一限制因素。一旦遭遇到干旱,耐旱玉米品种是首选。筛选出具有耐旱能力强的玉米种质、培育及推广耐旱玉米新品种已成为广西玉米产业重要的发展方向。
  国内外许多学者在鉴定玉米品种抗旱性方面进行了大量研究,发现干旱胁迫对玉米自交系农艺性状影响较大,玉米雌雄穗开花隔离时间(ASI)、耐旱性指数(DTIg)可以作为玉米杂交种和玉米耐旱性评价的主要指标,经过一系列的研究,也筛选出不少的抗旱种质材料[7-11]。
  因受试验条件和设施限制,广西有关玉米耐旱性鉴定的研究相对滞后,对耐旱性方面的研究主要是鉴定优异的自交系[12],而生产上已经推广应用的玉米品种的抗旱性研究鲜见报道。不同品种可能具有不同的耐旱机制,试验以目前生产上推广应用或已进入区域试验的玉米品种为材料,在干旱胁迫和正常灌溉处理条件下,以玉米的种质耐旱性指数为主要评价指标,结合其他形态生育性状表现对不同玉米品种进行鉴定与评价,以期发掘出耐旱性的玉米材料,为玉米耐旱育种及耐旱品种的推广提供理论依据。
  1 材料�c方法
  1.1 试验材料
  供试材料共12份,分别为迪卡008、正大619、南校969、桂单1001、桂单1125、兆丰788、桂单160、亚航689、兆丰688、桂单688、桂单0810及绿星699。
  1.2 试验方法
  试验在百色市玉米研究所试验基地进行,海拔500 m,地势平坦,褐色黏红壤,肥力中等、比较均匀,具备排灌条件,前作为玉米。2013年3月15日播种。试验设干旱胁迫和正常灌水2种(区)处理。干旱胁迫区为雨养+底水,玉米播种时淋水或灌水,出苗至收获不灌水;灌水区为雨养+4水(底水及拔节期、大喇叭期、乳熟期灌水),如遇到下雨则停止灌水。其他田间管理按一般大田管理。灌水措施利用滴灌控制较好,水旱区之间设4行玉米隔离区。随机区组设计,4行区,设3次重复,种植密度为3 600株/667 m2。   1.3 测定项目及方法
  ①田�g调查:准确记载每个小区品种的出苗期、抽雄期、散粉期、吐丝期、生育期,收获前选取连续10个单株,调查株高及穗位高。②室内考种:随机选取10个果穗,调查记录穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖、出子率及千粒重;③产量折算成水分含量为14%的产量。根据产量结果计算种质耐旱性指数(DTIg)[13,14],评价各品种的耐旱性。
  ASI=SD-AD(1)
  式中,SD为播种至50%植株吐丝的时间,AD为播种至50%雄穗花药伸出的时间。
  DTIg=Yd/Ym×Ymw/Ymd(2)
  式中,DTIg为耐旱性指数;Yd:待测材料干旱胁迫区子粒产量;Ym:待测材料正常灌水区子粒产量;Ymw:所有材料正常灌水区平均子粒产量;Ymd:所有材料干旱胁迫区平均子粒产量。
  玉米种质资源的耐旱性根据耐旱指数分为5级,其评价标准为1级:耐旱性极强,耐旱指数≥1.16;3级:耐旱性强,耐旱指数1.06~1.15;5级:耐旱性中,耐旱指数0.96~1.05;7级:耐旱性弱,耐旱指数0.80~0.95;9级:耐旱性极弱,耐旱指数≤0.80。
  1.4 统计分析
  采用Excel和DPS软件对数据进行统计分析。
  2 结果与分析
  2.1 干旱胁迫下不同玉米品种的生育期表现
  由于在胁迫强度与持续时间差异条件下,不同生育期的玉米品种对水分生理代谢反应可能不同,在总体控制干旱胁迫的时机及胁迫程度上有一定差异[15]。因此,选用的试验材料最好能分早熟、中熟、晚熟3组试验。本研究中选用的玉米品种属于中晚熟品种。经田间试验观察,正常灌水区及干旱胁迫区的各品种的全生育期幅度均为117~122 d。各品种正常灌水区与干旱胁迫区的出苗期基本一致,品种之间有差异,相差1~3 d,正大619出苗最早,兆丰688及桂单0810最晚;干旱胁迫下的抽雄期表现:除亚航689提前1 d、兆丰688提前2 d外,其他品种推迟0~3 d;吐丝期表现:除亚航689提前1 d、绿星699提前4 d外,其他品种推迟0~5 d;成熟期表现:除亚航689提前1 d外,其他品种推迟0~4 d,正大619推迟最多。
  2.2 干旱胁迫下不同玉米品种的主要农艺性状表现
  由表1、表2可知,干旱胁迫条件下玉米生长发育均受到一定程度的抑制,不同品种的农艺性状表现有所不同。植株性状方面,株高、穗位高在干旱胁迫下均有所降低,干旱胁迫区平均株高比正常灌水区降低6.13%,平均穗位高降低14.35%,桂单0810、绿星699、兆丰688及桂单160的株高降低幅度较小,桂单1001、桂单160及桂单0810的穗位高降低幅度较小。从整体上来看,筛选出株高及穗位高均受干旱影响较小的品种2个:桂单0810及桂单160;穗部性状方面,干旱胁迫区的平均穗长比正常灌水区减少2.27%,平均穗粗减少2.13%,平均秃尖增加0.2 cm,平均穗行数增加1.07%,平均行粒数减少2.14%,平均穗粒数减少0.91%,平均千粒重减少1.94%,平均出子率增加0.15%。筛选出穗长、穗粗、穗行数、穗行粒数及秃尖受干旱影响较小的品种共3个:南校969、桂单1125及桂单0810,千粒重及出子率受干旱影响较小的品种4个:正大619、桂单1125、亚航689及桂单688。
  2.3 干旱胁迫下不同玉米品种的产量表现
  表3结果表明,供试的12个玉米品种正常灌水区下总平均产量达到了580.44 kg/667 m2,比干旱胁迫区的总平均产量增产14.26 kg/667 m2。通过方差分析比较可以看出,干旱胁迫对玉米产量的影响相对比较大,不同玉米品种对干旱胁迫的敏感程度不同。在干旱胁迫处理下比灌水处理减产的品种共有7个:迪卡008、南校969、桂单1001、兆丰788、桂单160、兆丰688及绿星699,减产2.09%~11.23%,其中以兆丰788及迪卡008减产较大,且干旱区产量与正常灌水区产量差异达到显著水平,其他品种的干旱区产量与正常灌水区的产量差异不显著;在干旱胁迫处理下比灌水处理增产的品种共有5个:正大619、桂单1125、亚航689、桂单688及桂单0810,增产0.50%~15.69%,其中以正大619增产最明显,且其干旱区产量与正常灌水区的产量差异达到显著水平,其他品种的干旱区产量与正常灌水区的产量差异不显著。
  2.4 耐旱性鉴定结果
  从表4可知,试验区各玉米品的ASI均处于2~7 d间,干旱胁迫下不同玉米品种的ASI差异较大,干旱胁迫区的ASI值平均值为3.4 d,正常灌水区的ASI值平均值为5.0 d,干旱胁迫区ASI值比正常灌水区延迟范围为0~5 d。在干旱胁迫条件下花期协调受干旱胁迫影响相对较小的品种为南校969、桂单1125及桂单0810,影响相对较大的品种有兆丰688及绿星699。运用耐旱性指数(DTIg)对12个品种进行耐旱性评价,结果表明,正大619的耐旱性极强,抗旱等级为1级;南校969、桂单1125、亚航689及桂单0810的耐旱性强,抗旱等级为3级;桂单688及绿星699的耐旱性中,抗旱等级为5级,迪卡008、桂单1001、兆丰788、桂单160及兆丰688的耐旱性弱,抗旱等级为7级。
  3 小结与讨论
  本研究借鉴前人筛选耐旱材料的方法,在田间自然少雨条件下,于拔节期、大喇叭期、乳熟期进行水分管理,研究玉米在抽雄前后受到干旱胁迫下的植株性状和产量性状。玉米的耐旱性最终在产量上体现,但影响产量的性状很多,彼此间相互联系也相互制约。研究结果表明,干旱影响玉米的植株生长和果穗发育,导致玉米品种散粉至吐丝期间(ASI)增加,株高和穗位高降低,果穗变小,秃尖增长。粒数减小,千粒重减少,最终造成产量下降,这与邵红雨等[16]的研究结果一致。   本试验中,在干旱胁迫条件下,供�品种的抽雄期推迟范围为0~3 d,吐丝期推迟范围为0~5 d,这与Bolanos等[17]的研究结果相呼应,干旱对抽雄时间影响较小,对抽丝时间影响较大。桂单0810及桂单1125抽丝延迟不明显,ASI值变化幅度小,相对比较耐旱,兆丰688及绿星699 ASI值变化幅度大,耐旱性弱。
  玉米耐旱育种目的在于改变基因型对干旱环境的反应,实现耐旱性和丰产性相结合。广西玉米种植面积大部分在大石山区周边的深山旱地、丘陵地区的坡地和一些旱地,土壤贫瘠,春播多风灾涝灾,秋播玉米穗期和花粒期往往旱灾频繁,因此,提高抗逆性仍然是当前且今后很长时间内广西玉米的育种主攻方向,玉米品种必须抗病虫、耐瘠耐旱才能受到生产者的欢迎。本试验从12个玉米品种中筛选出1个耐旱性极强的品种,4个耐旱性强的品种,2个耐旱性中的品种,5个耐旱性弱的品种。耐旱性较强的正大619及桂单0810也是近年来广西生产上的主推品种,具有耐贫、耐脊、稳产等特点,其中桂单0810在2014-2015年期间年最高推广面积占广西播种面积的17%。本试验结果表明,正大619及桂单0810是值得在干旱山区推广种植的优良品种。
  致谢:特别感谢百色市玉米研究所的黄俊农艺师等人为本研究提供试验场地并完成相关数据的收集工作;感谢广西玉米创新团队百色综合试验站站长韦德斌农艺师等人的悉心指导。
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