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玉米新杂交种的耐旱性研究

作者:未知

  [摘要] 筛选具有耐旱、对水分利用经济型的玉米品种是提高产量、避灾减灾、实现农业可持续发展的重要手段。以阜新生产上正在使用的21个玉米杂交种为材料,对各品种的子粒产量、干物量、单株穗数、株高、倒伏系数、雌雄穗开花间隔、叶片卷曲指数、叶片衰老指数等指标进行了综合考察,得出各品种的综合耐旱指数,排出了耐旱性的顺序,对农业生产及进一步筛选耐旱玉米种质具有一定指导意义。
  [关键词] 玉米;杂交种;品种筛选;耐旱性
  
  阜新地处辽西北风沙半干旱区,玉米是这里主要粮食作物。近些年该地区年均降水量比常年减少,且时空分布不均,同期气温比常年增高,蒸发量增多,补给不足,使这里的水资源严重减少。干旱对农业的危害程度呈增加趋势。防御干旱、提高干旱条件下农田生产力的战略方针应该从两方面入手:一方面要加强对有限水资源的合理开发利用;另一方面要从农作物种质改良入手,筛选具有耐旱、对水分利用经济型的玉米品种。从现有种质资源中筛选耐旱种质并加以研究利用,对提高作物适应性和水分利用率、避灾减灾、保障国家粮食安全、实现农业可持续发展具有重要的理论和实践意义[1]。本研究以阜新生产上正在应用的21个玉米杂交种为材料,在干旱地区自然降水条件下,研究了不同品种对干旱的反应。
  一、材料与方法
  试验于2008年在阜新市清河门区河西村进行。以阜新生产上常用的21个玉米杂交种为材料。4月27日播种,采用等行距播种,行距46.3cm,株距50cm,每小区种两行,3次重复。整个玉米生长季节降水偏少,拔节期以后降水不足100mm。
  1.主要调查项目及观察方法
  (1)叶片卷曲指数:在开花前叶片全上举时进行,于干旱期间的午后2时观察玉米叶片萎蔫及恢复程度,按叶片卷曲程度轻重分1~5级。
  (2)株高及颈粗:每小区取10株在抽雄后观测。
  (3)雌雄穗开花间隔(ASI):测定50%植株花药伸出时间至50%植株吐丝时间的间隔,以天为单位,以单个小区为考察对象。
  (4)叶片衰老指数:用死亡叶片占全株叶片的百分数除以10。在灌浆后半期以7~10d间隔测定2~3次,以单个小区为考察对象。
  (5)单株穗数:用收获株数除含至少一粒以上的穗数。
  (6)子粒产量及干物量:收获后将子粒(或部分样品)在80℃下烘干3d,称重计产。每品种取5株烘干测定总干物量。
  2.选择指数
  选择指数代表产量与第二性状的综合信息。在进行统计筛选之前要对测定数据进行标准化。标准化过程可由以下公式计算:
  
  
  和为i性状的平均数和标准差。为i性状在j品种的测定值。选择指数可表示为:
  表示权重。权重可由相对经济值或在胁迫下的相对值而定。具有最大I值的为最优品种。权重分配如下:产量+5,干物量+2,单株穗数+2,株高+1,叶片卷曲指数-1,倒伏系数-1,雌雄穗开花间隔-2,叶片衰老指数-2。
  二、结果与分析
  按上述方法对21个玉米品种的8项指标进行了调查、测定,结果见表1。
  1.叶片卷曲指数
  田间干旱比较严重时,材料表现出明显的旱相,这时叶片卷曲指数是判别耐旱性强弱的最直观、简便的指标。由表1可见,不同品种叶片卷曲指数在1~5之间。卷曲指数小、萎蔫较轻、恢复较快者抗旱性较强,否则反之。
  2.玉米的雌雄穗开花间隔
  玉米的雌雄穗开花间隔(ASI)在不同的品种间表现出明显的差异。ASI小者在1d左右,大则可达15d以上。ASI是一个与品种的耐旱性存在高度遗传相关的性状。在干旱条件下利用ASI进行耐旱性选择直观、实用、有效。ASI小表现为抗旱性强,否则反之。
  3.玉米的株高
  由表1可见,21个品种的株高都严重降低,在176~229cm之间。不同品种在相同水分胁迫条件下株高表现不同,说明不同品种的抗旱能力不同。
  4.玉米的倒伏系数
  由表1可见,参试品种的倒伏系数在0.77~1.12之间。该值低说明其抗倒伏能力较强。
  5.叶片衰老指数
  叶片衰老指数在6.3~8.9之间。衰老指数小说明植株持绿性好、叶片功能期长、抗旱能力强,否则反之。从该项指标看,丹玉47、富友9、丹科2151、丹玉39等品种的叶片的持绿期长;而铁研24、丹玉68、三北6、强盛一的叶片易于衰老。
  6.单株穗数
  单株穗数在0.11~0.78之间。水分是光合作用重要原料之一,水分不足影响玉米体内营养物质的积累、转化和分配,致使雌穗发育迟缓或停止发育形成空杆。单株穗数指标高的品种受干旱胁迫影响小,抗旱性强,否则反之。
  7.玉米的子粒产量及干物量
  由表1可见,不同品种在相同水分胁迫条件下子粒产量及干物量表现不同,说明不同品种的抗旱能力不同。子粒产量高的为3.05t/hm2(先玉335),产量低的仅达0.08 t/hm2(强盛一)。由高到低前8位品种依次为:先玉335、丹玉47、丹玉39、丹科2151、富友9、三北6、东单70、铁研24。不同品种的干物量差异较为明显,在6.0~10.4 t/hm2之间。干物量较高的前8位的品种依次为:丹玉47、丹玉39、丹科2151、丹玉99、先玉335、富友9、农大95、东单70。由此可见,不同品种的子粒产量和干物量排序并不完全一致,但总体而言产量与干物量呈高度正相关。
  8.选择指数
  由于测定指标的不同,表现为抗旱性强的品种不完全一致,往往这项指标高而另一项指标低。为了提高抗旱性鉴定的准确性,将每个品种各项指标的测定值进行标准化,并根据相对经济值或在胁迫下的相对值进行权重处理,将权重后的每一品种各项指标合计得到该品种的选择指数(表2),作为品种抗旱性综合鉴定的标准进行比较。具有最大I值的为最优抗旱品种。各品种抗旱性由高到低的排列顺序为:丹玉47、先玉335、丹玉39、丹科2151、富友9、东单70、铁研24、铁研25、三北6、农大95、富友7、丹玉99、铁研22、育青2、丹科2162、桥丰7、金刚5、丹玉68、创奇14、铁玉2、强盛一。
  三、小结与讨论
  选择指数代表产量与第二性状的综合信息。利用选择指数这种多性状综合评价品种的抗旱性的方法比单独用产量指标评价品种的抗旱性更可靠、更能揭示品种的真实抗旱能力。由此得出以下结论:丹玉47、先玉335、丹玉39、丹科2151、富友9为抗旱型品种;丹科2162、桥丰7、丹玉68、金刚5、创奇14、铁玉2、强盛一为不抗旱型品种;东单70、铁研24、铁研25、三北6、农大95、富友7、丹玉99、铁研22、育青2为中间类型品种。
  玉米生长期干旱会严重影响其生长发育,最终导致产量和品质的降低。试验中发现干旱使玉米的节间缩短、株高严重降低、叶片密集,影响通风透光不利于光合作用,品种间差异明显;干旱使玉米的茎粗严重缩小,茎杆强度变劣,较小的茎粗增加了玉米的易倒伏性。因此,本研究把株高、倒伏系数列入研究对象。株高、茎粗、叶片卷曲指数、叶片衰老指数、雌雄穗开花间隔、单株穗数等项指标是玉米植株对不同生育时期干旱的反应。这些指标的改变最终导致子粒产量和干物量的降低。因此,本研究在前人研究的基础上将产量、干物量、单株穗数、株高、倒伏系数、雌雄穗开花间隔、叶片卷曲指数、叶片衰老指数综合考虑,得出了各品种的抗旱性指数。本研究只是初步的研究结果,有待进一步研究验证。

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