四個玉米品種抗倒性及持綠性研究初報

陳文俊 付忠軍 黃玉碧 李建生 楊華 鄭 陽

摘要：試驗選用在中國西南地區(qū)有代表性的中國和美國玉米品種各２個，測定其莖稈強度與彈性、根系拉力、葉片持綠度等參數(shù)。結果表明，ＤＫ００７抗倒性最好，渝單８號、先玉５０８ 次之，登海１１抗倒性較差；２個美國玉米品種在莖稈強度、入土根數(shù)、持綠度上優(yōu)于２個中國玉米品種，差異達到顯著水平，而在莖稈彈性上稍遜于２個中國玉米品種； 持綠度與入土根數(shù)、根系拉力呈顯著相關。

關鍵詞：玉米；莖稈強度；莖稈彈性；根系拉力；葉片持綠度

中圖分類號：Ｓ５１３；Ｓ３３８文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０12）06－1095-03

Preliminary Study on the Lodging Resistance and Stay-Green for Four Maize Varieties

ＣＨＥＮ Ｗｅｎ－ｊｕｎ１，ＦＵ Ｚｈｏｎｇ－ｊｕｎ１，ＨＵＡＮＧ Ｙｕ－ｂｉ２，ＬＩ Ｊｉａｎ－ｓｈｅｎｇ３，ＹＡＮＧ Ｈｕａ１，ＺＨＥＮＧ Ｙａｎｇ１

（１． Ｉｎｓｉｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｒｎ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂａｎａｎ ４０１３２９，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；

２． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａ＇ａｎ ６２５０１４，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ；

３． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Tｗｏ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｍａｉｚｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ Ａｍｅｒｉｃａ ｗｅｒｅ ｐｌａｎｔｅｄ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｅｍｓ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｓｔｅｍｓ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ， ｕｐｒｏｏｔ ｐｏｗｅｒ， ｓｔａｙ－ｇｒｅｅｎ ｄｅｇｒｅｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐａｒａｍｅｔｅs ｗｅｒｅ ｖａｌｕａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｏｄｇｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｒａｉｔｓ ｏｆ ＤＫ００７ waｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ， ｗｈｉｌｅ Ｙｕｄａｎ Ｎｏ．８、 Ｐｉｏｎｅｅｒ ５０８ weｒｅ ｍｉｄｄｌｅ ｌｅｖｅｌ， ａｎｄ Ｄｅｎｇｈａｉ １１ was ｐｏｏｒｅｓｔ． Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｍａｉｚｅ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ ｈａd ｈｉｇｈｅｒ ｓｔｅｍｓ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｍｏｒｅ ｒｏｏｔ ｎｕｍｂｅｒ，ｂｅｔｔｅｒ ｓｔａｙ－ｇｒｅｅｎ ｏｆ ｌｅａｆ ｔｈａｎ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｍａｉｚｅ ｏｆ ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ． Ｂｕｔ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｍａｉｚｅ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ ｈａd ｌｅｓｓ ｌｏｗｅｒ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ． Ｓｔａｙ－ｇｒｅｅｎ ｄｅｇｒｅｅ was positively related with ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｂｕｒｉｅｄ ｒｏｏｔ and ｕｐｒｏｏｔ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｏｒｎ； ｓｔｅｍｓ ｓｔｒｅｎｇｔｈ； ｓｔｅｍｓ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ；ｕｐｒｏｏｔ ｐｏｗｅｒ ；ｓｔａｙ－ｇｒｅｅｎ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｌｅａｆ

玉米倒伏是由于外界因素引發(fā)的莖稈從直立狀態(tài)到倒折的現(xiàn)象［１］。倒伏一直是影響玉米產(chǎn)量和品質的重要因素。據(jù)統(tǒng)計，倒伏導致玉米減產(chǎn)１５％～２５％，甚至更高，我國每年因倒伏造成玉米的產(chǎn)量損失近１００萬ｔ。近年來，隨著玉米高密度育種和雜交種高密度種植技術的發(fā)展，密植與倒伏之間的矛盾日益突出，玉米的抗倒性已成為玉米遺傳育種研究的熱點之一［２－６］。國內外學者從植株特性、解剖學特性、化學成分、品種、庫容量、肥料和病蟲害等不同角度［７］對玉米倒伏作了大量研究，并取得了較大的進展。玉米葉片持綠性與品種的產(chǎn)量、品質、抗逆性密切相關［8］。試驗對玉米抗倒性進行比較分析，以期為玉米抗倒性的遺傳改良提供參考依據(jù)。

１材料與方法

１．１供試材料

供試玉米品種為2個中國品種渝單８號（ＧＰ１０２５）和登海１１（ＧＰ１０２６），2個美國品種先玉５０８（ＧＰ１０３０）和ＤＫ００７（ＧＰ１０３２）。

１．２試驗設計

采用隨機區(qū)組試驗設計，３次重復，小區(qū)面積２０ ｍ２，５行區(qū)，每公頃密度４．８萬株，于２０１０年３－８月在重慶市農業(yè)科學院試驗基地、四川雅安同時開展試驗。

１．３測定項目與方法

成熟期在田間調查株高、穗位高、莖粗、倒伏率，測定莖稈強度、莖稈彈性、根系拉力；收獲后調查入土根數(shù)。用游標卡尺測定莖粗；采用中國農業(yè)大學研制的莖稈強度儀測定莖稈強度；采用中國農業(yè)大學研制的彈性強度儀測定莖稈彈性；采用中國農業(yè)大學研制的拔根阻力專用檢測儀測定根系拉力；在玉米開花期與生理成熟時調查不同時段綠葉面積計算葉片持綠度。統(tǒng)計學分析采用Ｅｘｃｅｌ和ＤＰＳ進行。

２結果與分析

２．１不同玉米品種株高、穗位高比較

株高、穗位高是衡量玉米品種抗倒能力的指標之一。一般而言，株高增加，穗位升高，植株重心上移，抗倒能力減弱。但品種的抗倒能力還與其他因素密切相關。圖１表明，美國的兩個品種株高、穗位高均比中國的兩個品種高。美國玉米品種平均株高、穗位高分別為２９５ ｃｍ和１２５ ｃｍ，比中國玉米品種分別高４５ ｃｍ和３０ ｃｍ，方差分析表明差異達到顯著水平。

２．２不同玉米品種莖稈彈性比較

圖２表明，重慶、雅安兩點美國玉米品種莖稈彈性比中國玉米品種都低，且差異達到顯著水平。

２．３不同玉米品種莖稈強度比較

莖稈強度與倒伏負相關。李得孝等［9］指出，莖稈抗拉彎強度和橫折彎強度能綜合反映莖稈質量好壞。圖３表明，重慶、雅安兩點美國玉米品種莖稈強度都比中國玉米品種高，且差異達到顯著水平。

２．４不同玉米品種根系比較

玉米抗倒性與根體積、總根數(shù)、支持根層次、根干重呈正相關［９］。Ｋａｍａｒａ等［１０］的研究表明，玉米倒伏與根系拉力呈顯著的負相關。根粗、量大、分布廣、扎根深的植株抗倒伏能力強。圖４表明，重慶、雅安兩點美國玉米品種入土根數(shù)都比中國玉米品種多，方差分析表明差異達到顯著水平。圖５ａ表明重慶點美國玉米品種平均根系拉力比中國玉米品種低，圖５ｂ表明雅安點美國玉米品種平均根系拉力比中國玉米品種高，但差異均未達到顯著水平。

２．６不同玉米品種田間倒伏率和葉片持綠度比較

倒伏率＝［（總株數(shù)－直立株數(shù)）／總株數(shù)］×１００％

田間實際表現(xiàn)以ＧＰ１０２６倒伏率最高、ＧＰ１０３２最低（圖６）。重慶、雅安兩地兩個中國玉米品種的葉片持綠度均小于兩個美國玉米品種（圖7）。

２．７葉片持綠度與抗倒性指標相關性

表１、表２顯示，重慶、雅安兩地葉片持綠度與根系總數(shù)、根系拉力均呈顯著或極顯著正相關；重慶點葉片持綠度與莖稈彈性、莖稈強度分別呈負相關和正相關；雅安點葉片持綠度與莖稈彈性、莖稈強度分別呈極顯著負相關和顯著正相關。

３小結與討論

玉米莖倒伏與莖稈強度、植株高度和莖皮厚度密切相關［１1］。將株高、穗位高、莖稈強度、莖稈彈性、根系總數(shù)、根系拉力作為抗倒伏相關性狀進行觀察，并在田間考查倒伏率，綜合其表現(xiàn)，認為美國玉米品種在莖稈強度、入土根數(shù)、葉片持綠度上優(yōu)于中國玉米品種，差異達到顯著水平，而在莖稈彈性上稍遜于中國玉米品種。兩個試驗點玉米葉片持綠度與根系總數(shù)、根系拉力均呈顯著或極顯著正相關，是否與根系活力強、ＣＴＫ（細胞分裂素）分泌有關［１2］，有待進一步研究。

參考文獻：

［１］ 李得孝，員海燕，周聯(lián)東．玉米抗倒伏性指標及其模擬研究［Ｊ］．西北農林科技大學學報（自然科學版），２００４，３２（５）：５３－５６．

［２］ 張世煌．中美兩國玉米育種思路和技術水平的比較［Ｊ］．種子世界，２００７（４）：９－１０．

［３］ 孫世賢，戴俊英，顧慰連．密度對玉米倒伏及其產(chǎn)量的影響［Ｊ］．沈陽農業(yè)大學學報，１９８９，２０（４）：４１３－４１６．

［４］ 王大春．玉米耐密育種淺析［Ｊ］．農業(yè)科技通訊，２００７（１２）：１３－１４．

［５］ 袁公選，楊金慧，李雅文，等．玉米倒伏成因及預防［Ｊ］．西北植物學報，１９９９，１９（５）：７２－７６．

［６］ 張志才．作物倒伏成因分析及抗倒對策研究進展［Ｊ］．耕作與栽培，２００６（４）：１－２，２６．

［７］ 宋朝玉，張繼余，張清霞．玉米倒伏的類型、原因及預防、治理措施［Ｊ］．作物雜志，２００６（１）：３６－３８．

［９］ 李得孝，員海燕，武玉華．玉米抗倒伏性狀的遺傳分析［Ｊ］．西北農業(yè)學報，２００４，１３（２）：４３－４６．

［１０］ ＫＡMＡＲＡ Ａ Ｙ，ＫＬＩＮＧ Ｊ Ｇ，ＭＥＮＫＩＲ Ａ， et al． Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｏｏｔ－ｐｕｌｌｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｒｏｏｔ ｌｏｄｇｉｎｇ ａｎｄ ｇｒａｉｎ ｙｉｅｌｄ ｉｎ ｓｅｌｅｃｔｅｄ S１ ｍａｉｚｅ ｌｉｎｅｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ａ ｔｒｏｐｉｃａｌ ｌｏｗ－ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ ａｎｄ Ｃｒｏｐ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３，１８９（３）：１２９－１３５．

［１1］ 張芳魁，霍仕平，張健，等．玉米莖稈性狀與抗折斷力的相關和通徑分析［Ｊ］．玉米科學，２００６，１４（６）：４６－４９．

［１2］ 沈成國． 植物衰老生理與分子生物學［Ｍ］．北京：中國農業(yè)出版社，２００１．