河北省10個(gè)主栽夏玉米品種的抗旱性評(píng)價(jià)

肖 宇，李金英，劉青松，徐玉鵬，閆旭東*

（1.滄州市農(nóng)林科學(xué)院，河北 滄州 061000；2.泊頭市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，河北 泊頭 062150）

玉米是我國(guó)第一大糧食作物，也是河北省重要的糧食作物。河北省夏玉米年播種面積為230萬(wàn)hm2左右[1]，種植區(qū)常年干旱，其中，初夏干旱發(fā)生的頻率為50%～90%[2]。而玉米對(duì)水分較為敏感，干旱可導(dǎo)致玉米減產(chǎn)20%～50%[3]，因此，篩選抗旱性強(qiáng)的玉米品種進(jìn)行生產(chǎn)推廣意義重大。

作物對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)表現(xiàn)在多個(gè)方面，因此，其抗旱性能難以用單一指標(biāo)進(jìn)行全面評(píng)估，須通過(guò)多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行鑒定[4～9]。張仁和等[10]運(yùn)用主成分分析篩選出單穗重、穗長(zhǎng)和行粒數(shù)作為抗旱鑒定指標(biāo)，三者均與抗旱系數(shù)呈顯著正相關(guān)；王黃英等[11]認(rèn)為，用抗旱指數(shù)、株高、地上部干物重和產(chǎn)量等作為主要鑒定指標(biāo)可以綜合評(píng)價(jià)玉米的抗旱性。前人在玉米抗旱鑒定指標(biāo)方面進(jìn)行了大量工作，但對(duì)濱海低平原玉米區(qū)河北省主栽品種的綜合抗旱性鑒定較少。選用河北省主栽的10個(gè)不同基因型玉米品種，在干旱脅迫下進(jìn)行了抗旱性綜合分析，以期探討濱海低平原區(qū)夏玉米主栽品種的抗旱性，減少該區(qū)夏玉米旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，為河北省抗旱高產(chǎn)夏玉米品種推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米試材為河北省主栽夏玉米品種鄭單958、偉科702、衡單6272、登海605、滄玉6s、滄玉7s、滄玉76、浚單20、蠡玉86和先玉335，共計(jì)10個(gè)（表1）。

表1 參試玉米品種及其選育單位Table 1 Maize cultivars tested

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2015年在滄州市農(nóng)林科學(xué)院前營(yíng)試驗(yàn)站進(jìn)行，土壤為沙質(zhì)潮土，肥力中等。玉米播種前澆足底墑水，6月27日播種，行距55 cm，株距25 cm。水分管理措施設(shè)干旱脅迫和正常灌溉（CK）2個(gè)處理，其中，干旱脅迫處理（干旱處理）在旱棚內(nèi)進(jìn)行，整個(gè)生育期土壤相對(duì)含水量控制在40%左右；CK在大田自然環(huán)境下進(jìn)行，大喇叭口期灌溉1次，整個(gè)生育期土壤相對(duì)含水量基本保持在70%左右。小區(qū)面積7.7 m2，5行/區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。其他田間管理措施同常規(guī)。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 完熟期，每小區(qū)隨機(jī)選取連續(xù)的玉米植株10株，測(cè)定株高、穗位高、莖粗（地上部第3莖節(jié)直徑）和倒伏力（用DIK-7401植物倒伏計(jì)測(cè)定距離玉米根部80 cm處將莖稈推至與地面夾角呈45°時(shí)所用的力）。成熟后，每小區(qū)選取2行，3 m/行，統(tǒng)計(jì)玉米穗數(shù)，并稱量鮮重，計(jì)算平均鮮穗重；選取10穗（穗重與平均鮮穗重基本相當(dāng)），測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)和籽粒含水量，并根據(jù)籽粒含水量折算產(chǎn)量（含水量14%）。然后，根據(jù)公式，計(jì)算性狀差值、抗旱系數(shù)（DC）、抗旱指數(shù)（DI）[12]和隸屬度 （U）：

性狀差值=對(duì)照性狀值-干旱處理性狀值DC=干旱處理產(chǎn)量/對(duì)照產(chǎn)量

DI=抗旱系數(shù)×干旱處理產(chǎn)量/干旱處理所有品種的平均產(chǎn)量

式中，i—第i個(gè)指標(biāo)，j—第j個(gè)品種；Uij—第j個(gè)品種對(duì)于第i項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度；Xij—第j個(gè)品種第i項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定值；Ximin—全部品種中第i項(xiàng)指標(biāo)的最小值；Ximax—全部品種中第i項(xiàng)指標(biāo)的最大值。

分別利用DI和抗旱指標(biāo)隸屬度平均值，對(duì)參試玉米品種的抗旱性進(jìn)行評(píng)價(jià)?？购抵笖?shù)按4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分，其中，DI≥1.0時(shí)為抗旱性強(qiáng)，DI為0.8～1.0時(shí)抗旱性中等，DI為0.6～0.8時(shí)抗旱性弱，DI＜0.6時(shí)抗旱性極弱。隸屬度按5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[13]劃分。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱處理對(duì)參試玉米品種生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

2.1.1 對(duì)玉米生育期的影響 干旱處理的參試玉米品種生育期均＞其CK（表2），表明干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致玉米生育期延長(zhǎng)。其中，鄭單958、偉科702、衡單6272和登海605進(jìn)入大喇叭口期的時(shí)間與其CK一致，而其他品種均推遲1～2 d，可以看出，鄭單958、偉科702、衡單6272和登海605在生長(zhǎng)前期表現(xiàn)出了較好的耐旱性。干旱脅迫下，參試玉米品種的抽穗期推遲2～5 d，成熟期延后，最終，全生育期較CK延長(zhǎng)了 3～7 d。

表2 干旱處理對(duì)參試玉米品種生育期的影響Table 2 Effects of drought dress on the growth period of maize cultivars

2.1.2 對(duì)玉米農(nóng)藝性狀的影響 干旱處理的參試玉米品種株高、穗位高、莖粗和倒伏力均＜其CK（表3），表明干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致玉米株高和穗位高降低，莖粗變細(xì)，倒伏力下降。其中，鄭單958、偉科702、衡單6272、登海605、滄玉76的株高和倒伏力降幅均＜參試品種平均值，鄭單958、滄玉6s、滄玉7s、滄玉76、浚單20的穗位高降幅＜參試品種平均值，鄭單958、偉科702、衡單6272、登海605、滄玉76和先玉335的莖粗降幅均≤參試品種平均值，可以看出，干旱對(duì)各品種株高、莖粗和倒伏力的影響較為一致，而對(duì)穗位高的影響與其他3項(xiàng)指標(biāo)相比差異較大。因此，不建議將穗位高的差值作為抗旱性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表3 干旱處理對(duì)參試玉米品種農(nóng)藝性狀差值的影響Table 3 Effects of drought dress on the agronomic traits of maize cultivars

利用株高、莖粗和倒伏力3個(gè)農(nóng)藝性狀對(duì)參試玉米品種的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，認(rèn)為鄭單958、偉科702、衡單6272、登海605和滄玉76抗旱性較好。

2.1.3 對(duì)玉米產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響 干旱處理的參試玉米品種產(chǎn)量性狀和產(chǎn)量均＜其CK（表4），表明干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致玉米產(chǎn)量性狀變差，產(chǎn)量降低。其中，鄭單958、偉科702、登海605的產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的降幅均≤參試品種平均值，衡單6272除行粒數(shù)外其他性狀的降幅也均＜參試品種平均值，可以看出，這4個(gè)品種在產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量方面表現(xiàn)出較好的抗旱性。

值得注意的是，滄玉76各項(xiàng)農(nóng)藝性狀的差值均＜參試品種平均值，在農(nóng)藝性狀方面表現(xiàn)出了較好的抗旱性；但是，在產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量方面，除行粒數(shù)外，其他性狀的差值均＞參試品種平均值，表現(xiàn)較差。說(shuō)明滄玉76營(yíng)養(yǎng)器官的干旱適應(yīng)性優(yōu)于生殖器官。因此，在對(duì)作物進(jìn)行抗旱性能評(píng)價(jià)時(shí)，必須要全面考慮。

表4 干旱處理對(duì)參試玉米品種產(chǎn)量及其相關(guān)性狀差值的影響Table 4 Effects of drought dress on the yield and yield components of maize cultivars

2.2 參試玉米品種的抗旱性評(píng)價(jià)

2.2.1 利用抗旱指數(shù)評(píng)價(jià) 參試玉米品種的DI為0.57～1.05（表5），差異較大，表明參試玉米品種的抗旱性差異較大。其中，偉科702的DI最大，其次是鄭單958（1.02），二者抗旱性評(píng)價(jià)均為強(qiáng)；登海605、衡單6272的DI分別為0.99和0.96，抗旱性評(píng)價(jià)均為中等；浚單20的DI最小，抗旱性評(píng)價(jià)為極弱；其他品種的DI為0.63～0.77，抗旱性評(píng)價(jià)均為弱。

2.2.2 利用抗旱指標(biāo)隸屬度評(píng)價(jià) 參試玉米品種的抗旱指標(biāo)隸屬度平均值為0.16～0.77（表6），差異較大，表明參試玉米品種的抗旱性差異較大。其中，偉科702抗旱指標(biāo)隸屬度平均值最大，抗旱級(jí)別為Ⅰ級(jí)；鄭單958、衡單6272和登海605抗旱指標(biāo)隸屬度平均值為0.68～0.69，抗旱級(jí)別均為Ⅱ級(jí)；先玉335、滄玉7s和滄玉76抗旱指標(biāo)隸屬度平均值為0.42～0.54，抗旱級(jí)別均為Ⅲ級(jí)；浚單20抗旱指標(biāo)隸屬度平均值最小，抗旱級(jí)別為Ⅴ級(jí)；其他品種抗旱指標(biāo)隸屬度平均值為0.33～0.38，抗旱級(jí)別均為Ⅳ級(jí)。該評(píng)價(jià)結(jié)果與利用抗旱指數(shù)得到的抗旱性評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致。

表5 參試玉米品種的抗旱指數(shù)及其抗旱性評(píng)價(jià)Table 5 Comparison of drought index of maize cultivars

3 結(jié)論與討論

作物的抗旱性是多因素控制的復(fù)雜的綜合性狀體現(xiàn)，與構(gòu)成玉米植株的各個(gè)器官和組織有關(guān)，在作物各生育階段及產(chǎn)量上均有所表現(xiàn)。產(chǎn)量是作物抗旱性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，因此，與產(chǎn)量評(píng)價(jià)相關(guān)的抗旱指數(shù)廣泛應(yīng)用于各種作物的抗旱性評(píng)價(jià)當(dāng)中。但是，單一的產(chǎn)量指標(biāo)無(wú)法表征玉米各生育階段的抗旱性，因此，引入隸屬度對(duì)抗旱相關(guān)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以消除利用個(gè)別指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的片面性。隸屬度值是［0，1］閉區(qū)間上的純數(shù)，使參試品種各指標(biāo)的抗旱性具有可比性，是一種較為可靠的評(píng)價(jià)方法[14]。分別利用抗旱指數(shù)和隸屬度，對(duì)河北省10個(gè)主栽玉米品種的抗旱性進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，2種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致，均顯示偉科702、鄭單958、衡單6272和登海605抗旱性較好，其次是先玉335、滄玉7s和滄玉76，滄玉6s、蠡玉86和浚單20抗旱性較差。

表6 參試玉米品種的抗旱指標(biāo)隸屬度及其抗旱級(jí)別Table 6 Drought subordinate function values and drought tolerance of maize cultivars

［1］梁新棉，劉樹(shù)勛，鮑 聰.2015年河北省玉米生產(chǎn)品種布局建議［J］.河北農(nóng)業(yè)，2015，（1）：22-23.

［2］張文宗，王 鑫，康西言，魏瑞江，劉晶淼，張 超.河北省玉米干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃方法［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2008，23（S2）：367-372.

［3］韓金龍，王同燕，徐子利，徐立華，徐相波，邢燕菊，陰衛(wèi)軍.玉米抗旱機(jī)理及抗旱性鑒定指標(biāo)研究進(jìn)展［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（21）：142-146.

［4］樸明鑫，李 成，金峰學(xué)，李曉輝，楊德光.玉米耐旱鑒定研究進(jìn)展［J］.玉米科學(xué)，2013，21（4）：89-93.

［5］尹光華，沈業(yè)杰，張 穎，張法升，劉作新.玉米品種抗旱生理生化指標(biāo)研究［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，25（S2）：88-92.

［6］黎 裕，王天宇，劉 成，石云素，宋燕春.玉米抗旱品種的篩選指標(biāo)研究［J］.植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2004，5（3）：210-215.

［7］白莉萍，隋方功，孫朝暉，葛體達(dá)，呂銀燕.土壤水分脅迫對(duì)玉米形態(tài)發(fā)育及產(chǎn)量的影響 ［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24（7）：1556-1560.

［8］白向歷，孫世賢，楊國(guó)航，劉 明，張振平，齊 華.不同生育時(shí)期水分脅迫對(duì)玉米產(chǎn)量及生長(zhǎng)發(fā)育的影響［J］.玉米科學(xué)，2009，17（2）：60-63.

［9］孫旭東，劉開(kāi)昌，李宗新，趙海軍.山東省夏玉米主栽品種抗旱性鑒定［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，47（3）：18-21.

［10］張仁和，馬國(guó)勝，卜令鐸，史俊通，薛吉全.不同基因型玉米品種抗旱性鑒定及綜合評(píng)價(jià) ［J］.種子，2009，28（10）：91-94.

［11］王黃英，郭還威，羅 坤，何雪峰.幾個(gè)玉米品種抗旱性的直接鑒定［J］.玉米科學(xué)，2000，8（1）：40-41.

［12］蘭巨生，胡福順，張景瑞.作物抗旱指數(shù)的概念和統(tǒng)計(jì)方法 ［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，1990，5（2）：20-25.

［13］張 倩，張洪生，劉淑梅，姜 雯.不同高產(chǎn)玉米品種抗旱性的比較研究［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28（30）：125-130.

［14］何雪銀，文仁來(lái)，吳翠榮，周錦國(guó).模糊隸屬函數(shù)法對(duì)玉米苗期抗旱性的分析［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，21（1）：52-56.