安單系列玉米自交系耐瘠性鑒定指標(biāo)篩選及耐瘠性評(píng)價(jià)

潘中濤 張秀偉 蔡甫格

（貴州省安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，安順 561000）

安單系列玉米自交系耐瘠性鑒定指標(biāo)篩選及耐瘠性評(píng)價(jià)

潘中濤 張秀偉 蔡甫格

（貴州省安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，安順 561000）

通過對(duì)安單系列玉米自交系進(jìn)行不同施肥水平處理，測定農(nóng)藝性狀、生理指標(biāo)及其產(chǎn)量，采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，并篩選耐瘠鑒定的有效指標(biāo)。結(jié)果表明：經(jīng)灰色關(guān)聯(lián)度分析，行粒數(shù)、莖粗、穗長、葉綠素、地上干物質(zhì)重可以作為玉米自交系耐瘠性鑒定的有效指標(biāo)；耐瘠性較強(qiáng)的自交系為K508、蘇65、1441、引-10，較弱的自交系為異78、77、丹混、D902、78599。

玉米自交系；耐瘠性；鑒定指標(biāo)

貴州省玉米生產(chǎn)條件較差，產(chǎn)量水平較低，制約玉米生產(chǎn)的因素除干旱、雜交種使用比例較小外，最主要的原因是80%左右的耕地為中下等肥力的山地、坡土和半坡地，加上生產(chǎn)投入較少，嚴(yán)重制約玉米單產(chǎn)水平的提高。因此，選育和推廣使用耐瘠玉米品種對(duì)貴州玉米生產(chǎn)具有十分重要的意義[1]。安單系列雜交玉米品種由安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育成功，從20世紀(jì)90年代開始推廣應(yīng)用，其具有耐瘠、抗旱、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的特性，為山區(qū)地方品種更新與促進(jìn)雜交玉米品種的推廣應(yīng)用發(fā)揮了巨大作用。本研究以幾個(gè)骨干玉米自交系為材料，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)單株干子粒產(chǎn)量的耐瘠系數(shù)與各指標(biāo)的耐瘠系數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，篩選出一套玉米自交系耐瘠鑒定指標(biāo)，并通過肥力脅迫，篩選出耐瘠性玉米自交系，為耐瘠品種的選育提供優(yōu)質(zhì)資源。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料為安單系列玉米品種的骨干自交系：蘇65、1441、D902、異78、丹混、78599、K508、77、引-10，由安順市農(nóng)科院玉米研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)于2016年在安順農(nóng)科院盆栽場進(jìn)行，試驗(yàn)盆栽土壤養(yǎng)分：有機(jī)質(zhì)0.7125%（很缺乏），堿解氮26.2mg/kg（極缺乏），有效磷5.68mg/kg（缺乏），速效鉀44.4mg/kg（很缺乏）。

采用二因素混合水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)自交系為A因素，施肥水平為B因素，共18個(gè)處理（表1），不設(shè)重復(fù)。盆栽種植，每個(gè)處理播種20盆，直播，單株留苗。B1底肥施用25kg/667m2撒可富復(fù)合肥，追肥為11.5kg/667m2純氮（完全施肥量參照貴州省玉米區(qū)域試驗(yàn)的施肥量）；B2底肥為12.5kg/667m2撒可富復(fù)合肥，追肥為5.7kg/667m2純氮；不同處理間底肥一次性施用，追肥分2次進(jìn)行，第1次于5～6葉齡期，第2次于大喇叭口期施用（2次追肥量比為4∶6）。

表1 因素搭配表

1.3 測定項(xiàng)目及方法 抽雄期測定株高、莖粗、棒三葉葉面積，且稱取2g左右葉片放在密封袋置于超低溫冰箱（-80℃）中，用于測定葉綠素、硝態(tài)氮、可溶性糖的含量。成熟期取樣5株測定根重、地上部干物質(zhì)重、穗部性狀及干子粒產(chǎn)量。以上生理指標(biāo)測定參考郝再彬等[2]的方法進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法 采用Excel 2003和DPS7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)分析?；疑P(guān)聯(lián)分析以鄧聚龍[3]提出的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)灰色理論與方法為統(tǒng)計(jì)依據(jù)。將各個(gè)自交系單株平均干子粒產(chǎn)量的耐瘠系數(shù)和各性狀耐瘠系數(shù)看作一個(gè)灰色系統(tǒng)，利用DPS計(jì)算其關(guān)聯(lián)度。

某項(xiàng)指標(biāo)耐瘠系數(shù)（AC）=低肥區(qū)某指標(biāo)值/高肥區(qū)某指標(biāo)值[4]。

減產(chǎn)率=（高肥區(qū)產(chǎn)量-低肥區(qū)產(chǎn)量）/高肥區(qū)產(chǎn)量×100%，此處產(chǎn)量為單株干子粒重量。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥水平對(duì)玉米自交系各指標(biāo)的影響 從耐瘠系數(shù)均值（表2）可以看出，在肥力降低的過程中，根重、地上干物質(zhì)重的耐瘠系數(shù)最小，表明肥力的缺失對(duì)自交系根重、地上干物重的影響較大。自交系方面，異78耐瘠系數(shù)平均值最高，其次為D902與78599，說明這3個(gè)自交系在2種肥力水平下，其生物性狀變化較小。

表2 兩種施肥水平下對(duì)玉米自交系生物學(xué)性狀的影響

從表3可以看出，在不同肥力水平下，5個(gè)指標(biāo)中行粒數(shù)、穗長的耐瘠系數(shù)均值較小，分別為0.69、0.81，表明肥力水平對(duì)行粒數(shù)、穗長影響較大。自交系中，引-10與K508的耐瘠系數(shù)均值較大，分別為0.98、0.93，其次為蘇65與D902，說明肥力的缺失對(duì)這4個(gè)自交系穗部性狀的影響較小。

從耐瘠系數(shù)均值（表4）可以得出，可溶性糖、葉綠素的耐瘠系數(shù)均值較小，分別為0.68、0.75，說明在肥力降低的情況下，對(duì)可溶性糖和葉綠素含量的影響最大。自交系耐瘠系數(shù)均值最高的為引-10，其次為蘇65、D902與異78，說明肥力的缺失對(duì)這4個(gè)自交系生理指標(biāo)的影響較小。

表3 兩種施肥水平下對(duì)玉米自交系穗部性狀的影響

表4 兩種施肥水平下對(duì)玉米自交系生理指標(biāo)的影響

2.2 肥力脅迫下玉米自交系單株干子粒產(chǎn)量和減產(chǎn)率 由表5可以看出，玉米自交系中K508為肥力低敏感的自交系，減產(chǎn)率為10%；其次為蘇65、引-10與1441，減產(chǎn)率分別為19%、21%、33%；其余自交系的減產(chǎn)率均在35%以上，表現(xiàn)出對(duì)肥力的高敏感度。

表5 兩種施肥條件下自交系單株干子粒產(chǎn)量、耐瘠系數(shù)及減產(chǎn)率

2.3 單株干子粒產(chǎn)量耐瘠系數(shù)與各指標(biāo)耐瘠系數(shù)間灰色關(guān)聯(lián)分析 耐瘠系數(shù)（AC值）是用來鑒定作物耐瘠性最可靠的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，也是其他耐瘠性鑒定指標(biāo)是否有效的最終判別標(biāo)準(zhǔn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，各指標(biāo)不能一致地反映不同玉米自交系的耐瘠性，參考單一指標(biāo)或某些指標(biāo)使評(píng)價(jià)結(jié)果不具有說服力，因此，將各指標(biāo)耐瘠系數(shù)與單株干子粒產(chǎn)量的耐瘠系數(shù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析篩選出玉米耐瘠性鑒定指標(biāo)。設(shè)單株干子粒產(chǎn)量耐瘠系數(shù)為參考數(shù)列，株高、莖粗、葉面積、根重、地上干物質(zhì)重、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、硝態(tài)氮、葉綠素、可溶性糖的耐瘠系數(shù)為比較數(shù)列，由DPS得出各性狀與單株干子粒產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度。

由表6可以看出，在穗部性狀中，關(guān)聯(lián)度最大的為行粒數(shù)，其次為穗長，關(guān)聯(lián)度分別為0.4676、0.4116；在生物學(xué)指標(biāo)中，關(guān)聯(lián)度最大的為莖粗，其次為地上干物質(zhì)重，分別為0.4188、0.4006；在生理指標(biāo)中，關(guān)聯(lián)度最高的為葉綠素，為0.4102。關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系最為密切，關(guān)聯(lián)度小的數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系較為遠(yuǎn)些。說明行粒數(shù)、穗長、莖粗、地上干物質(zhì)重、葉綠素對(duì)自交系產(chǎn)量的影響較大，可以作為耐瘠性鑒定的指標(biāo)。

表6 肥力脅迫下各指標(biāo)耐瘠系數(shù)與單株干子粒產(chǎn)量耐瘠系數(shù)的關(guān)聯(lián)度

2.4 耐瘠鑒定指標(biāo)與單株干子粒產(chǎn)量的關(guān)系 以各自交系單株干子粒產(chǎn)量減產(chǎn)率為橫坐標(biāo)，以篩選的5項(xiàng)耐瘠指標(biāo)（行粒數(shù)、莖粗、穗長、葉綠素、地上干物質(zhì)重）的AC均值為縱坐標(biāo)得到圖1。由圖1可以得出：自交系耐瘠指標(biāo)的AC均值較大時(shí)，減產(chǎn)率較低。因此，行粒數(shù)、莖粗、穗長、葉綠素、地上干物質(zhì)重這5項(xiàng)指標(biāo)可以作為玉米自交系耐瘠性鑒定的有效指標(biāo)，同時(shí)得出9個(gè)自交系中K508、蘇65、引-10、1441較為耐瘠，異78、D902、丹混、78599、77表現(xiàn)較不耐瘠。

圖1 自交系耐瘠指標(biāo)減產(chǎn)分布圖

3 結(jié)論與討論

3.1 耐瘠指標(biāo)篩選 玉米耐瘠性是一個(gè)受多因素影響、復(fù)雜的數(shù)量性狀[5]，不同玉米自交系對(duì)某一單項(xiàng)指標(biāo)的耐瘠性反應(yīng)不一定相同，難以全面準(zhǔn)確地反映各自交系耐瘠性強(qiáng)弱，必須運(yùn)用多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。本研究利用耐瘠系數(shù)與各指標(biāo)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，對(duì)玉米耐瘠指標(biāo)進(jìn)行篩選，結(jié)果表明：行粒數(shù)、莖粗、穗長、葉綠素、地上干物質(zhì)重可以作為玉米自交系耐瘠性鑒定的有效指標(biāo)，為今后選育和創(chuàng)新玉米耐瘠材料提供一個(gè)多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的途徑，克服只利用少數(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的不足。在利用多指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)，可以揭示不同自交系間對(duì)肥料敏感特性的實(shí)質(zhì)，從而提高耐瘠性鑒定的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

3.2 安單系列玉米自交系耐瘠性評(píng)價(jià) 大量育種實(shí)踐證明，玉米育種的重要突破，往往依賴于物質(zhì)資源中關(guān)鍵基因的發(fā)現(xiàn)和利用。選育優(yōu)良自交系作為親本是玉米高肥效品種選育的基礎(chǔ)，因而對(duì)常用玉米自交系進(jìn)行收集、篩選和鑒定，挖掘肥料高效利用的種質(zhì)資源，指導(dǎo)育種工作具有十分重要的意義。本試驗(yàn)結(jié)果表明：不同玉米自交系對(duì)肥力反應(yīng)的差別各不相同，根據(jù)對(duì)肥力反應(yīng)的特性，K508、蘇65、1441、引-10這4個(gè)自交系在兩種肥力水平下產(chǎn)量表現(xiàn)穩(wěn)定，顯示出耐低肥的優(yōu)勢，可作為耐貧瘠的遺傳資源。

[1] 高翔，陳澤輝，祝云芳．低肥力下不同施肥方法對(duì)AC8328BNC1玉米種質(zhì)的耐瘠性研究[J]．種子，2002（3）：57-58

[2] 郝再彬，蒼晶．植物生理實(shí)驗(yàn)[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004

[3] 鄧聚龍．灰色系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)[J]．山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1985（5）：34-37

[4] 郭天英，趙詩燦．貴州玉米耐瘠品種篩選初探[J]．耕作與栽培，2014（4）：53

[5] 趙艷花，楊世佳，黃文徹，等．黔中喀斯特山區(qū)抗旱耐瘠玉米品種冠層結(jié)構(gòu)和光合勢研究[J]．中國種業(yè)，2014（8）：52-56

2017-06-21）

貴州省玉米現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目（GZCYTX2015-07002）