河北省夏播玉米適應(yīng)性篩選研究

王亞飛 代 亮 劉紅星 王 巖 劉新月 李 嬌 段會軍

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 保定071001；2.保定大農(nóng)種子有限公司 河北保定071000；3.中央農(nóng)業(yè)廣播學(xué)校保定分校 河北保定071000）

玉米（Zea mays L.）原產(chǎn)于拉丁美洲，后逐步擴(kuò)展到全球范圍，由于它的單產(chǎn)和總產(chǎn)都很高，且用途多樣，被廣泛種植，約占我國作物總產(chǎn)量的1/3[1]。 隨著玉米加工業(yè)的不斷發(fā)展， 已經(jīng)成為中國第二大經(jīng)濟(jì)作物，并被作為一種新型的可再生能源用于燃料，使得中國對玉米產(chǎn)量的需求日益增長[2]。 河北省糧食產(chǎn)量占全國的1/10， 對中國糧食安全作出很大貢獻(xiàn)[3]。但是河北省的南北跨度較大，西北地勢較高、東南部較低，自然資源分布差異很大。 黑龍港地區(qū)位于河北省東南部，由于地下水的過度開采，已經(jīng)形成了巨大的地下漏斗，灌溉水量不足[4]，土壤質(zhì)地主要為沙壤土，地勢低洼地帶會受到鹽堿危害，有時易發(fā)生旱、澇等自然災(zāi)害，產(chǎn)量較低，但是光熱資源豐富，有一定生產(chǎn)潛力[5]；山麓平原與低洼平原的過渡地帶農(nóng)業(yè)用土土質(zhì)適中，以輕質(zhì)壤土為主，弱堿性，有良好的耕種特性，生產(chǎn)潛力較大[6]。 一年之中夏季降水最多，春秋季溫差大，光熱資源好；山前平原地區(qū)，其地勢平坦、雨熱同季、日照較多，不同季節(jié)寒冷、溫暖、干燥、濕潤分明。主要為砂質(zhì)壤土，耕地質(zhì)量較好。因地制宜是自然規(guī)律。 不同地區(qū)有不同的光、溫、水、土壤、氣候等生態(tài)資源，不同的玉米品種對這些資源有不同的需求，只有相互匹配，才能得到最好的利益。因此， 不同地區(qū)玉米品種的適應(yīng)性篩選對夏玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)十分重要[7]。

玉米品種的適應(yīng)性篩選有多種方法和模型，例如 AMMI 模型法[8]、Finlay-Wilkinson 回歸模型[9]、加性主效×互作模型[10]、Eberhart-Russell 模型[11]、變異系數(shù)法、穩(wěn)定系數(shù)法[12]、直接對比法、生態(tài)指數(shù)法、標(biāo)準(zhǔn)偏差法[13]等。傳統(tǒng)方法（例如：環(huán)境指數(shù)、變異系數(shù)等）僅把單一因素產(chǎn)量作為評估的因素， 在實(shí)際推廣過程中，還需考察其他因素，例如：品種抗逆性、抗病蟲特性、 品質(zhì)等。 如果產(chǎn)量與這些其他因素沒有密切關(guān)系，則很容易造成過于單方面的評估結(jié)果，不利于實(shí)際推廣。 而高溫系數(shù)法可以綜合考慮品種的產(chǎn)量和穩(wěn)定性及不同因素的影響， 在實(shí)際推廣中具有一定的指導(dǎo)作用。

在本項研究中，使用了溫氏高穩(wěn)系數(shù)法，對當(dāng)前廣泛推廣的夏播玉米品種， 在不同生態(tài)地形區(qū)得表現(xiàn)情況進(jìn)行適應(yīng)性篩選研究， 并探索最符合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)和氣候特征的夏播玉米品種， 作為種植時的客觀參考，以便提高各地夏玉米產(chǎn)量水平，達(dá)到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的目的。

1 材料與方法

1.1 材料

參試材料為河北省目前玉米生產(chǎn)中廣泛推廣的夏播玉米品種，品種名稱和育成單位見表1。

表1 參試品種及育成單位

1.2 鑒定篩選試驗地設(shè)置

鑒定和篩選試驗地點(diǎn)位于河北省3 個不同的生態(tài)資源區(qū)：山麓平原與低洼平原的過渡地帶（石家莊辛集）；山前平原區(qū)（石家莊新樂）；黑龍港地區(qū)（邯鄲）。 土壤肥力中等水平，前茬作物均為小麥。

1.3 試驗方法

2019 年4 月， 在3 個不同生態(tài)資源區(qū)種植河北省主要推廣的夏播玉米品種和當(dāng)?shù)氐牡胤狡贩N，或在當(dāng)?shù)赜傻挠衩灼贩N，以鄭單958 作為對照組。 本試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)3 次重復(fù)，每個試驗小區(qū)面積是24 m2，行長10 m，株距30 cm、行距 60 cm，每個品種種植5 行。 各小區(qū)施用512 kg/hm2復(fù)合肥料作底肥，苗期追施尿素375 kg/hm2，大喇叭口期注意中耕除草， 再施尿素500 kg/hm2。 成熟后收獲中間3 行，統(tǒng)計產(chǎn)量。

1.4 鑒定評估方法

在本試驗中，采用了溫振民[14]提出的高穩(wěn)系數(shù)方法（high stability coefficient, HSC）對供試品種的適應(yīng)性進(jìn)行篩選研究。 按一般通用公式計算產(chǎn)量的均值（X）、標(biāo)準(zhǔn)差（S）和變異系數(shù)（CV）。高穩(wěn)系數(shù)（HSC）的計算公式如下：HSCi＝（Ga－Gi）/Ga×100。 其中 HSCi表示第i個玉米品種的高穩(wěn)系數(shù)，Ga為比對照品種穩(wěn)定增產(chǎn)10%的值，Gi是該品種的遺傳產(chǎn)量，其值應(yīng)為表型產(chǎn)量（Xi）與環(huán)境變異產(chǎn)量Si之差，即Gi＝Xi－Si。故經(jīng)過簡化上式可以表示為：HSCi=（Xi－Si）/1.10XCK×100%。Xi為第i個玉米品種的平均產(chǎn)量，Si為第i個玉米品種產(chǎn)量的標(biāo)準(zhǔn)差，1.10XCK是比對照平均產(chǎn)量增加10%的產(chǎn)量。HSCi越大，則供試玉米品種的豐產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)性越好，其適應(yīng)性也就越好[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 山麓平原過渡區(qū)夏玉米適應(yīng)性分析

采用高穩(wěn)系數(shù)法， 對山麓平原過渡區(qū)參試夏玉米品種進(jìn)行適應(yīng)性分析，其結(jié)果見表2。 通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)可得出，在參試玉米品種產(chǎn)量表現(xiàn)當(dāng)中，表現(xiàn)好的前 3 位分別是京農(nóng)科 728（11 685 kg/hm2）、偉科 966（11 450 kg/hm2）和極峰 30 號（10 376 kg/hm2）。 其高穩(wěn)系數(shù)分別排在第2 位、第3 位、第1 位。 三者的產(chǎn)量相差不多，但極峰30 號的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)都較小，因而產(chǎn)量較為穩(wěn)定，說明山麓平原過渡區(qū)夏玉米適應(yīng)性、 豐產(chǎn)性最好的是極峰30 號， 其次是京農(nóng)科728，排在第3 位的是偉科966。 邢玉11 號的產(chǎn)量也相對較高，但穩(wěn)定性系數(shù)較低，排在第8 位，說明產(chǎn)量高，但產(chǎn)量不穩(wěn)定。 眾信516 的高穩(wěn)系數(shù)雖然排名第 4 位，但其產(chǎn)量為 9 527 kg/hm2，排名第 7 位，同時變異系數(shù)較小，說明其穩(wěn)產(chǎn)而不高產(chǎn)。 綜上所述，適宜在山麓平原過渡區(qū)推廣種植的夏玉米品種為極峰 30 號、京農(nóng)科728 和偉科966。

表2 山麓平原過渡區(qū)（辛集）高穩(wěn)系數(shù)法分析結(jié)果

2.2 山前平原區(qū)夏玉米適應(yīng)性分析

采用高穩(wěn)系數(shù)法對山前平原區(qū)參試夏玉米品種進(jìn)行適應(yīng)性分析，其結(jié)果見表3。通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)可得出，參試玉米品種高穩(wěn)系數(shù)較高、 表現(xiàn)好的分別是福玉69、鄭單 958、裕豐 512，其產(chǎn)量分別為 9 685 kg/hm2、9 154 kg/hm2、9 577 kg/hm2， 福玉 69 的產(chǎn)量排名第2 位，裕豐 512 的產(chǎn)量排在第 4 位，鄭單 958 的產(chǎn)量排第9 位，雖然產(chǎn)量不高，但具有良好的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。 說明山前平原區(qū)夏玉米適應(yīng)性最好的是福玉69，其次是鄭單 958，再次是裕豐 512。 冀玉 3421 的產(chǎn)量為10 216 kg/hm2，排名第1 位，但是其高穩(wěn)系數(shù)排名較低，排第5 位，且標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較大，說明產(chǎn)量較高但不能保證穩(wěn)產(chǎn)，易發(fā)生產(chǎn)量波動。 其余品種產(chǎn)量和高穩(wěn)系數(shù)序值差別不大。 綜上所述，在山前平原區(qū)適宜推廣種植的夏玉米品種為福玉69、鄭單 958、裕豐 512。

表3 山前平原區(qū)（新樂）高穩(wěn)系數(shù)法分析結(jié)果

2.3 黑龍港地區(qū)夏玉米適應(yīng)性分析

采用高穩(wěn)定系數(shù)法對黑龍港地區(qū)夏玉米品種的適應(yīng)性進(jìn)行了分析，其結(jié)果見表4。 通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)可得出，參試玉米品種高穩(wěn)系數(shù)排名前3位的分別是中地88、福玉 69、衡玉 1587。 其產(chǎn)量中地 88（9 814 kg/hm2）排名第 1 位、福玉 69（9 341 kg/hm2）排名第 4 位、衡玉1587（9 540 kg/hm2）排名第 3 位。 說明黑龍港地區(qū)夏玉米適應(yīng)性最好的是中地88、其次是福玉69、再次是衡玉 1587。蠡玉 112 產(chǎn)量較高，為 9 793 kg/hm2，位居第2 位，但是其高穩(wěn)系數(shù)排名第4 位，且標(biāo)準(zhǔn)差較大，說明其可以高產(chǎn)但穩(wěn)產(chǎn)性較差。 先玉335 產(chǎn)量排在第5 位，但變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差都較大，高穩(wěn)系數(shù)也跌至第10 位。說明其產(chǎn)量較高，但穩(wěn)產(chǎn)性不佳。京農(nóng)科728 雖然高穩(wěn)系數(shù)位于中間位置，適應(yīng)性較好，但其產(chǎn)量較低，穩(wěn)產(chǎn)而不高產(chǎn)。 綜上所述，在黑龍港地區(qū)，適宜推廣種植的夏玉米品種為中地88、福玉69、衡玉1587。

表4 黑龍港地區(qū)（邯鄲）高穩(wěn)系數(shù)法分析結(jié)果

3 結(jié)論與討論

河北省幅員遼闊，地形復(fù)雜，南北跨度較大，氣候多樣，種植歷史悠久等因素的綜合作用，使得其玉米生產(chǎn)有更高的規(guī)模和綜合優(yōu)勢[16]，但是在產(chǎn)量和效益方面比起山東、黑龍江等地區(qū)仍有較大差異。 且不同生態(tài)區(qū)土壤質(zhì)地和肥力、灌溉能力、地形地勢、氣候等因素不同，在品種選擇、灌溉、機(jī)械、農(nóng)藥、化肥、人力物力等方面投入各不相同，只有根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r[17]選出最適宜種植的玉米品種，才能更好地提高產(chǎn)量，減少投入，獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益，為國家糧食安全做貢獻(xiàn)，提高農(nóng)民收入和生活質(zhì)量。

在對河北省夏玉米適應(yīng)性進(jìn)行篩選的時候，品種改良和選育的根本目的就是為了提高產(chǎn)量， 因此應(yīng)以產(chǎn)量為前提，兼顧互作效應(yīng)、抗性、適應(yīng)性等特性，以保證品種穩(wěn)產(chǎn)增收[18]。 參試品種產(chǎn)量的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)主要描述玉米品種產(chǎn)量的穩(wěn)定性， 而高產(chǎn)性并不能夠體現(xiàn)， 高穩(wěn)系數(shù)HSC 則可以將兩者結(jié)合起來考慮， 對評價一個品種是否可以與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相適應(yīng)，穩(wěn)產(chǎn)保收，以便大范圍種植，獲得最好的綜合效益有著重要的意義[19]。 高穩(wěn)系數(shù)法在玉米[14]、水稻[20]、小麥[21]等多種作物的適應(yīng)性、豐產(chǎn)性鑒定評估方面也都有廣泛應(yīng)用。 鄭單958 是一種廣泛推廣的、有著很強(qiáng)適應(yīng)性的優(yōu)良品種， 在本次研究中作為對照組， 其適應(yīng)性和產(chǎn)量在三個不同的測試區(qū)都表現(xiàn)較好。 本研究分析結(jié)果表明，不同地區(qū)適宜種植的玉米品種存在一定差異：山麓平原過渡區(qū)夏玉米適應(yīng)性好、適宜推廣的玉米品種是極峰30 號、京農(nóng)科728、偉科966；山前平原區(qū)適應(yīng)性好、適宜推廣的玉米品種為福玉 69、 鄭單 958、 裕豐 512； 黑龍港地區(qū)適應(yīng)性好、適宜推廣的玉米品種為中地88、福玉69、衡玉1587。