高密度和低肥力脅迫下玉米品種篩選試驗(yàn)

謝頌朝 張 明 李婷婷 于金友

（山東省濟(jì)南市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，濟(jì)南 250002）

玉米是山東省濟(jì)南市重要的糧食兼飼料作物，常年播種面積在22.7 萬(wàn)hm2左右，是濟(jì)南市種植面積第一大作物。目前，全球氣候多變，災(zāi)害頻發(fā)，高溫?zé)岷完幱旯颜盏葰夂驗(yàn)?zāi)害導(dǎo)致玉米生產(chǎn)中病蟲(chóng)害暴發(fā)、結(jié)實(shí)性降低、遭遇倒伏倒折等現(xiàn)象[1-3]，最終影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)，威脅糧食安全。

為了適應(yīng)當(dāng)前玉米規(guī)模化生產(chǎn)和綠色高效發(fā)展的需要，進(jìn)一步提高濟(jì)南市玉米的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到節(jié)省空間、時(shí)間、成本，提高收獲質(zhì)量的目的，通過(guò)增加密度、減肥等人為創(chuàng)造的逆境脅迫篩選試驗(yàn)[4]，從濟(jì)南市主栽品種和上一年度示范推薦品種中選出19 個(gè)優(yōu)良品種為試驗(yàn)材料，以期篩選適宜魯中區(qū)域種植的綠色優(yōu)質(zhì)高效玉米品種[5]，并以觀摩會(huì)或者培訓(xùn)會(huì)的形式進(jìn)行示范推廣。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)歸德鎮(zhèn)程管莊村開(kāi)展，試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，四周無(wú)障礙物，典型的平原地型，土壤為壤土，澆水灌溉方便，試驗(yàn)地在濟(jì)南乃至魯中地區(qū)具有較好的代表性。

1.2 試驗(yàn)材料共有19 個(gè)玉米品種，分別為登海652、YF3240、魯星617、登海1717、魯星702、九圣禾2468、明天695、京農(nóng)科736、登海w367、豐度191、立原296、鑫研156、浚單1668、鑫瑞57、鑫瑞33、鄭單958、農(nóng)華816、登海605 和禾碩818，其中鄭單958 為對(duì)照品種。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)正常栽培對(duì)照組和高密度低肥力脅迫組。對(duì)照組密度為4500 株/667m2，每個(gè)小區(qū)行數(shù)12 行，行距0.6m，行長(zhǎng)19.5m，每hm2施用玉米緩控釋肥（19-19-19）750kg；高密度低肥力脅迫組密度為5500 株/667m2，每個(gè)小區(qū)行數(shù)12 行，行距0.6m，行長(zhǎng)46.5m，施肥量較對(duì)照組減半，每hm2施用玉米緩控釋肥（19-19-19）375kg。試驗(yàn)未設(shè)重復(fù)，收獲小區(qū)中間4 行進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。試驗(yàn)采用大區(qū)比較法，種植2 次對(duì)照品種，對(duì)照成熟時(shí)全部收獲測(cè)產(chǎn)，供試品種與最近的對(duì)照品種比較，以控制試驗(yàn)誤差。

1.4 田間管理播種前試驗(yàn)地使用農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行滅茬、旋耕和開(kāi)溝，再進(jìn)行人工拉線截排，播種時(shí)使用手推式玉米播種機(jī)進(jìn)行人工播種，每穴2 粒。在使用玉米播種機(jī)進(jìn)行開(kāi)溝的同時(shí)施玉米緩控釋肥作底肥，后期不再追肥；播種后僅澆蒙頭水1 次，后期無(wú)灌溉；7 月5 日使用玉米苗后除草劑進(jìn)行噴霧除草1 次；7 月8 日人工進(jìn)行田間定苗。

1.5 農(nóng)藝性狀調(diào)查試驗(yàn)中所有材料統(tǒng)一于6 月23 日播種。田間調(diào)查項(xiàng)目包括株高、穗位高、空稈率、倒伏率、倒折率、南方銹病、小斑病和莖腐病。所有材料統(tǒng)一于10 月12 日收獲，收中間4 行，晾曬后進(jìn)行考種和測(cè)產(chǎn)，考種調(diào)查性狀包括穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、千粒重和容重，測(cè)產(chǎn)以kg計(jì)算，保留2位小數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 株高和穗位高性狀由表1 參試品種的株高、穗位高性狀調(diào)查結(jié)果可知，同一玉米品種的株高和穗位高在對(duì)照組和脅迫組間差異較小，脅迫組株高較對(duì)照組偏高或偏低5%以上的僅有鑫研156，脅迫組株高為278cm，較對(duì)照組高5.70%，其余品種均較對(duì)照組±3%以?xún)?nèi)。

表1 參試品種的株高、穗位高和空稈率性狀調(diào)查

穗位高較對(duì)照組偏高或偏低10%以上的有5 個(gè)品種，分別為登海w367、京農(nóng)科736、九圣禾2468、農(nóng)華816 和鑫研156，脅迫組穗位高分別為98cm、98cm、87cm、85cm 和101cm，分 別 較 對(duì)照組增加-10.91%、-13.27%、11.54%、-13.27%和13.48%；較對(duì)照組偏高或偏低5%以上的有YF3240，穗位高為106cm，較對(duì)照組矮6.19%；其余品種穗位高較對(duì)照組差異均在5%以?xún)?nèi)。考慮到株高變化較大的品種在19 個(gè)參試品種中占比較小，穗位高差異較大品種偏高和偏低均有，本試驗(yàn)認(rèn)為株高和穗位高性狀在高密度低肥力脅迫組沒(méi)有明顯變化趨勢(shì)。

多數(shù)參試品種在高密度低肥力脅迫組的空稈率有不同程度的增加，其中登海w367、豐度191、禾碩818 和鑫瑞33 等品種的空稈較重，空稈率分別達(dá)到14.9%、16.9%、18.9%和9.8%，分別較對(duì)照組高出13.6、9.6、13.6 和6.5 個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明這些品種花期對(duì)高密度和低肥力脅迫比較敏感，導(dǎo)致空稈問(wèn)題較嚴(yán)重。

2.2 抗逆性狀根據(jù)2021 年國(guó)家級(jí)玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)要求，品種每年區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)倒伏倒折率之和平均分別≤8.0%才能通過(guò)審定。表2 參試品種的抗逆性性狀調(diào)查結(jié)果顯示，在正常栽培對(duì)照組（密度4500 株/667m2），禾碩818、魯星617、魯星702、鑫瑞33 和鑫研156 的倒伏倒折率和均超過(guò)8%，分別為8.7%、10.7%、18.0%、15.3%和26.7%，說(shuō)明這些品種本身抗倒伏倒折能力較差；部分品種在脅迫組（密度5500 株/667m2）中倒伏倒折率明顯增高，登海1717、禾碩818、京農(nóng)科736、九圣禾2468、魯星617、魯星702、明天695、鑫瑞33 和鑫瑞156 品種倒伏倒折率之和分別為14.2%、14.4%、9.8%、28.7%、24.0%、27.3%、9.4%、20.4% 和32.2%，分別較對(duì)照組倒伏倒折率之和增加12.9、5.7、9.8、28.7、13.3、9.3、8.7、5.1 和5.5 個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明高密度低肥力脅迫下這些品種抗倒伏倒折能力較差。

表2 參試品種的抗逆性表現(xiàn)

2021 年國(guó)家級(jí)玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)中黃淮海夏玉米類(lèi)型區(qū)小斑病、莖腐病、穗腐病田間自然發(fā)病和人工接種鑒定均不能達(dá)到高感，且還需要對(duì)彎孢葉斑病、南方銹病和瘤黑粉病進(jìn)行抗病性鑒定。2021年陰雨寡照天氣非常適宜病害傳播和發(fā)展，大多數(shù)參試品種南方銹病在5 級(jí)以上，只有京農(nóng)科736、立原296、登海652 和魯星617 南方銹病抗性較好，表現(xiàn)為高抗或抗，分別為1 級(jí)、1 級(jí)、3 級(jí)和3 級(jí)；登海1717、登海w367、禾碩818、九圣禾2468、浚單1668、農(nóng)華816、鑫瑞33、鑫研156 和鄭單958 均達(dá)到7 級(jí)以上，表現(xiàn)為中感和高感，建議謹(jǐn)慎推廣；其余品種為5 級(jí)，表現(xiàn)為中抗。莖腐病不同品種間差異較大，魯星702 發(fā)病率小于10%，表現(xiàn)為抗；鑫瑞33 和鄭單958 莖腐病發(fā)病率在10%～30%之間，表現(xiàn)為中抗；鑫研156 莖腐病發(fā)病率在30%～40%之間，表現(xiàn)為中感，建議謹(jǐn)慎推廣；其余品種無(wú)莖腐病發(fā)生。所有參試品種在脅迫組和對(duì)照組組抗病性無(wú)太大差別。

2.3 穗部性狀表3 參試品種的穗部性狀調(diào)查結(jié)果顯示，在高密度和肥料減半脅迫下，大多數(shù)參試品種在脅迫組中穗長(zhǎng)、穗粗和千粒重相比對(duì)照組有所減少，禿尖長(zhǎng)有所增加，容重則有增有減，說(shuō)明在高密度種植下，施肥量又減半，養(yǎng)分供應(yīng)不足，群體中植株個(gè)體間對(duì)光、肥、水的競(jìng)爭(zhēng)加大，并且通透性較差，影響果穗發(fā)育和籽粒灌漿。

表3 參試品種的穗部性狀表現(xiàn)

2.4 測(cè)產(chǎn)結(jié)果分析根據(jù)2021 年國(guó)家級(jí)玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種的標(biāo)準(zhǔn)為區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量比對(duì)照品種平均增產(chǎn)≥5.0%，且每年增產(chǎn)≥3.0%，生產(chǎn)試驗(yàn)比對(duì)照品種增產(chǎn)≥2.0%。對(duì)照品種鄭單958因南方銹病和莖腐病較重，造成早衰，植株葉片，特別是棒三葉于9 月中旬左右就開(kāi)始干枯，籽粒不能正常灌漿成熟，產(chǎn)量表現(xiàn)一般，因此多數(shù)參試品種較鄭單958（CK）增產(chǎn)，且增產(chǎn)幅度較大，對(duì)照組最高增產(chǎn)幅度達(dá)到43.03%（表4）。

表4 參試品種的測(cè)產(chǎn)結(jié)果顯示，對(duì)照組中大多數(shù)品種相比對(duì)照鄭單958 增產(chǎn)，僅鑫瑞33 和鑫研156 兩個(gè)品種減產(chǎn)，每667m2折合產(chǎn)量分別為305.50kg 和329.79kg，分別比鄭單958（CK）減產(chǎn)17.51%和10.95%。本試驗(yàn)僅選取對(duì)照組中產(chǎn)量排名前10 名進(jìn)行品種篩選，分別是立原296、京農(nóng)科736、登海1717、登海652、魯星617、YF3240、鑫瑞57、魯星702、明天695 和豐度191，每667m2折合產(chǎn)量分別為529.73kg、498.33kg、458.33kg、441.59kg、430.90kg、427.11kg、426.04kg、423.33kg、412.29kg 和409.95kg，分 別 較 鄭 單958（CK）增 產(chǎn)43.03%、33.68%、22.95%、18.46%、15.59%、14.57%、15.04%、13.56%、10.60% 和10.69%，其中明天695 折合產(chǎn)量略高于豐度191，但是較對(duì)照增產(chǎn)幅度卻略小于豐度191，原因是組內(nèi)種植2 次CK 品種（鄭單958），品種產(chǎn)量選擇與最近的CK 進(jìn)行比較，明天695 和豐度191 選擇產(chǎn)量比較的CK 不同。

表4 參試品種的測(cè)產(chǎn)結(jié)果

高密度低肥力脅迫組中立原296、京農(nóng)科736、登海1717、登海652、魯星617、YF3240、鑫瑞57、魯星702、明天695 和豐度191 的每667m2折合產(chǎn)量分 別 為522.44kg、524.32kg、417.56kg、404.49kg、407.14kg、399.79kg、468.20kg、441.11kg、388.07kg和442.02kg，分別較對(duì)照組增產(chǎn)-1.38%、5.22%、-8.90%、-8.40%、-5.51%、-6.40%、9.89%、4.20%、-5.87%和7.82%。結(jié)果顯示，在高密度和肥料減半脅迫下，僅立原296、京農(nóng)科736、鑫瑞57、魯星702 和豐度191 的產(chǎn)量表現(xiàn)穩(wěn)定，較對(duì)照減產(chǎn)幅度較小或者增產(chǎn)，其他品種均出現(xiàn)5%以上幅度減產(chǎn)，最高減產(chǎn)8.90%。

3 結(jié)論與討論

玉米生產(chǎn)過(guò)程中有兩個(gè)突出的問(wèn)題，一是因?yàn)樽魑锔骷竟?jié)性非常明顯，玉米播種時(shí)播種用農(nóng)機(jī)相對(duì)有限，農(nóng)機(jī)手把播種機(jī)設(shè)置成固定密度搶播，有的播種機(jī)設(shè)置密度較高，這需要玉米品種在種植密度上有較好的適應(yīng)性，尤其是適應(yīng)高密度；二是當(dāng)前大品牌化肥等農(nóng)資生產(chǎn)資料成本較高，市場(chǎng)上充斥著各種小品牌玉米緩控釋肥、摻混肥等肥料，造成目前玉米種植田肥料質(zhì)量參差不齊，玉米生長(zhǎng)后期可能養(yǎng)分供應(yīng)不足，這需要推廣的玉米品種對(duì)低肥力有較好的適應(yīng)性。以上兩點(diǎn)也是本試驗(yàn)的立項(xiàng)原因之一。

在2021 年陰雨寡照氣候下，立原296 和鑫瑞57 兩個(gè)參試品種在抗倒伏、結(jié)實(shí)性、抗病性、高產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性等綜合指標(biāo)均表現(xiàn)優(yōu)秀，京農(nóng)科736 品種雖然在脅迫組下倒伏倒折率總和達(dá)到9.8%，但是在高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病性、結(jié)實(shí)性等方面表現(xiàn)均較優(yōu)，說(shuō)明品種高密度下倒伏倒折并沒(méi)有造成產(chǎn)量降低，整體表現(xiàn)優(yōu)秀。綜合試驗(yàn)結(jié)果，立原296、鑫瑞57 和京農(nóng)科736 這3 個(gè)品種適宜于在濟(jì)南等魯中地區(qū)大規(guī)模推廣種植，后續(xù)會(huì)加大示范和推廣力度。