從近幾年遼寧省區(qū)域試驗(yàn)看晚熟玉米品種的選育

高旭東 周旭梅 呂春波，2 楊海龍

（1 丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院，遼寧鳳城 118109；2 遼寧丹玉種業(yè)科技股份有限公司，鳳城 118109）

玉米各生育階段都需要一定的積溫。積溫是影響玉米產(chǎn)量的主要因子，是玉米取得高產(chǎn)的首要條件[1]。遼寧省屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，雨熱同季，日照豐富，適合玉米的種植，屬于北方春播玉米區(qū)。遼寧省南部為暖溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)地區(qū)，積溫大于3200℃而小于4500℃；北部為溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)地區(qū)，積溫小于3200℃。遼寧省審定的玉米品種生育期跨度較大，分別為極晚熟、晚熟、中晚熟、中熟等類(lèi)型。研究表明，玉米籽粒的灌漿過(guò)程是干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成的過(guò)程，粒重受灌漿速率和灌漿持續(xù)時(shí)間影響[2]。晚熟玉米品種生育期長(zhǎng)、灌漿活躍期長(zhǎng)、灌漿持續(xù)期長(zhǎng)，因而能夠獲得較高的產(chǎn)量。在保證籽粒安全成熟的前提下，選擇生育期合適的品種，適當(dāng)延長(zhǎng)生育期，可增加光能利用時(shí)間，延長(zhǎng)灌漿活躍期、有效灌漿期、快增期和緩增期持續(xù)時(shí)間，提高漸增期灌漿速率，有利于提高玉米產(chǎn)量[3]。本文分析了2018-2021 年遼寧省玉米品種（東裕）聯(lián)合體晚熟區(qū)域試驗(yàn)資料，對(duì)遼寧省晚熟玉米品種的選育提出了一點(diǎn)想法與建議，供同行參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料數(shù)據(jù)來(lái)源于2018 年遼寧省玉米品種（東裕）聯(lián)合體晚熟區(qū)域試驗(yàn)、2019-2021 年遼寧省玉米品種（東裕）聯(lián)合體晚熟區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn)資料。試驗(yàn)密度為52500 株/hm2。

1.2 試驗(yàn)方法利用Excel 2007和DPS 7.05軟件對(duì)不同年份晚熟區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計(jì)分析。其中，（1）變異系數(shù)CVi（%）=，式中，Si為第i 個(gè)品種的標(biāo)準(zhǔn)差，為第i 個(gè)品種的平均產(chǎn)量，一般變異系數(shù)越小，穩(wěn)定性越好；（2）高穩(wěn)系數(shù)HSC（%）=，式中為對(duì)照品種的平均產(chǎn)量，高穩(wěn)系數(shù)值越大，表明該品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好；（3）適應(yīng)性參數(shù)，式中為所有品種的平均標(biāo)準(zhǔn)差，ai值＜1，表明該品種的穩(wěn)定性好。如果ai過(guò)小，雖產(chǎn)量比較穩(wěn)定，但其生產(chǎn)潛力不會(huì)很大，優(yōu)良品種的產(chǎn)量ai不宜太小，以接近于1 較好；（4）以環(huán)境指數(shù)為自變數(shù)，以每個(gè)供試品種在相應(yīng)各點(diǎn)的產(chǎn)量為因變數(shù)計(jì)算出回歸系數(shù)bi，并以回歸系數(shù)bi為x 軸，以產(chǎn)量為y 軸，確定品種適應(yīng)性；落于象限Ⅰ的品種高產(chǎn)，但對(duì)環(huán)境敏感；落于象限的品種高產(chǎn)且適應(yīng)性好；落于象限的品種低產(chǎn)但適應(yīng)性好；落于象限Ⅳ的品種低產(chǎn)且對(duì)環(huán)境敏感[4-5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量結(jié)果由表1 可知，2018 年遼寧省玉米品種（東裕）聯(lián)合體晚熟組區(qū)域試驗(yàn)組數(shù)為3 組，2019-2021 年晚熟玉米區(qū)域試驗(yàn)一直維持在2 組試驗(yàn)。參試品種數(shù)量基本上呈逐年減少趨勢(shì)。晚熟玉米品種的選育已經(jīng)不再是遼寧玉米育種的主要方向。但是，由于遼寧省無(wú)霜期較長(zhǎng)，按照一般規(guī)律，較長(zhǎng)的生育期可為籽粒形成奠定良好的生物產(chǎn)量基礎(chǔ)，晚熟品種具有更高的光合生產(chǎn)能力[6]，為了高效利用當(dāng)?shù)氐墓鉄豳Y源，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)條件選擇適宜的生育期水平。因此，晚熟玉米品種的選育研究仍具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2020 年8 月27 日起至9 月10 日前后，由于3 次臺(tái)風(fēng)相繼“造訪(fǎng)”東北地區(qū)，對(duì)玉米生產(chǎn)造成了不良影響，遼寧晚熟玉米試驗(yàn)單產(chǎn)也有所降低。如表1 所示，2018-2021 年晚熟玉米區(qū)域試驗(yàn)所有參試品種的平均產(chǎn)量、品種最高產(chǎn)量、品種最低產(chǎn)量變化趨勢(shì)基本一致，除2020 年外，大體都呈逐年增加的趨勢(shì)。2021年晚熟玉米生產(chǎn)試驗(yàn)所有參試品種的平均產(chǎn)量、品種最高產(chǎn)量、品種最低產(chǎn)量都高于2019 年和2020 年；受臺(tái)風(fēng)影響，2020 年晚熟玉米生產(chǎn)試驗(yàn)所有參試品種的平均產(chǎn)量、品種最高產(chǎn)量、品種最低產(chǎn)量都低于2019 年。

表1 2018-2021 年遼寧省玉米品種（東裕）聯(lián)合體晚熟組品種試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

2.2 穩(wěn)產(chǎn)性分析玉米品種的穩(wěn)產(chǎn)性至關(guān)重要，是優(yōu)良品種適應(yīng)不同生態(tài)條件得以大面積推廣的基礎(chǔ)[7]，是玉米育種者十分關(guān)注的問(wèn)題。如表2 所示，2019-2021 年晚熟生產(chǎn)試驗(yàn)（1 組）所有參試組合的平均產(chǎn)量都高于相應(yīng)的對(duì)照品種沈玉21 的產(chǎn)量，高穩(wěn)系數(shù)HSCi值都大于相應(yīng)對(duì)照品種沈玉21 的HSCi值；這3 年的生產(chǎn)試驗(yàn)（1 組）參試品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性都好于對(duì)照品種。2019 年參試組合的CVi值和ai值都低于對(duì)照品種沈玉21，其中，參試品種丹玉730、佳昌18、聯(lián)達(dá)616 的ai值都小于1，具有較好的穩(wěn)定性；2020 年丹科9920、聯(lián)達(dá)616 和錦研615 的CVi值都低于對(duì)照種，ai值都小于1，具有較好的穩(wěn)定性；2021 年遼禾560 和丹玉426 的CVi值都低于對(duì)照品種，ai值都小于1，具有較好的穩(wěn)定性。

2.3 適應(yīng)性分析回歸系數(shù)法能夠體現(xiàn)出品種對(duì)其生長(zhǎng)環(huán)境的適應(yīng)性（表2）。bi＜1，說(shuō)明該品種對(duì)環(huán)境反應(yīng)遲鈍，適應(yīng)性廣，在不同試點(diǎn)產(chǎn)量差異小，穩(wěn)定性好；bi＞1 說(shuō)明該品種對(duì)環(huán)境反應(yīng)敏感，即穩(wěn)定性較差；與適應(yīng)性參數(shù)一樣，一個(gè)理想品種的bi值應(yīng)接近1 或等于1，表現(xiàn)平均穩(wěn)定性和廣泛適應(yīng)性[4-5]。根據(jù)遼寧省玉米審定標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量比對(duì)照品種平均增產(chǎn)≥2.0%，因此，以回歸系數(shù)為橫坐標(biāo)軸，以品種在各試點(diǎn)的產(chǎn)量平均數(shù)為縱坐標(biāo)軸，以b=1為原點(diǎn)，分別構(gòu)建2019 年、2020年和2021 年品種穩(wěn)定性坐標(biāo)區(qū)域。高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)是評(píng)價(jià)一個(gè)玉米新品種優(yōu)劣的重要指標(biāo)，優(yōu)良玉米品種可以在有利和不利的環(huán)境條件下都能取得較高的產(chǎn)量，即具有良好的適應(yīng)性[8]。由圖1可知，2019 年落于第Ⅱ象限的屬于高產(chǎn)、適應(yīng)性好的品種有丹玉730、佳昌18、聯(lián)達(dá)616 和遼單2810，2020 年屬于高產(chǎn)、適應(yīng)性好的品種有遼科666，2021 年屬于高產(chǎn)、適應(yīng)性好的品種有丹玉169 和丹玉426。丹科9920、聯(lián)達(dá)616、錦研615 和遼禾560 雖然在2020-2021 年落于第Ⅰ象限，產(chǎn)量較高，但回歸系數(shù)bi＞1，對(duì)環(huán)境變化敏感性較大，在有利環(huán)境中具有特別的適應(yīng)性。

表2 2019-2021 年晚熟生產(chǎn)試驗(yàn)（1 組）產(chǎn)量穩(wěn)定性分析

圖1 基于產(chǎn)量平均數(shù)與回歸系數(shù)的參試品種適應(yīng)性分析

3 結(jié)論與討論

品種試驗(yàn)所反映出的問(wèn)題和得出的結(jié)論性信息對(duì)完善育種目標(biāo)、合理取舍試材、改進(jìn)選育方法等都會(huì)大有幫助[7]。客觀(guān)鑒定、評(píng)價(jià)不同玉米品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性，對(duì)玉米品種選育和合理區(qū)域布局具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。綜合以上的數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為2019-2021 年參加遼寧省玉米品種（東裕）聯(lián)合體晚熟生產(chǎn)試驗(yàn)（1 組）的品種中，丹玉730、佳昌18、聯(lián)達(dá)616 和丹玉426 產(chǎn)量較高、ai＜1、bi≤1，具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

由于市場(chǎng)需求的多元化，玉米育成品種的類(lèi)型不斷豐富。晚熟玉米品種在好年景能夠充分利用水、肥、光、溫資源，獲得較好的產(chǎn)量。遼寧省晚熟玉米品種的選育雖然不再是玉米育種的主要方向，但是晚熟玉米在遼寧依然有較大的種植面積，晚熟玉米品種的選育、推廣及生理機(jī)制、群體結(jié)構(gòu)研究等仍然是十分必要的。從近幾年的晚熟試驗(yàn)資料分析來(lái)看，通過(guò)區(qū)域試驗(yàn)?zāi)軌蛟u(píng)價(jià)、篩選出產(chǎn)量高、穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)的品種，獲得審定，并在推薦的適宜區(qū)域推廣種植。產(chǎn)量數(shù)據(jù)結(jié)合農(nóng)藝性狀、抗性鑒定、品質(zhì)分析等報(bào)告結(jié)果，初步分析認(rèn)為，目前遼寧晚熟玉米品種選育的主要方向依然是高產(chǎn)、高抗、優(yōu)質(zhì)。

3.1 加強(qiáng)種質(zhì)資源引進(jìn)與創(chuàng)新研究種質(zhì)資源是玉米育種的基礎(chǔ)，一切創(chuàng)新和改良都源于種質(zhì)資源。當(dāng)前遼寧晚熟種質(zhì)資源主要以PN78599、旅大紅骨、黃旅系、改良Reid 等為主。生產(chǎn)上個(gè)別自交系利用頻率偏高，品種間突破性不顯著，需要導(dǎo)入新的種質(zhì)資源。建議加強(qiáng)熱帶、亞熱帶和抗性育種資源的引進(jìn)，有針對(duì)性地導(dǎo)入到現(xiàn)有種質(zhì)資源中，創(chuàng)新玉米種質(zhì)。

3.2 加大選擇壓力、加強(qiáng)抗逆性篩選傳統(tǒng)的晚熟、高稈、大穗、稀植品種普遍存在抗倒性差、受氣候影響大、種植風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題，玉米生產(chǎn)和育種實(shí)踐表明，以提高單株產(chǎn)量為增產(chǎn)機(jī)制的增產(chǎn)空間已經(jīng)很小。提高晚熟玉米的產(chǎn)量水平，必須依靠群體來(lái)增產(chǎn)，必須要提高晚熟品種的密植性和抗逆性。通過(guò)采用優(yōu)良的原始材料、擴(kuò)大基礎(chǔ)群體、增大種植密度、加強(qiáng)逆境強(qiáng)度，人為增大自交系的選擇壓力，加強(qiáng)抗逆篩選力度，選育高產(chǎn)、高配合力、高抗、優(yōu)質(zhì)玉米自交系。

3.3 注重品種的穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性從晚熟區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果上看，有的組合平均產(chǎn)量很高，但是不同試驗(yàn)點(diǎn)間差異很大；有的產(chǎn)量結(jié)果比較理想，但是對(duì)某種病害高感，或者穗位偏高，存在很大的種植風(fēng)險(xiǎn)。多抗（抗病和抗逆）是穩(wěn)產(chǎn)的需要，是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的必要條件，品種的抗性脆弱會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)很多危害[9]。玉米的適應(yīng)性是玉米對(duì)氣候、生態(tài)變化、土壤肥力、干旱甚至人為栽培因子的反應(yīng)；適應(yīng)性是基礎(chǔ)，穩(wěn)產(chǎn)性是前提，豐產(chǎn)性是目標(biāo)。如何使所選育的玉米新品種能有效地適應(yīng)環(huán)境，并獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，是玉米育種者需要注重的問(wèn)題。

3.4 開(kāi)展晚熟糧飼兼用型品種選育晚熟玉米一般具有植株繁茂、活稈成熟、持綠性好、生物產(chǎn)量較高等特點(diǎn)，這是糧飼兼用型玉米必備的特征之一。這種玉米在籽粒完全成熟時(shí)，葉片仍很繁茂，莖葉綠色成分保持較高水平；既可獲得高產(chǎn)的籽粒，又可生產(chǎn)青貯飼料。生產(chǎn)上急需籽?？勺骷Z食，莖稈又可作青貯飼料的玉米新品種。因此，選育糧飼兼用型玉米新品種，也是晚熟玉米育種和玉米產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一個(gè)方向。