四川省玉米新品種主要性狀分析

顏學(xué)海，許春梅，吳紅梅，王 銳

(1.樂山市種子管理站，四川樂山 614000；2.犍為縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川樂山614000； 3.樂山市社會福利院，四川樂山614000； 4.樂山市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，四川樂山614000)

玉米是我國第一大糧食作物，具有產(chǎn)量高、增產(chǎn)潛力大、適應(yīng)性強、用途廣泛等特點，是許多行業(yè)必不可少的原料，在國家糧食安全和國民經(jīng)濟發(fā)展中起著重要作用[1-3]。2020年全國玉米播種面積達(dá)4 126.4萬hm2，產(chǎn)量近 2.6億t，為糧食連續(xù)增產(chǎn)和糧食安全做出了重要貢獻(xiàn)。四川是玉米大省，種植面積近140萬hm2，產(chǎn)量超過760萬t，居全國前10位，為四川省委、省政府重點打造的“川豬”“川酒”等特色產(chǎn)業(yè)提供了重要保障[4]。近年來，主要農(nóng)作物品種試驗改革不斷完善，綠色通道和聯(lián)合體試驗等試驗渠道相繼開通，科研創(chuàng)新活力和品種選育水平顯著提升，一批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、綠色、專用品種“井噴”而出，四川玉米品種正處于更新?lián)Q代的過渡時期。為進(jìn)一步提高四川省玉米育種水平，明確育種目標(biāo)，對當(dāng)前審定品種的產(chǎn)量和主要性狀變化趨勢進(jìn)行分析顯得尤為重要[5]。陳春燕等[5]對2005—2014年四川省審定的226個玉米品種的產(chǎn)量、8個農(nóng)藝性狀和5個品質(zhì)性狀進(jìn)行統(tǒng)計分析，并對其變化趨勢進(jìn)行分析，指出四川省玉米品種選育應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要選擇適宜當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的區(qū)域品種，繼續(xù)加大高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)玉米新品種選育的投入力度。鑒于此，筆者對近年來通過四川審定的普通玉米品種主要性狀進(jìn)行分析，總結(jié)產(chǎn)量、抗性、品質(zhì)等相關(guān)性狀變化趨勢，旨在為今后四川玉米品種的選育和篩選提供參考，提高玉米品種的競爭力。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1審定個數(shù)。 2017—2021年通過四川省審定的普通玉米品種共293個，平均每年審定58.6個，審定品種數(shù)量呈逐年上升趨勢。其中2017年18個，2018年17個，2019年48個，2020年95個，2021年最多，達(dá)到115個。

1.1.2審定品種來源。 通過對2017—2021年四川審定的普通玉米品種第一選育單位進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，審定的品種來源多元化，第一選育單位達(dá)93個。其中，廣西兆和種業(yè)有限公司、仲衍種業(yè)股份有限公司、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、四川奧力星農(nóng)業(yè)科技有限公司、四川昊華城農(nóng)業(yè)科技有限公司和四川華龍種業(yè)有限責(zé)任公司選育品種個數(shù)均在10個以上，分別選育30、23、15、14、13和12個。2017—2021年通過四川省審定的普通玉米品種共293個品種中，第一選育單位為企業(yè)的選育品種241個，占比82.25%；第一選育單位為科研院所的選育品種個51個，占比17.41%；第一選育單位為個人的選育品種1個，占比0.34%。

1.2 試驗方法該研究主要對四川省近年來(2017—2021年)審定的普通玉米品種的基本情況和產(chǎn)量、生育期、株高、穗位高、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率、品質(zhì)、抗性等主要性狀進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)來源于四川省品種審定委員會的審定公告和中國種業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(http：//202.127.42.47：6010/SDSite/Home/Index)，用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種基本情況

2.1.1審定品種類型。 2017—2021年通過四川省審定的293個玉米品種中，適宜四川平壩丘陵地區(qū)種植的有169個，適宜四川山區(qū)種植的有98個，適宜高原種植的其他類型的26個。

2.1.2審定品種親本分析。 2017—2021年通過四川省審定的293個玉米品種中，參與選育的母本有216個，其中SD375選配17個，Y9614選配6個，Yu125/SD375選配5個，Y1027和天自018選配4個；參與選育的父本有206個，其中BS1074選配9個，C8210和LR3869各選配7個，SD164和ZNC442各選配5個，660、S52、Y9614、YA8201、FL1411和Re67各選配4個。

2.2 產(chǎn)量趨勢變化分析由圖1可知，2017—2021年四川省審定的玉米品種區(qū)域試驗平均產(chǎn)量為7 641.00～13 024.50 kg/hm2，5年平均產(chǎn)量為9 026.40 kg/hm2，變異系數(shù)為7.38%；生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量為6 961.50～14 026.50 kg/hm2，5年平均產(chǎn)量為9 093.45 kg/hm2，變異系數(shù)為9.72%。從年度間產(chǎn)量變化趨勢來看，2018年審定的玉米品種區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗平均單產(chǎn)均最高，分別達(dá)到10 002.45和10 196.85 kg/hm2，2021年審定的玉米品種區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗平均單產(chǎn)均最低，分別只有8 835.90和8 785.80 kg/hm2，整體產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢。

2.3 主要農(nóng)藝性狀趨勢變化分析

2.3.1生育期。 2017—2021年四川省審定的玉米品種生育期為99.30～166.90 d，5年審定品種平均生育期為123.35 d，變異系數(shù)為10.32%，說明品種間生育期差異較大，生育期穩(wěn)定性較差。從年度間平均生育期來看，除2018年平均生育期較大(達(dá)132.24 d)外，其余年份平均生育期年度間差異不大，變化趨勢不明顯(表1)。

圖1 2017—2021年通過四川省審定的普通玉米品種年度間產(chǎn)量變化Fig.1 Annual yield changes of common maize varieties approved by Sichuan Province from 2017 to 2021

2.3.2株高、穗位高。 2017—2021年四川省審定的玉米品種株高為206.40～322.90 cm，平均株高為282.06 cm，變異系數(shù)為5.87%，說明株高變幅較大，品種間具有一定的差異；5年審定品種穗位高為66.40～146.70 cm，平均穗位高為111.81 cm，變異系數(shù)為10.83%，說明品種間穗位高變幅較大，差異明顯。從年度間平均值來看，2018年審定的品種株高和穗位高均最高，分別達(dá)291.76和125.54 cm，2021年度最低，分別為279.88和109.48 cm，總體上年度間變化趨勢不明顯(表1)。

2.3.3穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率。 2017—2021年四川省審定的玉米品種的穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率5個與產(chǎn)量相關(guān)的性狀分別為14.90～25.60 cm、13.70～20.80行、28.9～45.00粒、25.50～39.80 g和79.30%～88.90%，平均值分別為19.79 cm、17.03行、37.14粒、32.60 g和84.41%，變異系數(shù)分別為7.13%、 6.56%、5.87%、6.77%和1.94%?？梢钥闯觯@5個性狀在品種間的變幅不大，變異系數(shù)體現(xiàn)出一定的差異。變異系數(shù)最大的是穗長，變異系數(shù)最小的是出籽率。從年度間來看，2019年審定的品種年均穗長最高，達(dá)20.90 cm；2018年審定的品種穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重最高，分別達(dá)17.48行、38.19粒、 32.86 g，2017年審定的品種出籽率最高，達(dá)85.09%?？傮w上年際間各主要農(nóng)藝性狀間差異都不明顯(表1)。

表1 2017—2021年四川審定玉米品種主要農(nóng)藝性狀比較Table 1 Comparison of main agronomic traits of certified maize varieties in Sichuan from 2017 to 2021

2.4 主要品質(zhì)趨勢變化分析2017—2021年四川省審定的玉米品種的容重、粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、賴氨酸5個與品質(zhì)相關(guān)的性狀分別為650.00～824.00 g/L、7.28%～13.30%、3.10%～8.40%、61.40%～86.40%、0.21%～0.39%，平均值分別為756.95 g/L、9.95% 、4.53%、72.56%、0.30%，變異系數(shù)分別為3.94%、11.05%、14.17%、5.91%、10.03%。可以看出，粗蛋白、粗脂肪和賴氨酸3個性狀變異系數(shù)均超過10.00%，表明這3個性狀在品種間差異非常明顯，其余2個性狀差異較不明顯。從年度間來看，容重、粗蛋白年均值總體上呈現(xiàn)上升趨勢，粗脂肪和賴氨酸年際間均值無明顯變化，粗淀粉2019年均值較低(69.06%)，其余年份均值差距不大，總體上這5個性狀年際間差異基本都不明顯(表2)。

表2 2017—2021年四川審定玉米品種主要品質(zhì)性狀比較Table 2 Comparison of main quality traits of certified maize varieties in Sichuan from 2017 to 2021

2.5 抗性分析由表3可知，2017—2021年四川省審定的玉米品種對各類病害的抗性水平差異明顯。其中，對大斑病、小斑病、莖腐病和絲黑穗病表現(xiàn)出“高抗”的品種分別有5、2、5和7個，占比分別為1.72%、0.69%、1.71%和2.47%，對穗腐病和紋枯病均無高抗品種；對大斑病、小斑病、穗腐病、莖腐病、紋枯病和絲黑穗病6種病害表現(xiàn)為“中抗”以上的品種分別有217、236、114、193、117和91個，占比分別為74.57%、81.94%、39.72% 、65.88%、40.63%和32.15%。 對6種病害都表現(xiàn)為中抗以上的品種有9個，分別是阿玉5866 、鼎創(chuàng)666、悍玉99、尖豐99 、海天三交58、瑞玉707、丹誠3號、榮玉1608和蜀玉336。

表3 2017—2021年四川審定玉米品種的抗病性比較Table 3 Comparison of disease resistance of certified maize varieties in Sichuan from 2017 to 2021

3 討論

種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，是保障國家糧食安全的基礎(chǔ)。良種對糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)到 45%[6]。四川是國內(nèi)開展玉米育種研究較早的省份之一，自“六五”以來，四川省開始啟動農(nóng)作物育種攻關(guān)項目。經(jīng)過近40多年的努力，四川省玉米新品種選育取得了較大進(jìn)展，選育了一批優(yōu)質(zhì)玉米新品種，促進(jìn)了玉米良種的更新?lián)Q代，對玉米生產(chǎn)發(fā)展和產(chǎn)量提高發(fā)揮了重要作用[5，7]。2005—2014 年四川省每年審定玉米品種穩(wěn)定在25個左右，10年間共審定226個玉米新品種[5]。2017—2021年通過四川省審定的普通玉米品種共293個，平均每年審定58.6個，明顯高于2005—2014 年度審定品種數(shù)量，呈現(xiàn)出品種審定“井噴”現(xiàn)象，且審定品種數(shù)量呈逐年上升趨勢。同時，第一選育單位為以企業(yè)為主，主要適宜四川平壩丘陵地區(qū)和山區(qū)種植。

親本自交系是育成玉米雜交種的基礎(chǔ)材料。在親本選育上，核心種質(zhì)資源對我國玉米育種的發(fā)展有巨大的貢獻(xiàn)，骨干自交系可以育成系列玉米雜交種[6]。2017—2021年通過四川省審定的293個玉米品種中，參與選育的母本有216個，參與選育的父本有206個，親本來源比較廣泛，多樣性較為豐富。其中自交系SD375、Y9614、Yu125/SD375、BS1074、C8210、LR3869、SD164、ZNC442均選配了5個以上品種，應(yīng)用比較廣泛。

在產(chǎn)量上，2017—2021年四川省審定的玉米品種區(qū)域試驗平均產(chǎn)量為7 641.00～13 024.50 kg/hm2，5年平均產(chǎn)量9 026.40 kg/hm2。與2005—2014年區(qū)域試驗平均產(chǎn)量為7 540.80～8 579.70 kg/hm2，10 年平均8 049.90 kg/hm2數(shù)據(jù)[5]相比，在產(chǎn)量上明顯上升了一個臺階。但2017—2021年產(chǎn)量年度間整體產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢，在今后的育種中，仍然需要加強對高產(chǎn)品種的選育。

高產(chǎn)仍然是當(dāng)前玉米育種的首要目標(biāo)，而玉米產(chǎn)量是多種農(nóng)藝性狀和環(huán)境互作的結(jié)果，提高產(chǎn)量主要依賴遺傳改良[1，8-9]。在遺傳改良上，選擇的基本原則應(yīng)以大粒、長穗、穗行數(shù)較多、穗數(shù)作為主攻目標(biāo)，穗軸要細(xì)、出籽率要高，同時合理的株型、株高和適宜的生育期是基礎(chǔ)和保障[10]。玉米生育期與光照、溫度、水分等自然因素以及品種自身遺傳特性相關(guān)[5]。玉米株高發(fā)育狀況與群體冠層結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，進(jìn)而影響到玉米產(chǎn)量[5]。玉米穗部性狀與單株產(chǎn)量密切相關(guān)，由百粒重、穗行數(shù)、行粒數(shù)等多種因素構(gòu)成，其中行粒數(shù)、穗長、穗行數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性最為顯著[5，11]。通過對2017—2021年通過四川省審定的293個普通玉米品種的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，生育期、株高、穗位高、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率、產(chǎn)量9個指標(biāo)，變異系數(shù)依次為10.32%、5.87%、10.83%、7.13%、 6.56%、5.87%、6.77%、1.94%、7.38%(9.72%)，由高到低排序穗位高>生育期>產(chǎn)量>穗長>百粒重>穗行數(shù)>株高=行粒數(shù)>出籽率。這說明穗位高、生育期在玉米品種選育過程中的變異程度較大、穩(wěn)定性差、選擇的范圍較廣；出籽率的變異系數(shù)最小，穩(wěn)定性最好。

在品質(zhì)上，容重為玉米的重要商品品質(zhì)之一，商品品質(zhì)是玉米進(jìn)出口貿(mào)易中影響交易價格的重要指標(biāo)[5，12]。蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、賴氨酸含量是玉米營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，其成分含量的高低被當(dāng)作是營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)劣的評價尺度[5，13 ]。2017—2021年四川省審定的玉米品種容重、粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、賴氨酸5年平均值分別為756.95 g/L、9.95% 、4.53%、72.56%、0.30%，與2005—2014 年度5個數(shù)據(jù)平均值736.66 g/L、9.99% 、4.53%、73.93%、0.31%相比，容重有所提高，其余指標(biāo)差距不大。此外，粗蛋白、粗脂肪和賴氨酸3個性狀變異系數(shù)均超過10.00%，變異程度大，穩(wěn)定性差，今后育種中這三個品質(zhì)相關(guān)性狀的選擇范圍較廣。

在全球氣候變化的背景下，由于耕作制度、栽培方式的轉(zhuǎn)變和新品種的推廣，我國玉米病害發(fā)生呈現(xiàn)新的動態(tài)，特別是莖腐病、穗腐病、大斑病、小斑病、灰斑病等發(fā)生頻率增加，影響范圍擴大，給玉米產(chǎn)量和品質(zhì)帶來巨大威脅，選育和種植抗病品種是防治玉米病害最經(jīng)濟有效的措施[14-20]。2017—2021年四川省審定的玉米品種對大斑病、小斑病和莖腐病的抗性具有一定的優(yōu)勢，表現(xiàn)為“中抗”以上的品種占比均超過60.00%，對穗腐病、紋枯病和絲黑穗病的抗性較差，表現(xiàn)為“感”以下的品種占比分別達(dá)到60.28%、59.38%和67.84%，在今后育種中應(yīng)加強對這3種病害抗性品種的選育。

4 結(jié)論

該研究對2017—2021年四川審定的293個普通玉米品種的基本情況和產(chǎn)量、生育期、株高、穗位高、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率、品質(zhì)、抗性等主要性狀進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，審定品種數(shù)量呈逐年上升趨勢，第一選育單位為以企業(yè)為主，主要適宜四川平壩丘陵地區(qū)和山區(qū)種植。參與選育的母本自交系有216個，參與父本自交系有206個，選配了5個以上品種的自交系有8個，親本來源較為豐富，表現(xiàn)出一定的多樣性。5年區(qū)域試驗平均產(chǎn)量達(dá)9 026.40 kg/hm2，明顯上升了一個臺階，但年度間呈現(xiàn)下降趨勢。生育期、株高、穗位高、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率5年平均值分別是123.35 d、282.06 cm、111.81 cm、19.79 cm、17.03行、37.14粒、32.60 g、84.41%，穗位高、生育期變異程度較大。容重、粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、賴氨酸5年平均值分別為3.94%、11.05%、14.17%、5.91%、10.03%，粗蛋白、粗脂肪和賴氨酸穩(wěn)定性差。對大斑病、小斑病、莖腐病和絲黑穗病表現(xiàn)出“高抗”的品種分別有5、2、5和7個，對大斑病、小斑病、穗腐病、莖腐病、紋枯病和絲黑穗病6種病害表現(xiàn)為“中抗”以上的品種分別有217、236、114、193、117和91個，對穗腐病、紋枯病和絲黑穗病的抗性較差，表現(xiàn)為“感”以下的品種占比分別達(dá)到60.28%、 59.38%和67.84%。整體上2017—2021年四川審定的玉米品種在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性上都有很大的提升，但仍然出現(xiàn)很多性狀不穩(wěn)定、變異程度較大的情況，距離集高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗育種目標(biāo)還有很大差距，四川省玉米育種還有很大潛力，任重而道遠(yuǎn)。