不同基因型玉米間作的抗病穩(wěn)產(chǎn)生態(tài)效應(yīng)研究

李豪遠(yuǎn) 吳占清 陳威 許海良 彭星星 馬凱琳

摘要? 以河南主推的玉米品種為材料，在2020—2021年研究不同基因型玉米間作對(duì)玉米多種病害抗性和產(chǎn)量的影響，旨在為河南種糧大戶提供理論依據(jù)。以德單5號(hào)、登海605、中科玉505、裕豐303為材料，研究品種間作對(duì)群體產(chǎn)量以及莖腐病、小斑病、穗腐病和南方銹病發(fā)病的影響。結(jié)果表明，不同基因型玉米間作較單作能夠提高復(fù)合群體對(duì)莖腐病、小斑病、穗腐病和南方銹病的抗性，間作產(chǎn)量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各品種單作產(chǎn)量，增產(chǎn)效益顯著。德單5號(hào)與登海605間作更能提高復(fù)合群體產(chǎn)量，穩(wěn)產(chǎn)性更有保障。

關(guān)鍵詞? 基因型；玉米；間作；復(fù)合群體；抗病性；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)? S513? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A? 文章編號(hào)? 0517-6611（2024）04-0017-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.004

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Ecological Effects Study on Disease Resistance and Yield Stability of Different Genotypes of Maize Intercropping

LI Hao.yuan， WU Zhan.qing， CHEN Wei et al

（Kaifeng Academy of Agriculture and Forestry， Kaifeng， Henan 475004）

Abstract? In 2020-2021， the effects of intercropping of different maize genotypes on multiple disease resistance and yield were studied using the main maize in Henan Province as materials， aiming at providing theoretical basis for farmers in Henan Province. Dedan 5， Denghai 605， Zhongkeyu 505 and Yufeng 303 were used as materials to study the effects of intercropping on population yield， as well as the incidence of stem rot， leaf spot， ear rot and southern rust. Results showed that intercropping different genotypes of maize could improve the resistance of the composite population to stem rot， small leaf spot， ear rot and southern rust compared to monocropping. The yield of intercropping was significantly higher than that of monocropping each variety， with significant yield increase benefits. Intercropping between Dedan 5 and Denghai 605 could improve the yield of the composite population and ensure the stability of yield.

Key words? Genotype;Maize;Intercropping;Compound groups;Disease resistance;Yield

基金項(xiàng)目? 河南省中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)“糧飼通用型玉米抗旱種質(zhì)創(chuàng)制及新品種選育”（Z20221343006）;開(kāi)封市科技攻關(guān)專項(xiàng)“抗南方銹病青貯玉米種質(zhì)資源創(chuàng)制與利用”（2202019）。

作者簡(jiǎn)介? 李豪遠(yuǎn)（1993—），男，河南平頂山人，研究實(shí)習(xí)員，碩士，從事玉米育種研究。

收稿日期? 2023-03-24；修回日期? 2023-04-24

玉米作為中國(guó)第一大作物，在全國(guó)糧食安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占著舉足輕重的地位［1-2］。河南省玉米的種植面積385萬(wàn)hm2左右，僅次于小麥。隨著中央和國(guó)務(wù)院要求大力發(fā)展土地流轉(zhuǎn)政策的不斷深入，越來(lái)越多的種糧大戶涌現(xiàn)出來(lái)，勞動(dòng)力的相對(duì)稀缺程度開(kāi)始上升，種糧成本不斷升高。大面積種植配合全程機(jī)械化才能夠大大節(jié)省生產(chǎn)成本、增加收益，但栽培品種單一化和種質(zhì)資源狹窄也日趨嚴(yán)重［3］。黃淮海夏玉米區(qū)環(huán)境多變，單一化種植會(huì)導(dǎo)致群體抵御自然災(zāi)害能力較差［4-6］。不同作物間作對(duì)機(jī)械化要求較高，不同基因型的同種作物間作豐富了群體遺傳多樣性，減輕病蟲(chóng)害，減少化肥農(nóng)藥的使用量，對(duì)提高群體抗逆性和產(chǎn)量有著重要意義［7-8］。鑒于此，筆者通過(guò)對(duì)河南幾個(gè)主栽玉米品種單、間作種植，探索其復(fù)合群體的抗逆增產(chǎn)效應(yīng)，以期為河南玉米種植大戶提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)材料

以河南主推的4個(gè)玉米品種（德單5號(hào)、登海605、中科玉505、裕豐303）為材料。

1.2? 試驗(yàn)方法

采用完全隨機(jī)排列設(shè)計(jì)，進(jìn)行不同密度下等行距單作和間作試驗(yàn)（表1）。行距60? cm，種植密度分別為67 500和75 000株/hm2。

1.3? 田間管理

玉米在6月15日前播種，嚴(yán)格按照規(guī)格進(jìn)行；播種后立即澆蒙頭水；3葉期間苗，5葉期定苗，定苗前噴施內(nèi)吸性殺蟲(chóng)劑。其他管理與當(dāng)?shù)厮较喈?dāng)。

1.4? 測(cè)定項(xiàng)目

1.4.1? 病害發(fā)生情況調(diào)查。玉米小斑病、南方銹病與鐮刀菌莖腐病在吐絲期40 d后對(duì)發(fā)病情況進(jìn)行調(diào)查。玉米穗腐病在玉米成熟后期進(jìn)行調(diào)查。

1.4.2? 考種計(jì)產(chǎn)。乳熟末期進(jìn)行空稈率、雙穗率調(diào)查；玉米成熟后（10月1日）收獲中間3行計(jì)產(chǎn)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同基因型玉米間作復(fù)合群體的抗病效果

2.1.1

單、間作鐮刀菌莖腐病發(fā)病率。由表2可知，在不同種植密度下，2020—2021年間所有處理中，DH605單作莖腐病發(fā)病率均為最低，抗病表現(xiàn)最好。就品種單作來(lái)看，不同年份不同密度下，2020年DH605莖腐病發(fā)病率均為0；2021年DH605莖腐病發(fā)病率分別為0.39%、1.06%；DH605對(duì)莖腐病抗性最好，YF303抗病性最差，發(fā)病率均為當(dāng)年最高。就不同品種單、間作模式來(lái)看，品種間作能夠提高玉米群體對(duì)莖腐病的抗性，兩年間DD5與DH605間作群體發(fā)病率均低于DD5單作，高于DH605單作；其他間作群體的發(fā)病率除67 500 株/hm2種植密度下DD5與ZKY505間作外，均高于DD5單作，分別低于對(duì)應(yīng)的ZKY505單作和YF303單作。兩年間不同種植密度下，DD5與DH605間作比DD5單作發(fā)病率下降最多，在67 500株/hm2種植密度下分別降低1.35百分點(diǎn)、1.99百分點(diǎn)，在75 000株/hm2種植密度下分別降低1.33百分點(diǎn)、2.75百分點(diǎn)。從不同間作模式來(lái)看，兩年間DD5與YF303間作莖腐病發(fā)病率均為當(dāng)年最高，與其他兩個(gè)間作模式相比抗病性略差。

2.1.2

單、間作小斑病病情指數(shù)。由表2可知，在不同種植密度下，兩年間所有處理中，DD5單作對(duì)小斑病抗性表現(xiàn)最好，2020年DD5病情指數(shù)分別為11.19、12.03，2021年DD5病情指數(shù)分別為13.21、15.78；YF303單作病情指數(shù)最高，抗病性最差。從品種單作來(lái)看，兩年間同樣表現(xiàn)為DD5對(duì)小斑病的抗性最好，YF303抗病性最差。從不同品種單、間作模式來(lái)看，除2020年67 500株/hm2種植密度下DD5與ZKY505間作外，3個(gè)間作群體病情指數(shù)均高于DD5單作。從不同間作模式來(lái)看，與其他2個(gè)間作模式相比，兩年間DD5與ZKY505間作小斑病病情指數(shù)均為當(dāng)年最低，2020年病情指數(shù)分別為11.07、12.08，2021年病情指數(shù)分別為13.44、16.22。

2.1.3? 單、間作穗腐病發(fā)病率。由表2可知，在不同種植密度下，兩年間所有處理中，DH605單作發(fā)病率均為最低，抗病表現(xiàn)最好。2020年DH605穗腐病發(fā)病率分別為0.22%、0.64%，2021年DH605穗腐病發(fā)病率分別為1.25%、1.77%，均為當(dāng)年最低；就品種單作來(lái)看，兩年間DH605對(duì)穗腐病抗性最好，DD5次之。就不同品種單、間作模式來(lái)看，兩年間DD5與DH605間作群體發(fā)病率均低于DD5單作，高于DH605單作；其他間作群體的發(fā)病率卻高于DD5單作，分別低于ZKY505單作和YF303單作。從不同間作模式來(lái)看，兩年間DD5與DH605間作對(duì)穗腐病抗性最好，其他間作模式也能提高玉米群體對(duì)穗腐病的抗性。

2.1.4? 單、間作南方銹病病情指數(shù)。由表2可知，在不同種植密度下，兩年間所有處理中，DD5單作病情指數(shù)均為最低，抗病表現(xiàn)最好；DH605對(duì)南方銹病抗性最差，2020年病情指數(shù)分別為38.24、45.27，2021年病情指數(shù)分別為50.93、58.29；從品種單作來(lái)看，兩年間同樣表現(xiàn)為DD5對(duì)南方銹病的抗性最好，DH605抗病性最差。就不同品種單、間作模式來(lái)看，3個(gè)間作群體病情指數(shù)均高于DD5單作之外，卻分別低于對(duì)應(yīng)的DH605單作、ZKY505單作和YF303單作。從不同間作模式來(lái)看，兩年間DD5與ZKY505間作對(duì)南方銹病的抗性最好，其他間作模式也能提高玉米群體對(duì)南方銹病的抗性。

2.2? 不同基因型玉米間作復(fù)合群體的增產(chǎn)效果

由表3可知，不同密度下，兩年間所有處理中DD5與DH605間作產(chǎn)量最高。2020年產(chǎn)量分別可達(dá)到10 933.65、10 573.65 kg/hm2，2021年同樣為當(dāng)年最高值，分別可達(dá)到10 689.90、10 163.70 kg/hm2。就品種單作來(lái)看，不同密度下，DH605產(chǎn)量?jī)赡觊g均為最高，DD5產(chǎn)量次之；就不同品種單、間作模式來(lái)看，品種間作增產(chǎn)效應(yīng)明顯，所有間作產(chǎn)量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單作。就不同間作模式來(lái)看，DD5與DH605間作產(chǎn)量均為當(dāng)年最高，兩年平均增產(chǎn)率同樣最高，與其他2個(gè)間作模式相比豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性更好。

3? 結(jié)論與討論

3.1? 不同基因型玉米間作有利于提高群體抗病性

該試驗(yàn)結(jié)果表明，不同基因型玉米間作有利于提高復(fù)合群體抗性。不同抗莖腐病、穗腐病玉米品種間作組合，除DD5與DH605間作群體發(fā)病率低于DD5單作、高于DH605單作外，其他間作群體發(fā)病率均高于DD5單作，分別低于ZKY505單作、YF303單作；不同抗小斑病、南方銹病玉米品種的間作組合，所有間作群體病情指數(shù)均大于DD5單作，分別小于DH605單作、ZKY505單作、YF303單作。整體來(lái)看，不同基因型玉米間作能夠提高復(fù)合群體抗性。但需根據(jù)當(dāng)?shù)夭『Πl(fā)生程度，針對(duì)性選擇間作品種才能起到最大作用。

3.2? 不同基因型玉米間作可以提升復(fù)合群體產(chǎn)量

該研究表明，在雙基因型玉米間作系統(tǒng)中，不同基因型組合對(duì)產(chǎn)量有明顯影響。DD5與DH605間作與單作相比對(duì)空稈率影響不大，其他間作模式較DD5單作空稈率增加，較ZKY505單作、YF303單作空稈率降低。在67 500株/hm2種植密度下，不同品種與DD5間作較其單作雙穗率降低，對(duì)其他品種影響不大。兩年間不同種植密度下，DD5與DH605間作、DD5與ZKY505間作和DD5與YF303間作模式群體產(chǎn)量均超過(guò)各品種單作產(chǎn)量，其中DD5與DH605間作增產(chǎn)效應(yīng)最明顯，較品種單作增產(chǎn)率可達(dá)到10%，間作群體結(jié)實(shí)性較好。DD5與ZKY505間作、DD5與YF303間作群體產(chǎn)量較DD5單作增產(chǎn)效應(yīng)稍差。

我國(guó)玉米種質(zhì)資源較為匱乏，直接導(dǎo)致玉米品種的遺傳基礎(chǔ)日益狹窄，單一品種種植生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)較大。通過(guò)不同基因型玉米品種間作，可以增加田間群體的生物多樣性，優(yōu)化群體冠層結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)通風(fēng)透光能力和光能利用率，增強(qiáng)對(duì)逆境脅迫的抗性，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)［9-10］。玉米實(shí)施間作可提高其產(chǎn)量，與單作相比可達(dá)到顯著增產(chǎn)水平［11］，間作平均比單作增產(chǎn)4.04%～17.14%［12］。通常來(lái)說(shuō)玉米間作的品種類(lèi)型越多，其復(fù)合群體的豐產(chǎn)性越高，穩(wěn)產(chǎn)性越好［13］。通過(guò)高稈與矮稈玉米品種、抗病與感病玉米品種、豐產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性品種間作有利于提高群體抗病性［14］。近年來(lái)，由于玉米新品種審定渠道較多，玉米新品種出現(xiàn)“井噴式”增長(zhǎng)，該研究只針對(duì)了4個(gè)品種間作模式的研究，對(duì)于其他大面積推廣品種間作的穩(wěn)產(chǎn)抗逆生態(tài)效應(yīng)尚需進(jìn)一步研究。

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