牡丹江地區(qū)玉米新品系品比鑒定試驗(yàn)

摘要：為篩選出適合牡丹江地區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)且多抗的玉米新品系，以東農(nóng)264為對(duì)照，對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院玉米研究所自育的9份玉米新品系進(jìn)行品比鑒定試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)9份品系的農(nóng)藝性狀、物候期、抗性、產(chǎn)量相關(guān)性狀和產(chǎn)量進(jìn)行差異分析和相關(guān)性分析。結(jié)果表明，玉米新品系PJ2301產(chǎn)量最高（12 152.80 kg·hm-2），PJ2303第二（11 937.38 kg·hm-2），PJ2304第三（11 930.01 kg·hm-2），分別較對(duì)照增產(chǎn)9.29%、7.35%和7.29%。3份品系的抗病性好，病級(jí)均為1級(jí)，各階段物候期、株高、穗位高均與對(duì)照接近，并且比對(duì)照提前成熟1～2 d，適合當(dāng)?shù)氐氖炱凇＿@3個(gè)品系的穗長(zhǎng)、百粒重、穗粗均大于其他品系，由相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)穗長(zhǎng)、穗粗、百粒重和產(chǎn)量存在顯著正相關(guān)性。綜合分析PJ2301、PJ2303、PJ2304產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀表現(xiàn)最好，適宜在黑龍江省牡丹江地區(qū)推廣種植。

關(guān)鍵詞：新品系；農(nóng)藝性狀；抗性；產(chǎn)量

玉米作為黑龍江省支柱性的糧食作物之一，同時(shí)也是單產(chǎn)最高、種植范圍最廣的谷類(lèi)作物，在保障糧食安全和糧食供需平衡中發(fā)揮了重要作用[1]。2023年黑龍江省糧食生產(chǎn)再次鞏固了其“北大倉(cāng)”的地位，糧食總產(chǎn)量高達(dá)7 788萬(wàn)t，更是占據(jù)了全國(guó)糧食總產(chǎn)量份額的11.2%，連續(xù)14年持續(xù)領(lǐng)跑全國(guó)，玉米產(chǎn)量也實(shí)現(xiàn)飛躍，高達(dá)4 379萬(wàn)t，占據(jù)全省糧食產(chǎn)量的56.23%。品種選擇作為增產(chǎn)環(huán)節(jié)中的主要因素。在品種選育過(guò)程中要著重加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵農(nóng)藝性狀的篩選[2]，明確哪些性狀是提質(zhì)增產(chǎn)的關(guān)鍵因素，有助于推動(dòng)玉米產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[3]。在玉米品種進(jìn)行篩選的過(guò)程中，不但要考慮提升粒數(shù)、穗行數(shù)、百粒重，還要加強(qiáng)抗倒性和穗位高的選擇，明確各農(nóng)藝性狀間的相互關(guān)系[4]。研究表明在選育品種時(shí)更應(yīng)重視穗長(zhǎng)較長(zhǎng)、出籽率高、穗粗大的品系，在實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)其他各農(nóng)藝性狀的優(yōu)化平衡[5]。玉米的鮮重產(chǎn)量與百粒重、穗粗、行粒數(shù)和穗長(zhǎng)之間存在極為緊密的正相關(guān)關(guān)系，株高對(duì)其也有影響[6]。因此在進(jìn)行新品種選育時(shí)，應(yīng)該高度重視株高、倒折率和生育期這些性狀的選擇[7]。然而，東北地區(qū)玉米大斑病和小斑病頻發(fā)，給玉米的產(chǎn)量、品質(zhì)帶來(lái)了嚴(yán)重的影響，一般減產(chǎn)20%～30%，嚴(yán)重可達(dá)50%以上甚至絕收[8-9]。牡丹江位于黑龍江省的東南部，山區(qū)小氣候特點(diǎn)比較突出，春季易旱夏季溫?zé)岫嘤辏瑹o(wú)霜期較短，受季風(fēng)影響較強(qiáng)，在玉米選育時(shí)應(yīng)綜合考慮溫度、日照、降水、積溫和無(wú)霜期等多個(gè)因素。精準(zhǔn)選擇適宜的玉米品種，能夠最大化挖掘其生產(chǎn)潛力，是提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益及促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的重要基石，選擇與當(dāng)?shù)靥囟ōh(huán)境條件匹配度高的品種，能夠顯著提升作物產(chǎn)量[10]。本研究對(duì)9份由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院培育出的玉米新品系的農(nóng)藝性狀、抗病性和產(chǎn)量因素進(jìn)行分析和評(píng)估，以期篩選出綜合表現(xiàn)較好并適合牡丹江地區(qū)種植推廣的新品系，為當(dāng)?shù)胤N質(zhì)資源創(chuàng)新及新品種的選育和推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2023年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行，該地?zé)o霜期130 d左右，平均氣溫5.9 ℃左右，年均降水量500～600 mm，前茬作物為玉米，地勢(shì)較平坦，中等肥力。全氮含量為1.51 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量為33.28 g·kg-1，全鉀含量為2.53 g·kg-1，全磷含量為0.71 g·kg-1，pH7.63。

1.2 材料

參試的9份玉米新品系均由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院玉米研究所選育并提供，分別為PJ2301、PJ2302、PJ2303、PJ2304、PJ2305、PJ2306、PJ2307、PJ2308和PJ2309，以東農(nóng)264為對(duì)照。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，各品系種植面積為20 m2，5行區(qū)，5 m行長(zhǎng)，行距0.65 m，株距0.23 m，3次重復(fù)，試驗(yàn)周?chē)O(shè)置4壟保護(hù)行，5月1日進(jìn)行人工播種，肥料使用與田間管理參照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)水平，在播種前使用玉米專(zhuān)用長(zhǎng)效復(fù)合肥進(jìn)行深施，用量為675 kg·hm-2。9月30日收獲，與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)一致采用秋翻地起壟。

1.3.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

調(diào)查各品系的生育期、植株形態(tài)、抗病性和農(nóng)藝性狀，參照《玉米種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]進(jìn)行，收獲后進(jìn)行全區(qū)測(cè)產(chǎn)和室內(nèi)考種，產(chǎn)量、百粒重均為折合14%含水量后的值。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS 2.0軟件分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試玉米品系物候期差異分析

由表1可知，相同播期下，各玉米品系的出苗期、抽雄期、吐絲期、散粉期以及成熟期均存在差異。PJ2303、PJ2304出苗早，5月20日開(kāi)始出苗，其他材料出苗期介于5月21日-23日；PJ2308抽雄、吐絲、散粉、成熟均最早，分別為7月17日、7月19日、7月22日、9月22日；PJ2301抽雄期最晚，為7月23日；PJ2303吐絲期和散粉期最晚，分別為7月26日和7月27日；其他材料抽雄日期、吐絲日期、散粉日期分別介于7月18日-22日、7月21日-25日、7月23日-26日；各材料的成熟日期介于9月22日-26日，從生育日數(shù)上來(lái)看，品系PJ2305較對(duì)照早1 d，PJ2307、PJ2309均較對(duì)照早2 d，PJ2308生育日數(shù)最短，比對(duì)照早3 d，PJ2304較對(duì)照晚2 d，其余品系則晚1 d。

2.2 參試玉米品系植株形態(tài)性狀差異分析

由表2可知，各品系在苗期的長(zhǎng)勢(shì)都比較旺盛，植株很整齊；PJ2305、PJ2307、PJ2308的葉鞘色為綠色，其他材料葉鞘色均為紫色；所有材料的葉緣色均為綠色；PJ2301、PJ2302、PJ2304花絲為紫色，PJ2303花絲為淺紫色，其他均為綠色；PJ2301、PJ2304、PJ2306花藥為紫色，PJ2303花藥為淺紫色，其他均為綠色；所有材料的穎殼色均為綠色；雄穗一級(jí)分枝數(shù)最多的是PJ2303，為9個(gè)，最少的是PJ2305和PJ2309，均為5個(gè)，其他材料均為7～8個(gè)；穗上葉片數(shù)最多的是PJ2301，均8片，其他材料在6～7片；觀察發(fā)現(xiàn)，各小區(qū)所有材料的整齊度都比較好。

2.3 參試玉米品系抗性分析

由表3可知，各材料的抗性均較好，PJ2301、PJ2303、PJ2304、PJ2305、PJ2306和PJ2308的大斑病、小斑病、灰斑病、穗腐病和銹病的病級(jí)均為1級(jí)；PJ2302、PJ2307和PJ2309大斑病為3級(jí)，PJ2307和PJ2309的灰斑病為3級(jí)，其他病害均為1級(jí)；田間莖腐病調(diào)查情況發(fā)現(xiàn)，PJ2306、PJ2307和PJ2309的莖腐病病株率分別為0.05%、0.11%和0.70%，雖有病株但比較少。

2.4 參試玉米品系農(nóng)藝性狀分析

由表4可知，所有參試玉米品系中株高介于278.33～337.67 cm之間，PJ2302和PJ2301株高最高分別為337.67和336.00 cm且顯著高于其他品系；PJ2304和 PJ2305高于東農(nóng)264（CK），其他處理株高均低于東農(nóng)264（CK），其中PJ2306、PJ2307和PJ2309顯著低于東農(nóng)264（CK），分別為294.67，278.33和284.67 cm。

穗位高介于95.33～147.67 cm之間，PJ2301、 PJ2302、 PJ2303、 PJ2304、 PJ2305穗位高高于東農(nóng)264（CK），除PJ2303外其余均與CK存在顯著差異。PJ2302穗位高最高，與除PJ2305外的其他材料均存在顯著差異。

PJ2303的穗位葉長(zhǎng)度最長(zhǎng)，為103.00 cm，顯著高于其他材料，最短的為PJ2309，僅有84.00 cm，其他材料的穗位葉長(zhǎng)度介于87.33～97.00 cm之間，材料間也存在差異性。

PJ2304穗位葉寬度最寬，為11.60 cm，顯著高于對(duì)照、PJ2303、PJ2305、PJ2306、PJ2307、PJ2308和PJ2309，PJ2307穗位葉寬度最窄，為9.17 cm，其他材料的穗位葉寬度介于9.23～11.57 cm之間。

2.5 參試玉米品系穗部性狀分析

由表5可知，只有PJ2307（20.00 cm）、PJ2309（19.67 cm）穗長(zhǎng)等于或低于對(duì)照，其他處理均高于對(duì)照，PJ2301顯著高于PJ2302、PJ2306、PJ2307、PJ2308、PJ2309，與PJ2303、PJ2304和PJ2305差異不顯著。所有處理的禿尖長(zhǎng)度均小于對(duì)照，PJ2301、PJ2302、PJ2304不禿尖，且與PJ2305、PJ2309無(wú)顯著差異，與其他各材料存在顯著差異，其他材料禿尖長(zhǎng)度介于0.33～1.67 cm之間。

PJ2307、PJ2308、PJ2309穗粗小于對(duì)照，其中PJ2307最低（41.69 mm）與對(duì)照具有顯著差異。其他材料的穗粗均高于對(duì)照，PJ2301、PJ2303顯著高于PJ2307、PJ2309，其余材料間差異不顯著。PJ2301、PJ2303、PJ2305的行粒數(shù)高于對(duì)照，其他材料均小于對(duì)照，各材料的平均行粒數(shù)介于35.67～41.33粒之間，其中PJ2301顯著高于PJ2307，二者均與其他材料間差異不顯著。

2.6 參試玉米品系產(chǎn)量分析

由表6可知，只有PJ2309和PJ2307產(chǎn)量低于對(duì)照，其他處理產(chǎn)量均高于對(duì)照，PJ2301顯著高于PJ2307和PJ2309，與其他品系差異不顯著。PJ2301產(chǎn)量最高，平均產(chǎn)量為12 152.80 kg·hm-2，較對(duì)照增產(chǎn)9.29%；PJ2303次之，平均產(chǎn)量為11 937.38 kg·hm-2，較對(duì)照增產(chǎn)7.35%，PJ2304排第三，平均產(chǎn)量為11 930.01 kg·hm-2，較對(duì)照增產(chǎn)7.29%，PJ2302、PJ2305、PJ2306和PJ2308較對(duì)照分別增產(chǎn)2.22%、3.28%、1.18%和1.58%；PJ2307產(chǎn)量最低，平均產(chǎn)量為9 619.95 kg·hm-2，較對(duì)照減產(chǎn)10.52%；PJ2309平均產(chǎn)量為10 389.84 kg·hm-2，較對(duì)照減產(chǎn)6.56%。

2.7 參試品系產(chǎn)量相關(guān)性狀分析

由表7可知，PJ2302、PJ2308穗型為長(zhǎng)錐型，其余品系穗型均為長(zhǎng)筒型；PJ2304、PJ2305、PJ2308軸色為紅色，PJ2306、PJ2307軸色為白色，其余材料軸色均為粉色；籽粒類(lèi)型除對(duì)照（馬齒型）外均為半馬齒型；PJ2301、PJ2304、PJ2306粒色為橙黃色，其他材料粒色均為黃色；各材料的穗行數(shù)均在12～18行之間；各材料的出籽率介于77.43%～83.02%、百粒重介于28.00～42.46 g，百粒重大小排在前三位的為PJ2301、PJ2304、PJ2303，其中PJ2301的出籽率和百粒重最高，為83.02%和42.46 g，PJ2307最低，為77.43%和28.00 g。

2.8 參試玉米品系農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

由表8可知，參試玉米品系的穗長(zhǎng)與穗粗呈顯著正相關(guān)，與百粒重和產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；禿尖長(zhǎng)與穗粗呈顯著負(fù)相關(guān)；穗粗與百粒重、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；百粒重與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；由此可見(jiàn)決定產(chǎn)量的主要因素有穗長(zhǎng)、穗粗、百粒重和禿尖長(zhǎng)度，在選育品種時(shí)可多關(guān)注這幾個(gè)要素。

3 討論

“理想株型”這一概念的提出，決定了株高與穗位高是組成“理想株型”的關(guān)鍵性狀[12]。穗位太高會(huì)增加倒伏的風(fēng)險(xiǎn)，太低又可能妨礙光合產(chǎn)物的運(yùn)輸[13]。株高與穗位在構(gòu)成玉米株型中占關(guān)鍵地位，同時(shí)也是影響產(chǎn)量的主要性狀，合理組合才可達(dá)到理想的株型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)并存的目標(biāo)[14]。本研究結(jié)果表明，株高和穗位高均與本地對(duì)照（東農(nóng)264）相接近的品系有PJ2301、PJ2303、PJ2304和PJ2305，而這4個(gè)品系的產(chǎn)量也高于對(duì)照。

生育期、百粒重等農(nóng)藝性狀是影響玉米產(chǎn)量的主導(dǎo)性因素[15-16]。馬延華等［17］通過(guò)對(duì)152份玉米地方品種進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，百粒重、穗粗、生育日數(shù)、株高、穗長(zhǎng)和穗位高是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵要素。本研究結(jié)果表明，PJ2301、PJ2302、PJ2303、PJ2304、PJ2305、PJ2306的抽雄、吐絲、散粉、成熟期和生育日數(shù)均與對(duì)照接近，而且上述品系的產(chǎn)量和百粒重也均高于對(duì)照，本結(jié)果與上述研究結(jié)果有一定的相似性。把抗病性篩選加入到玉米高產(chǎn)育種目標(biāo)里，不但可以提高抗性的需求，還可以提高產(chǎn)量和品質(zhì)[18]。本研究針對(duì)抗性研究發(fā)現(xiàn)，PJ2301、PJ2303、PJ2304、PJ2305、PJ2306、PJ2308的大斑病、小斑病、灰斑病、穗腐病及銹病的病級(jí)均為1級(jí)，通過(guò)田間觀察發(fā)現(xiàn)這些品系的植株持綠性比較好，也都比對(duì)照產(chǎn)量高。

玉米單產(chǎn)是一個(gè)數(shù)量性狀，其受多基因調(diào)控和多個(gè)性狀共同影響，在這些性狀中，百粒重、行粒數(shù)等產(chǎn)量性狀對(duì)單產(chǎn)具有較大的影響[19-20]。郭歡樂(lè)等[21]篩選出22份玉米品種，發(fā)現(xiàn)禿尖長(zhǎng)和株高對(duì)產(chǎn)量的影響比其他農(nóng)藝性狀大。本研究表明百粒重與產(chǎn)量之間存在極顯著的正相關(guān)性。單穗粒重、穗長(zhǎng)、百粒重、禿尖長(zhǎng)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)[22]。通過(guò)相關(guān)性分析可得，穗長(zhǎng)、穗粗與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，這與前人的研究結(jié)果一致[23-24]。本研究表明，行粒數(shù)與百粒重呈顯著正相關(guān)性，而百粒重與產(chǎn)量之間呈極顯著的正相關(guān)，因此可間接證明行粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量有影響，這與付華等[25]和楊明花等[26]研究結(jié)果類(lèi)似。

本研究深入剖析玉米產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀之間的復(fù)雜關(guān)系，不僅揭示了玉米高產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ)及其生理機(jī)制，更有助于指導(dǎo)科研人員精確選育出高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的玉米新品系。但僅對(duì)牡丹江一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，沒(méi)有進(jìn)行多點(diǎn)試驗(yàn)，在今后研究中將結(jié)合多試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行全面分析，為牡丹江地區(qū)玉米品系篩選提供精確的理論依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究將9份玉米品系的農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，結(jié)果表明，PJ2301、PJ2303、PJ2304生育日數(shù)均比對(duì)照東農(nóng)264晚1～2 d，株高、穗位高相較其他品系比較高，百粒重大小排在前三位的為PJ2301、PJ2304和PJ2303，且大斑病較輕，抗性好。

玉米產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀密切相關(guān)，PJ2301穗長(zhǎng)和粒數(shù)均比其他品系大，位居第一，穗粗次之，禿尖最小，且產(chǎn)量比對(duì)照高9.29%；PJ2303穗粗最大，粒數(shù)次之，穗長(zhǎng)第三，吐絲期和散粉期最晚，分別為7月26日、7月27日，比對(duì)照增產(chǎn)7.35%；PJ2304穗長(zhǎng)次之，穗粗第三，粒數(shù)第五，比對(duì)照增產(chǎn)7.29%。綜上PJ2301、PJ2303、PJ2304產(chǎn)量高、抗性和持綠性好、成熟日期較對(duì)照早，適合當(dāng)?shù)氐氖炱?，可進(jìn)一步開(kāi)展試驗(yàn)，為其日后推廣和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，審定成功后適合在牡丹江地區(qū)進(jìn)行大面積推廣。

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Comparison and Identification Experiment of New Maize Varieties in Mudanjiang Region

Abstract：In oder to screen the new maize strains suitable for planting in Mudanjiang City with high-quality， high-yielding， and multi resistant， the Dongnong 264 was used as a control， conduct comparative identification experiments on 9 new maize strains bred by the Maize Research Institute， Mudanjiang Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences. Through differential analysis and correlation analysis of agronomic traits， phenology， resistance， yield related traits， and yield of 9 strains. The results indicated that， the new maize variety PJ2301 had the highest yield （12 152.80 kg·ha-1）， followed by PJ2303 （11 937.38 kg·ha-1） and PJ2304 （11 930.01 kg·ha-1）， compared with the control， the yield increased by 9.29%， 7.35% and 7.29%， respectively. The disease resistance of the three strains was good， with a disease grade of 1， the phenological period， plant height， and spike height at each stage were similar to those of the control， and mature 1-2 days earlier than the control， suitable for the local ripening period. The spike length， hundred grain weight， and spike thickness of these three strains were all greater than those of other strains， correlation analysis revealed a highly significant positive correlation between ear length， ear diameter，100 grain weight and yield. Comprehensive analysis， PJ2301， PJ2303， and PJ2304 have good yield and agronomic traits， and are suitable for promotion and planting in this region.

Keywords：new strain; agronomic characters; resistance; yield