中圖分類號:S512 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1001-4330(2025)04-0837-13
0 引言
【研究意義】玉米(ZeamaysL.)按照用途可分為籽粒玉米、青貯玉米和鮮食玉米[1]。鮮食玉米是指乳熟期采摘鮮嫩果穗用于食用的玉米,主要有甜玉米、糯玉米、甜加糯玉米和筍玉米等[2-3],鮮食玉米風(fēng)味獨(dú)特和適口性良好[4],且富含多種維生素及鈣、鎂等多種礦質(zhì)元素[5]。我國鮮食玉米種植面積已突破 134×104hm2 ,成為世界第一大鮮食玉米生產(chǎn)國和消費(fèi)國[1]。2022 年我國甜玉米種植面積超過 34.7×104hm2[6] 。糯玉米種植面積約為 74×104hm2 ,甜加糯玉米種植面積約為 27×104hm2[2,7] 。我國鮮食玉米的種植區(qū)域由北到南主要分布在黑龍江、吉林、遼寧、北京、天津、河北、甘肅、浙江、江蘇、上海、四川、重慶、云南、貴州、廣東和廣西等省區(qū)(市),基本呈“南甜北糯\"種植趨勢[8]。隨著育種和栽培技術(shù)提升,促進(jìn)優(yōu)異品種及其配套栽培技術(shù)的研究開發(fā),各個(gè)類型的鮮食玉米逐漸在我國不同區(qū)域推廣應(yīng)用[9。【前人研究進(jìn)展】黑龍江省是我國重要的商品糧產(chǎn)地,玉米種植面積和產(chǎn)量均名列全國第—[10]。2021年黑龍江省糧食作物播種面積為 1 455.1×104hm2 ,其中玉米播種面積為652.4×104hm2 ,產(chǎn)量 4149.2×104t[10-11] 。黑龍江省開展鮮食玉米產(chǎn)業(yè)化種植具有充足的自然優(yōu)勢,有利于鮮食玉米的生長[12]。黑龍江省鮮食玉米播種面積達(dá) 15.33×104hm2[12] 。王立冬等[13]收集了13個(gè)鮮食玉米品種進(jìn)行了比較,米糯91、米糯910可作為本地區(qū)的首選栽培品種。楊麗等14分析了18個(gè)鮮食玉米品種,可通過籽粒含水率結(jié)合蛋白質(zhì)含量和粗淀粉含量確定糯玉米的最佳采收,籽粒含水率結(jié)合可溶性糖含量和VC含量確定甜玉米的最佳采收期。李青超等[5]比較了6個(gè)鮮食玉米品種的植株和果穗性狀,認(rèn)為花香糯3號適宜在齊齊哈爾地區(qū)種植。【本研究切入點(diǎn)】黑龍江省雖然具有一定鮮食玉米種植基礎(chǔ),其種植面積逐年提升,但對于適用于當(dāng)?shù)氐钠贩N農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的研究較少。前人對適宜黑龍江省鮮食玉米品種的研究存在試驗(yàn)品種較少的問題,亟需對更廣泛的品種開展適應(yīng)性評價(jià)。【擬解決的關(guān)鍵問題】收集國內(nèi)培育的不同類型鮮食玉米,比較分析生育期、株高等18個(gè)農(nóng)藝性狀結(jié)合產(chǎn)量,為黑龍江鮮食玉米主產(chǎn)區(qū)優(yōu)質(zhì)品種選擇提供支持。
1 材料與方法
1.1 材料
試驗(yàn)地點(diǎn)位于黑龍江北緯四十七綠色有機(jī)食品有限公司農(nóng)業(yè)科技園區(qū)(黑龍江省依安縣,47°55′N,125°15′E) ,海拔 193m 。生育期內(nèi)平均氣溫 15.1°C ,降水量 560.4mm ,日照時(shí)數(shù)1377.7h。試驗(yàn)地為淡黑鈣土,地勢平整,土壤肥力均勻。2年試驗(yàn)前茬均為玉米。參試材料包括來自北京寶豐種子有限公司、北京華奧農(nóng)科玉育種有限公司等全國20個(gè)育種單位培育的白甜糯708、新糯玉10號等69個(gè)鮮食玉米品種(系)。表1
1.2 方法
試驗(yàn)于 2022~2023 年進(jìn)行。試驗(yàn)小區(qū)行長10m,4 行區(qū),行距 55cm ,小區(qū)面積 22m2 ,按照4000株 /667m2 密度播種。生育期內(nèi)對材料的播種期、出苗期、抽雄期、開花散粉期、吐絲期、采收期、生育日數(shù),開花散粉期測定穗位葉的葉綠素含量( SPAD 值),采收期每小區(qū)取10株調(diào)查試驗(yàn)材料的株高、穗位高、莖粗、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長和穗重等農(nóng)藝性狀,小區(qū)全區(qū)收獲測量產(chǎn)量。調(diào)查、考種方法參照《玉米種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用MicrosoftExcel2022整理數(shù)據(jù)及制作圖表,采用DPS9.5進(jìn)行主成分分析,R語言進(jìn)行聚類分析和作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同玉米品種(系)生育期的比較
研究表明,不同玉米品種(系)間生育期差異極顯著( F=9.283,P=0.000 1) 。V4的生育期最長(115d),其次為V34(114d),V35(114d);2個(gè)品種的生育期 ?90d ,生育期最短的為V32(88d),其次為V39(90d)。播種期-出苗期最短的品種是V41、V42(7d),出苗期-抽穗期最短的品種是V32(40d),抽穗期-散粉期最短的品種是V9、V12、V14、V17、V22、V29、V35、V38、V43、V62、V63、V64、V66和V69(1d),散粉期-吐絲期最短的品種是V1、V2、V7、V9、V10、V17、V19、V25、V26、V27、V28、V44、V45、V51、V52、V54、V55、V56、V67和V68(0d),吐絲期-收獲期最短的品種是V8(23d)。圖1
2.2 不同玉米品種(系)農(nóng)藝性狀的比較
2.2.1 不同玉米品種(系)葉綠素含量的比較
研究表明,不同玉米品種(系)間開花散粉期葉綠素含量差異極顯著( F=16.338,P=0.0001) °3個(gè)品種的葉綠素含量高于 60SPAD,V9 的葉綠素含量最高(61.4SPAD),其次為 V21(60.7SPAD) 、V16(60.4SPAD) ;6個(gè)品種的葉綠素含量低于50SPAD,V25的葉綠素含量最低(47SPAD),其次為V4(47.9 SPAD)、V57(48.1 SPAD)、V43(48.2SPAD)、V42(49.3SPAD)V10(49.6SPAD)。圖2
2.2.2 不同玉米品種(系)株高、穗位高和莖粗的比較
研究表明,不同玉米品種(系)間株高差異極顯著( F=9.618,P=0.000 1) 。10個(gè)品種的株高均超過 300cm,V26 的株高最高( 331cm ),其次分別為 V14.V23.V65.V4.V17.V56.V24.V35 和V45;僅V7 (196.7cm) 的株高低于 200cm 。
不同品種間穗位高差異極顯著( F=15.367 ,P=0.000 1 )。3個(gè)品種的穗位高超過 150cm ,V4的穗位高最高( 166.4cm ),其次分別為V23( 163.6cm ) .V14(159.2cm); 8個(gè)品種的穗位高低于 60cm ,V32的穗位高最低( 39.6cm? ,隨后分別為 V33,V61,V39,V7,V8,V31 和V30。圖3
不同品種間莖粗差異極顯著( F=2.225,P= 0.0006 )。2個(gè)品種的莖粗 ?3.2cm ,V34的莖粗最高 (3.5cm) ),其次分別為V14( 3.32cm ) ;V39的莖粗最細(xì) (2.10cm )。
圖1 不同玉米品種(系)生育時(shí)期的比較
注;SD:播種期,SeD:出苗期,TD:抽穗期,AD:散粉期,SiD:吐絲期,HD:收獲期,GP:生育日數(shù),PH:株高,EH:穗位高,SD: 莖粗,EL:穗長,LBE:禿尖長,ED:穗粗,NR:穗行數(shù),NK:行粒數(shù),EW:穗重 Notes:SD:Sowingdate,SeD:Sedingdate,TD:Taselingdate,AD:Anthesisdate,SiD:Silingdate,HD:Harvesate,G:Growth period,PH:Planteight,EHEarheight,SD:talkiameter,EL:Earlength,BE:Lengthofrarear,ED:Eardiameter,:ubf rowsperear,NK:Numberofkernelsperrow,EW:Earweight
2.2.3 不同玉米品種(系)穗長、禿尖長、穗粗的比較
研究表明,不同玉米品種(系)間穗長差異極顯著( F=3.959,P=0.000 1) 。5個(gè)品種的穗長超過 23cm ,V23的穗長最長 (24.34cm ),其次分別為V4( 23.9cm )、V52( 23.2cm )、V39(23.2cm) ;4個(gè)品種的穗長小于 17cm ,V40的穗長最短( 14.7cm? ),隨后分別為V42( 15.0cm )、V41(16.0cm)、V37(16.8cm)。
不同品種間禿尖長差異極顯著( F=692.422, P=0.000 1 )。V58的禿尖長最長(5.31cm),其次為V37 (3.5cm) ); v1 、V3等36個(gè)品種禿尖長為 0cm 。
不同品種間穗粗差異不顯著( F=1.181,P=0.2462)。4個(gè)品種的穗粗超過 5.5cm ,V50的穗粗最粗 (5.69cm ),其次為V52 (5.68cm )、V63( 5.54cm )、V51( 5.52cm ;V42的穗粗最細(xì)( 4.00cm ),隨后為V30 (4.38cm 。圖4
2.2.4不同玉米品種(系)穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗重的比較
研究表明,不同玉米品種(系)間穗行數(shù)差異不顯著( F=1.168,P=0.2610) 。V28的穗行數(shù)最多(22行),其次為V9、V10等14個(gè)品種(20行),V4、V14、V17、V33、V38、V42、V68和V69穗行數(shù)最少(14行)。
不同品種間行粒數(shù)差異顯著( F=1.719,P=0.0132)。V23的行粒數(shù)最多(50.2粒),其次為V4(48.8粒)、V14(47.8粒);V58的行粒數(shù)最少(29粒)。
不同品種間穗重差異極顯著( F=8.670,P= 0.0001)。V52的穗重最大( ,其次為V45 (604.4g) )、V44( 577.7g )、V13( 570.0g) !T /27(567.0g) ;V42的穗重最?。?182.3g ,隨后為 /40(222.6g) 》 .V37(270.9g) 。圖5
2.3 不同玉米品種(系)產(chǎn)量的比較
研究表明,不同玉米品種(系)間穗行數(shù)差異不顯著( F=11.581,P=0.0001) 。V52的產(chǎn)量最高( 16 305.8kg/hm2 ),其次為V45( 16 038.7kg/ hm2 ) .V44(15917.9kg/hm2 )、V13(15493.3kghm2 ) .V27(15249.5kg/hm2 );2個(gè)品種的產(chǎn)量低于 6000kg/hm2 ,V42的產(chǎn)量最低( 3860.1kg/ hm2 ),隨后為 V40(5309.4kg/hm2) 。圖6
2.4 不同玉米品種(系)的主成分分析及綜合評價(jià)
研究表明,對6個(gè)玉米品種的17個(gè)農(nóng)藝性狀提取出5個(gè)特征根大于1的主成分,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率 73.734% ,提取的5個(gè)主成分可以解釋其農(nóng)藝性狀。 PCA1 主要綜合了穗重和產(chǎn)量,貢獻(xiàn)率分別為 91.5% 和 85.7% PCA2 主要綜合了穗位高和生育期,貢獻(xiàn)率分別為 84.1% 和 80.4% PCA3 主要綜合了穗粗和播種-出苗日數(shù),貢獻(xiàn)率分別為61.3% 和 -49.6% : PCA4 主要綜合了穗行數(shù)和葉綠素,貢獻(xiàn)率分別為 -58.5% 和 53.1% ; PCA5 主要綜合了抽穗-散粉日數(shù),貢獻(xiàn)率為 -56.4% 。表2\~3
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的各形狀與因子載荷矩陣計(jì)算各主成分得分,公式如下:
F1=0.229X1-0.184X2-0.050X3-0.145X4 +0.299X5+0.118X6+0.094X7+0.222X8+ 0.122X9+0.146X10+0.317X11-0.272X12 + 0.293X13+0.130X14+0.338X15+0.401X16+ 0.375X17 : (1)
F2=-0.197X1+0.412X2-0.280X3-0.137X4+0.198X5+0.421X6-0.094X7+0.094X8+0.094X9+0.094X8-0.094X7+0.094X8+0.094X9+0.094X8 上
0.326X8+0.440X9+0.288X10-0.151X11+0.038X10-0.151X11+0.038X10-0.151X11+0.038X10-0.1451X11+0.0388X10-0.151X11+0.0388X10-0.318X10+0.131X11
0.107X12- 0.054X13- 0.173X14+ 0.021X15
0.080X16-0.110X17 : (2)F3=-0.426X1+0.266X2+0.078X3+
(2 0.271X4-0.083X5+0.072X6+0.074X7 (20
0.194X8-0.138X9+0.266X10-0.032X11+0.032X10
0.038X12+0.527X13+0.123X14-0.337X15+ (204
0.220X16+0.256X17 (3)F4=0.281X1-0.027X2-0.067X3+0.401X4
- 0.085X5+ 0.179X6+ 0.466X7- 0.155X8 1
0.119X9+0.373X10+0.086X11-0.145X12
(20 0.052X13- 0.513X14+ 0.092X15- 0.076X16
0.117X17 : (4)F5=-0.035X1-0.025X2-0.558X3+ (2號
0.348X4-0.240X5-0.218X6+0.360X7+0.301X8+0.166X9-0.153X10+0.150X11 +0.201X12- 0.025X13+ 0.352X14- 0.008X15 +0.030X16-0.041X17 (5)F?E?E= 0.415F1+0.291F2+0.108F3+0.104F4+0.082F5 (6)
農(nóng)藝性狀綜合得分排名前10的品種分別為N-2022-215 、萬黑糯109、密甜糯1號、N-2022-204?N-2022-207-4 、萬糯188、斯達(dá)糯51、必達(dá)榮憲和、京彩甜糯和必達(dá)榮本初,得分較低的10個(gè)品種分別為粘娃娃700、絲甜7、穗王、金娃娃、白冰甜、墾甜糯18A、雪甜7401、絲甜29、墨靈和粘娃娃800。表4
2.5 不同品種的聚類分析
研究表明,當(dāng)歐氏距離為5.82時(shí),69個(gè)鮮食玉米品種按農(nóng)藝性狀可分為5個(gè)類群。
第I類群包含5個(gè)品種,為V41、V37、V42、V40和V58,主要特性為播種-出苗日數(shù)較短、穗位高較高、禿尖長較長、穗粗較細(xì)、行粒數(shù)較少、穗重較小、產(chǎn)量較低;第Ⅱ類群包含14個(gè)品種,為V33、V31、V32、V64、V30、V57、V36、V6、V5、V7、V61、V39、V21和V8,主要特性為出苗-抽穗日數(shù)較短、抽穗-散粉日數(shù)和散粉-吐絲日數(shù)較長、生育日數(shù)較短、株高較矮、穗位高較低、莖粗較細(xì);第ⅢI類群包含15個(gè)品種(系),為V9、V35、V62、V38、V68、V29、V69、V50、V60、V19、V55、V2O、V48、V47和V49,主要特性為抽穗-散粉日數(shù)較短、葉綠素含量較高;第V類群包含11個(gè)品種(系),為V63、V52、V15、V51、V4、V14、V34、V23、V13、V12和V22,主要特性為播種-出苗日數(shù)和吐絲-收獲日數(shù)較長、生育日數(shù)較長、株高較高、莖粗較粗、穗長較長、禿尖長較短、穗粗較粗、行粒數(shù)較多、穗重較重、產(chǎn)量較高;第V類群包含24個(gè)品種(系),為V18、V11、V3、V67、V54、V28、V27、V26、V24、V66、V45、V17、V53、V46、V16、V2、V1、
V44、V56、V25、V43、V10、V65和V59,主要特性為散粉-吐絲日數(shù)較短、穗行數(shù)較多,其他農(nóng)藝性狀表現(xiàn)中等。表5,圖7
3討論
3.1受東北地區(qū)積溫不足或不穩(wěn)定、干旱、雨澇、低溫冷害等氣象災(zāi)害影響,確定不同品種在黑龍江種植的熟期十分必要[16-17]。試驗(yàn)中 V32 品種的生育期最短,為 88d 。通過對不同生育時(shí)期間隔天數(shù)的比較,該品種在出苗期-抽穗期的天數(shù)最短,在其他生育期間內(nèi)均未顯著低于其他品種。這意味著該品種出苗之后的生長較為迅速,更快到達(dá)了抽穗期,散粉之后到采收之前養(yǎng)分積累速率無明顯優(yōu)勢。V8品種在吐絲之前生長速率與其他品種無明顯差異,吐絲之后快速生長,最短時(shí)間達(dá)到收獲期。
3.2王俊花等[18]研究認(rèn)為,穗重、穗粗和行粒數(shù)對玉米產(chǎn)量影響較大,穗位高和禿尖長對產(chǎn)量的影響較小。試驗(yàn)中,V52品種的穗長排第3位,穗粗排第2位,兩者交互促使該品種的穗重最大,進(jìn)而獲得最高的產(chǎn)量。產(chǎn)量最低的V42品種的穗重最小,穗長排倒數(shù)第2位,穗粗最細(xì)。與王野等[19]研究結(jié)論相一致。此外,散粉期的葉綠素含量比較中,V42品種的葉綠素含量為49.3SPAD,排倒數(shù)第5位。產(chǎn)量與凈光合速率顯著正相關(guān),與花后干物質(zhì)積累量極顯著正相關(guān)[20]。同時(shí),凈光合速率隨與葉片SPAD值呈正相關(guān)關(guān)系[21]因此,V42品種散粉期較低的葉綠素含量影響了凈光合速率,進(jìn)而影響了花后干物質(zhì)積累量導(dǎo)致產(chǎn)量降低。
3.3對69個(gè)鮮食玉米品種進(jìn)行主成分分析,將17個(gè)農(nóng)藝性狀歸納為5個(gè)主成分,分別反映了鮮食玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀、生育期和穗位高、穗粗和出苗日數(shù)、穗行數(shù)和葉綠素以及抽穗-散粉日數(shù)。趙洪等22對DUS測試的鮮食玉米進(jìn)行主成分分析是得到8個(gè)主成分,包括生育日數(shù)、生育期間隔天數(shù)、株高、穗位高等,以及雄穗主軸等授粉性能相關(guān)指標(biāo)。與試驗(yàn)?zāi)康暮筒杉誀畈煌嘘P(guān),相較前人研究,試驗(yàn)側(cè)重于不同品種在鮮食玉米生產(chǎn)種植的應(yīng)用。
3.4聚類分析得到的5個(gè)類群中,第I類群表現(xiàn)出整體穗型較小,產(chǎn)量較低;第Ⅱ類群為較早熟品種,株高和穗位高較低,實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意采收時(shí)機(jī)械適配度;第Ⅲ類群和第V類群的突出特性較少,大多數(shù)性狀處于中等水平,品種整體表現(xiàn)較為普通;第IV類群產(chǎn)量性狀較好,同時(shí)具有穗長較長、禿尖長較短、穗粗較粗等較好的商品性,該類群包含的11個(gè)品種(系)適宜作為高產(chǎn)品種推廣種植。
4結(jié)論
農(nóng)藝性狀較好的品種(系)有N-2022-215、萬黑糯109、密甜糯1號 ,N-2022-204,N-2022 -207-4、萬糯188、斯達(dá)糯51、必達(dá)榮憲和、京彩甜糯、必達(dá)榮本初,其中萬黑糯109(V52)產(chǎn)量最高,同時(shí)具有穗長較長、穗粗較粗,適合滿足大穗型鮮食玉米需求的種植。另外,絲甜7(V32)播種后88d達(dá)到采收期,且無禿尖具有較優(yōu)的商品性,為一年兩季復(fù)種栽培提供了可能性。
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Abstract:【Objective】 Comparative analysis of agronomic traits and yield of diferent fresh corn varieties (series)in Heilongjiang,inorder to provide support for theselectionof high-qualityvarieties in the main productionareas of fresh corn.【Methods】In this experiment,17 agronomic traitsand yield of69 varieties of fresh corn were compared by variance analysis,principal component analysis,and cluster analysis.【Results】 The results showed that the growth period of Jingcaitiannuo was the longest (115 days),and that of Sitian 7 was the shortest(88 days).The plant height of N-2022-212 was the highest ( 331cm ),while the plant height of Meizhen 2O9 was the lowest ( 196.7cm ).The ear height of Jingcaitiannuo was the highest(166.4 cm),while the ear height of Sitian 7 was the lowest (39.6cm ).The stem of Mitiannuo 1 was the thickest ( 3.5cm ).The ear length of N-2022-207-4 was the longest (24.34cm ),while the ear length of sticky Doll 800 was the shortest ( 14.7cm ). 36 varieties including Baitiannuo 7O8 and Xuenuo 2 were of non - bald -rip type. The number of rows per ear of N-2022-213 was the highest(22 rows). The number of kernels per row of N-2022-207-4 was the highest (5O.2 grains). The ear weight of Wanheinuo 1O9 was the largest (640.6g) ,while the ear weight of Sticky Doll 7OO was the smallest (182.3g ).Theyieldof Wanheinuo 109 was the highest (27,865kg/hm2 ). 5 principal components and a comprehensive score model were exacted by principal component analysis,and 69 fresh corn varieties were divided into 5 groups by cluster analysis. 【Conclusion】The top10 varieties in terms of comprehensive agronomic traits are N-2O22-215,Wanheinuo 109,Mitiannuo1,N-2022-204, N-2022-207-4 ,Wannuo 188,Sidanuo 51,Bidarongxianhe,Jingcaitiannuo,and Bidarongbenchu.Cluster IV is a high-yielding group,in which the yield of Wanheinuo 109 is the highest that can meet the demand of planting large -eared fresh corn.
Key words:fresh corn; comprehensive evaluation; yield ; principal analysis; cluster analysis