李小霞，靳鯤鵬，李萬星，李 丹，劉永忠，曹晉軍

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)谷子研究所，山西長治046011）

玉米作為世界上最主要的糧食作物之一，在保障糧食發(fā)展和人口穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要作用。玉米雖然在育種和栽培方面得到了很大提高和改善，產(chǎn)量取得突飛猛進(jìn)的增長，但是在干旱和半干旱地區(qū)，干旱是玉米生產(chǎn)中普遍存在且嚴(yán)重制約其產(chǎn)量的一個(gè)重要的非生物因素[1]。我國干旱、半干旱地區(qū)的面積占地球陸地面積的50%[2]，干旱導(dǎo)致的玉米減產(chǎn)現(xiàn)象嚴(yán)重，全國受災(zāi)面積增大，但是我國卻是全球玉米第二大生產(chǎn)國，總產(chǎn)僅次于水稻[3]。因此，研究玉米的抗旱性，培育抗旱性品種，提高抗旱栽培措施，是我國玉米產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的問題。

干旱環(huán)境下，玉米的根、莖、葉等形態(tài)指標(biāo)會(huì)發(fā)生變化，植物會(huì)通過氣孔的開合調(diào)節(jié)作物水分的散失，以適應(yīng)干旱脅迫[4]，葉綠體膜脂結(jié)構(gòu)改變，生物膜通透性增加，細(xì)胞內(nèi)清除自由基的保護(hù)酶系統(tǒng)（SOD、CAT、POD）活性下降。研究發(fā)現(xiàn)，抗旱性強(qiáng)的玉米品種，其體內(nèi)保護(hù)性酶活性較高[5]，葉片中丙二醛（MDA）、脯氨酸、脫落酸在干旱環(huán)境下大幅增加和大量積累[6-10]。雖然以上指標(biāo)均可作為玉米抗旱性指標(biāo)，但產(chǎn)量是能最大程度反映玉米抗旱性強(qiáng)弱的指標(biāo)[8]。蘭巨生等[11]提出了抗旱指數(shù)概念?？购抵笖?shù)是評(píng)價(jià)抗旱性的同時(shí)兼顧豐產(chǎn)性的一個(gè)重要指標(biāo)，綜合了產(chǎn)量、基因型、環(huán)境3個(gè)方面因素，在生產(chǎn)實(shí)踐中實(shí)用性大。在市場化需求下，提高玉米機(jī)械化收獲已成必然，而玉米籽粒含水率太高，會(huì)影響玉米機(jī)械收獲，導(dǎo)致玉米減產(chǎn)。在我國玉米產(chǎn)區(qū)，收獲時(shí)玉米籽粒含水率多在30%～40%，嚴(yán)重影響玉米的機(jī)械收獲[12-13]，因此，選育自然脫水速率快、籽粒含水率低的品種是解決機(jī)械收獲的關(guān)鍵。

本研究基于山西省常種玉米品種，于2018—2020年通過比較各玉米品種抗旱指數(shù)，并結(jié)合玉米產(chǎn)量和籽粒脫水速率，篩選出抗旱性高、豐產(chǎn)性好、易機(jī)收的玉米品種，以期為干旱區(qū)、半干旱區(qū)篩選易機(jī)收玉米品種提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年4月28日至2020年10月2日在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)谷子研究所試驗(yàn)地進(jìn)行。該地土壤為石灰質(zhì)褐土，有機(jī)質(zhì)含量36.8g/kg，全氮含量0.19%，有效磷含量8.25 mg/kg，速效鉀含量236 mg/kg，pH值為8.52，容重為1.29 g/cm3。2018、2019、2020年降雨量分別為300.6、203.4、482.1 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

2018年參試玉米品種為西旺3008、鑫豐盛9898、DF607、中種8號(hào)、先玉696、福萊818、軍育535、長單525、瑞普909、長單48號(hào)、澤玉8911、華美468、S1651、晉單59號(hào)、中地9988；2019年參試玉米品種為晉農(nóng)科1號(hào)、強(qiáng)碩168、大豐1407、太育1號(hào)、萊科818、科豐2號(hào)、遼單33、太育9號(hào)、龍生19號(hào)、西蒙6號(hào)、裕豐310、丹玉311、先玉696、豫禾863；2020年參試玉米品種為晉農(nóng)科1號(hào)、太育9號(hào)、太育1號(hào)、強(qiáng)碩168、大豐1407、裕豐310、科豐2號(hào)、西旺3008、鑫豐盛9898、遼單33、先玉696、萊科818、龍生19號(hào)、德力999、長單506。3 a均以先玉696為對(duì)照品種。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)旱地組與水澆地組2個(gè)處理，其中，旱地組在玉米生長期不進(jìn)行灌溉，只靠自然降雨；水澆地組除自然降雨外，在玉米拔節(jié)期、抽雄期和灌漿期還需要進(jìn)行滴灌。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積為23.1 m2（3.3 m×7.0 m），行距0.55 m，密度67 500株/hm2。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

玉米成熟后全小區(qū)收獲測產(chǎn)，所有果穗脫粒后測定籽粒產(chǎn)量。抗旱指數(shù)（DHI）參照李萬星[14]等的方法計(jì)算?？购抵笖?shù)大于1.10即為抗旱類型[11]，為在眾多玉米品種中最大程度篩選出抗旱品種，本研究以抗旱指數(shù)大于1.25的品種為抗旱品種。玉米收獲后計(jì)算旱地玉米籽粒自然脫水速率。

式中，GYS.T為待測品種旱地籽粒產(chǎn)量；GYS.W為待測品種旱地水澆地籽粒產(chǎn)量；GYCK.W為對(duì)照品種旱地水澆地籽粒產(chǎn)量；GYCK.T為對(duì)照品種旱地籽粒產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)試驗(yàn)采用Excel 2007軟件進(jìn)行處理，采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 旱地、水澆地對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，2018—2020年水澆地組每個(gè)玉米品種的產(chǎn)量整體高于旱地組對(duì)應(yīng)品種，且各品種間產(chǎn)量有差異。2018年旱地組產(chǎn)量最高的品種為西旺3008，水澆地組產(chǎn)量最高的品種為先玉696，但水澆地組較旱地組增產(chǎn)最大的為中地9988，增產(chǎn)44.7%，增產(chǎn)最小的為中種8號(hào)，增產(chǎn)6.3%；2019年旱地組產(chǎn)量最高的品種為晉農(nóng)科1號(hào)，水澆地組產(chǎn)量最高的品種為太育1號(hào)，但水澆地組較旱地組增產(chǎn)最大的為豫禾863，增產(chǎn)59.8%，增產(chǎn)最小的為晉農(nóng)科1號(hào)，增產(chǎn)18.0%；2020年旱地組和水澆地組產(chǎn)量最高的均為晉農(nóng)科1號(hào)，但水澆地組較旱地組增產(chǎn)最大的為龍生19號(hào)，增產(chǎn)36.9%，增產(chǎn)最小的為裕豐310，增產(chǎn)4.3%。通過3 a比較可知，由于2019年降雨量最小，各品種在旱地和水澆地處理中增產(chǎn)最多，增產(chǎn)18.0%～59.8%。

表1 2018—2020年旱地、水澆地試驗(yàn)產(chǎn)量差異顯著性分析 kg/hm2

2.2 品種的抗旱指數(shù)及顯著性差異分析

由表2可知，2018年DHI大于1.25的品種有2個(gè)，分別為西旺3008和鑫豐盛9898；2019年DHI大于1.25的品種有10個(gè)，分別為晉農(nóng)科1號(hào)、強(qiáng)碩168、大豐1407、萊科818、科豐2號(hào)、遼單33、龍生19號(hào)、太育1號(hào)、太育9號(hào)、裕豐310。2020年將2018、2019年DHI大于1.25的品種重新進(jìn)行鑒定，鑒選出DHI大于1.25的品種有4個(gè)，分別為太育9號(hào)、太育1號(hào)、晉農(nóng)科1號(hào)和裕豐310。

表2 2018—2020年玉米品種抗旱指數(shù)（DHI）比較

2.3 收獲后籽粒自然脫水速率及顯著性差異分析

從表3可以看出，2018年參試玉米品種中除長單525外，其余品種的籽粒自然脫水速率之間無極顯著差異，長單525和晉單59號(hào)外的品種之間無顯著差異；2019年參試玉米品種之間籽粒自然脫水速率無極顯著差異，除丹玉311、豫禾863、科豐2號(hào)、遼單33外，其余品種之間的籽粒自然脫水率無顯著差異；2020年參試玉米品種中籽粒自然脫水速率之間無極顯著差異，除遼單33、龍生19號(hào)、科豐2號(hào)、長單506、德力999外，其余品種間無顯著差異。

表3 2018—2020年各玉米品種自然脫水速率比較 %/d

3 結(jié)論與討論

干旱是導(dǎo)致玉米減產(chǎn)的重要原因，篩選抗旱性玉米品種是育種專家和廣大農(nóng)民的迫切需要。產(chǎn)量是判定作物品種抗旱性簡單有效的方法。孟慶立等[15]和張霞等[16]研究谷子抗旱性發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量性狀對(duì)干旱環(huán)境反應(yīng)最敏感。蘭巨生等[11]提出了抗旱指數(shù)概念，使農(nóng)作物抗旱鑒定的產(chǎn)量指標(biāo)在生物學(xué)意義上有了實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，并已有較多應(yīng)用。伊衛(wèi)東等[17]通過抗旱指數(shù)的比較，篩選出內(nèi)單314、鄭單958和科河10號(hào)3個(gè)玉米品種具有較高的抗旱性。收獲時(shí)玉米籽粒含水率高，影響其機(jī)收[18]，而玉米成熟期籽粒自然脫水速率是影響籽粒含水率的重要因素，且該性狀具有遺傳性[19-20]，因此，不同玉米品種籽粒自然脫水速率不同。本研究以抗旱指數(shù)為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合3 a來參試玉米品種的產(chǎn)量和籽粒自然脫水速率，篩選出太育9號(hào)、太育1號(hào)、晉農(nóng)科1號(hào)和裕豐310這4個(gè)品種，其抗旱豐產(chǎn)性較好，易機(jī)收。