不同生育期干旱胁迫对玉米籽粒产量及其果穗性状的影响

潘周云，赵艳花，陈 瑾，潘中涛，唐 谷，* ，彭忠华

(1.贵州大学农学院，贵州 贵阳 560025;2.安顺市农业科学院玉米研究所，贵州 普定 562109)

玉米是需水量较大的旱地作物，也是对干旱胁迫较为敏感的作物，贵州玉米主要种植于耕作层较浅薄的坡地、半坡地及无灌溉条件的山区，贵州喀斯特山地独特的漏斗构造，致使大量的降水下渗，容易导致干旱的发生［1］。近年来，由于气候的变暖，贵州玉米生育期内春旱、夏旱频发，干旱成为制约玉米生产发展的主要限制因素，每年因干旱造成全省玉米生产直接经济损失约2～3亿元，重灾年份约5～6亿元［2］。培育和种植抗旱玉米品种，全面提升玉米生产的综合抗旱能力，是保证玉米持续稳产增产的重要举措。因此，对主推玉米品种进行抗旱性研究，探明干旱对玉米籽粒产量及其果穗性状的影响，对指导玉米育种及栽培具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料及方法

选用安单2号、安单3号两个玉米杂交种作为研究对象。单株室外盆栽，干旱胁迫设B1处理(对照)、B2处理(喇叭口期干旱胁迫)、B3处理(抽雄－吐丝干旱胁迫)和B4处理(喇叭口期及抽雄－吐丝期两时期均干旱胁迫)4个水平，共8个处理。其中，B1处理全生育期内除自然降水外，定期定量浇水，田间持水量为65% ～75%;B2处理、B3处理、B4处理为中度干旱胁迫，田间持水量为45% ～55%，即植株上部叶片在晴天中午呈萎蔫状态，傍晚基本恢复正常，持续干旱7 d。每处理种植10盆，3次重复，共计240盆，遇阴雨天及夜晚将其移至防雨棚内。

1.2 试验经过

试验于2011年在贵州省安顺市农科院内进行，5月19日播种，在三叶期选择秧苗素质均匀的幼苗，将其移至盆内，盆直径35 cm，高32 cm，每盆装土25 kg，有机肥500 g，复合肥20 g。6月19日追肥，7月19至8月8日对不同处理进行干旱胁迫，10月15日收获考察农艺性状。

1.3 籽粒产量及果穗性状的测定

在成熟期每处理取10株，测定穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖、百粒重、单株籽粒产量等经济性状，数据用SPSS20软件分析。

2 结果与分析

2.1 干旱对玉米籽粒产量和产量构成因素的影响

由表1可见，不同生育期干旱均导致玉米籽粒产量显著下降，B4处理下减产最严重，其次为B3，最后为B2处理，说明抽雄吐丝期干旱对籽粒产量的影响大于喇叭口期，而持续的干旱将导致减产的进一步加剧。三个干旱处理下，安单2号、安单3号籽粒产量分别比对照降低23.87%～49.29%和37.80% ～54.77%，安单2号籽粒产量降低幅度均小于安单3号，表明安单3号虽具有一定耐旱能力，但其抗旱能力小于安单2号。

通径分析表明(表2)，在不同时期干旱处理下，穗粒数对籽粒产量的通径系数(P1→y)均大于百粒重对籽粒产量的通径系数(P2→y)，且通径系数B4处理＞B3处理＞ B2处理，说明穗粒数对籽粒产量有较大的贡献率，其受干旱程度对产量影响最大。穗粒数和百粒重互作，在正常对照(B1)下，二者均直接或间接影响籽粒产量，在干旱条件(B2～B4)下，百粒重通过穗粒数的作用(P2→1→y)对籽粒产量影响较大。

表1 干旱对玉米籽粒产量和产量因素的影响Tab.1 Effect of d rought stress on m aize kernel yield and yield factor

表2 穗粒数和百粒重对籽粒产量的通径系数Tab.2 Path coefficient of kernel number per ear and hundred－grain weight on grain yield

2.2 不同生育期干旱对果穗性状的影响

由表3可见，干旱条件下穗长、穗粗、穗行数、行粒数均不同程度降低，安单2号分别下降5.71% ～14.43%、12.63% ～15.63%、14.86% ～27.03%、8.05% ～23.37%;安单3号分别降低7.69% ～15.67%、4.72% ～13.96%、8.97% ～17.95%、25.86% ～38.22%;B2处理，安单2号穗长、行粒数的降幅小于安单3号，而穗粗和穗行数影响大于安单3号;B3处理，安单2号除行粒数降幅较小外，其他性状均大于安单3号，可见不同性状之间因品种差异，抗旱性也存在较大的差异，某些性状在一定生育阶段受干旱胁迫影响较小，如安单3号在B3处理穗长、穗粗的降低小于B2处理。

由表4通径分析可见，直接通径系数反应了不同果穗性状对籽粒产量影响的大小，依次为行粒数＞穗行数＞穗长＞穗粗。间接通径系数之间，穗行数、穗长及穗粗均通过行粒数间接影响籽粒产量。

表3 不同生育期干旱对果穗性状的影响Tab.3 Effect of drought stress in different grow th stages on ear traits

表4 果穗性状对籽粒产量的通径分析Tab.4 Path analysis over the effect of ear traits on grain yield

3 结论与讨论

玉米产量形成是内部生长发育和外部环境条件共同作用的结果。大量研究表明，干旱均导致玉米籽粒产量下降，但不同生育期干旱其减产程度及其原因也不尽相同［3－6］，张淑杰等［7］研究表明不同生育时期干旱胁迫的减产幅度抽雄吐丝期大于拔节期和苗期干旱，穗粒数的减少是玉米抽雄吐丝期水分胁迫下产量降低的主要原因。路贵和等［8］对84份骨干自交系进行干旱胁迫表明，产量构成因素抗旱性存在较大的差异，有些材料表现生育中、后期均抗旱，有些只有在某个生育时期表现较强的抗旱性，同时产量构成因素的抗旱指数也存在较大的差异，有些材料穗粒数、百粒重抗旱指数均较高，有些材料穗粒数较高，还有些百粒重抗旱指数较高。

本试验中，抽雄－吐丝期干旱对籽粒产量的影响大于喇叭口期，而持续干旱将导致减产的进一步增加，不同品种之间，安单2号的抗旱能力显著大于安单3号。对产量构成因素通径表明，穗粒数的减少是减产的主要原因，而干旱对果穗性状如行粒数、穗行数、穗长等影响，又间接地影响产量的形成，虽然某些性状在一定时期表现出较强的抗旱性，但这种抗旱性无法弥补因干旱对籽粒产量造成的巨大亏损而导致减产。因此，贵州山区玉米品种选育时，应结合当地春旱、夏旱频繁的实际情况，通过回交、群体改良等手段导入外源自交系优良抗旱基因，选育抗旱性好的品种;在生产实际中，要加强田间管理，适时培土保墒，降低因干旱带来生产风险。

［1］张 帅，谷晓平，于 飞.喀斯特山区干旱对玉米影响评估［J］.广东农业科学，2012，21，22－24.

［2］吴子恺.玉米抗旱育种［J］.玉米科学，1994，2(1):6－9.

［3］关义新，戴俊英，徐世昌，等.玉米花期干旱及复水对植株补偿生长及产量的影响［J］.作物学报，1997.23(6):740－745.

［4］齐 伟，王空军，张吉旺，等.干旱对不同耐旱性玉米品种干物质及氮素积累分配的影响［J］.山东农业科学，2009，7:35－38.

［5］陈 军.戴俊英.水分胁迫下叶片光合作用、脂质过氧化作用及超徽结构变化的关系［J］.玉米科学，1994.2(4):36－40.

［6］赵天宏，沈秀瑛，杨德光.抽雄期水分胁迫对玉米籽粒产量及其果穗性状的影响［J］.辽宁农业科学，2002，(6):5－7.

［7］张淑杰，张玉书，纪瑞鹏，等.水分胁迫对玉米生长发育及产量形成的影响研究［J］.中国农学通报，2011，27(12):68－72.

［8］路贵和，戴景瑞，张书奎，等.不同干旱胁迫条件下我国玉米骨干自交系的抗旱性比较研究［J］.作物学报，2005，31(10):1284－1288.