GPIT那氏大穗玉米在山西北部的引种试验

王纶，王星玉，杨红军，那郅烨，元改香，王树红，元慕田

（1.山西省农业科学院农作物品种资源研究所，农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，山西太原030031；2.云南生态农业研究所，云南昆明650106；3.山西省奥圣农业开发有限公司，山西太原030001）

GPIT那氏大穗玉米在山西北部的引种试验

王纶1，王星玉1，杨红军2，那郅烨2，元改香3，王树红3，元慕田3

（1.山西省农业科学院农作物品种资源研究所，农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，山西太原030031；2.云南生态农业研究所，云南昆明650106；3.山西省奥圣农业开发有限公司，山西太原030001）

高光效那氏大穗玉米在娄烦试点引种成功后，2016年又在山西北部及吕梁的文水等地进行了多点试验，通过在山西北部的阳高、怀仁和原平3个试点，对GPIT那氏大穗玉米与对照先玉335的籽粒和茎秆含糖量、单位面积产量、穗和茎叶的农艺性状进行了比较分析。结果表明，GPIT那氏大穗玉米在高光效的作用下，不仅提高了籽粒和茎秆的品质，而且也大幅提高了产量及抗寒性，同时也表明了该品种广泛的适应性。可为今后其在山西大面积推广种植提供理论依据。

GPIT；大穗；玉米；引种；试验

GPIT那氏大穗玉米以其高光效优势，2015年在山西省娄烦县米峪镇兴旺村试种成功，在海拔1 304 m的生态环境下，仍可获得15 168.0 kg/hm2的高额产量，比当地的高产品种龙生2号增产79.61%[1]。为了尽快让GPIT那氏大穗玉米在山西省迅速推广开来，以大面积提高山西省玉米的单位面积产量，2016年在山西省农业科学院农作物品种资源研究所、山西省农村财政研究会、山西奥圣农业开发有限公司的共同努力下，从云南生态农业研究所引入该品种2 000 kg，分别在大同市的阳高县，朔州市的怀仁县、应县，忻州市的原平市、定襄县和吕梁市的文水县等地种植。2016年9月7—9日由山西奥圣农业开发有限公司组织，由山西省农业科学院、山西农业大学、山西省农村财政研究会、山西奥宝能源科技有限公司、吕梁市和原平市种子公司等单位的领导和专家共同对各试点GPIT那氏大穗玉米的田间长势进行了实地考察，普遍反映良好。在此基础上，本研究对山西北部的阳高、怀仁、原平3个县（市）的3个试点，就GPIT那氏大穗玉米与对照先玉335进行了产量的验收，籽粒、茎秆含糖量的测定和穗、茎叶农艺性状的鉴定。

1 材料和方法

1.1 试验材料

GPIT那氏大穗玉米（简称那氏大穗玉米）由云南省生态农业研究所那中元教授育成并提供种子，对照品种为当地主推品种先玉335。

1.2 试验地概况

3个试点分别是：阳高县北极乡北沙河村农业合作社，地理坐标为东经113°42′，北纬40°23′，海拔1 021 m；怀仁县金沙滩金凱农场，地理坐标为东经113°22′，北纬39°41′，海拔1 074 m；原平市薛孤乡下薛孤村农业合作社，地理坐标为东经112°33′，北纬38°46′，海拔886 m。各试点试验和对照品种各种植1 hm2。

1.3 试验方法

各试点供试品种和对照均按当地常规的播种期同时播种，施肥水平及各项田间管理均一致。不同的是，那氏大穗玉米的播种采取宽窄行、深条施肥、浅播种的方法，宽窄行的宽行为1.1 m、窄行为30cm，株距为23cm，深条施肥的深度为15～18 cm，浅播种的深度为3～5 cm。在出苗后6～8叶期（小喇叭期）和14～16叶期（大喇叭期）以1∶200倍的GPIT生物制剂稀释液对茎叶各喷施1次[2]。而对照品种的播种仍采用当地株行距30 cm×60 cm的常规播种方法。播种量分别为那氏大穗玉米每公顷30 kg，对照品种先玉335每公顷45 kg。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 产量测定在各试点均以玉米联合收割机现场收获试验和对照品种有代表性的667 m2地块的籽粒，装袋称质量后，以种子含水量测定仪测定籽粒含水量，去掉多余水分的质量，计算出籽粒含水量在12%的实际产量，再折算出各试点试验和对照的每公顷产量，结果取3次平均值。

1.4.2 籽粒和茎秆含糖量的测定收获前以LYT-380型测糖仪分别对各试点试验品种和对照品种的籽粒和茎秆进行含糖量的测定，取3次测定的平均值。

1.4.3 穗和茎叶农艺性状的鉴定穗的农艺性状鉴定主要包括穗长、穗粗、穗行数、单行粒数、百粒质量、双穗率、秃尖有无等。穗长、穗粗、穗行数、单行粒数的鉴定，可以一次完成，随机选取试验和对照品种各10株的主穗，完成测算，取平均值。百粒质量的鉴定方法为，在试验和对照品种脱粒风干后的籽粒中各随机数100粒，在天平上称质量，重复3次，取平均值。双穗率的鉴定方法为，收获前在试验和对照品种中各数100株双穗的株数，重复3次，取平均值。秃尖的鉴定方法为，以群体穗的秃尖超过90%为有，90%以下为无。茎叶的农艺性状鉴定，通过成熟收获前试验品种和对照品种群体的表现即可得出[3]。

2 结果与分析

2.1 那氏大穗玉米在3个试点的籽粒和茎秆含糖量与对照的比较

从表1可以看出，阳高试点那氏大穗玉米籽粒的含糖量比对照先玉335高7.29百分点，茎秆含糖量比对照高8.13百分点，对茎秆含糖量高出的百分点又比对照籽粒含糖量高出的百分点多0.84百分点；怀仁试点那氏大穗玉米籽粒含糖量比对照高8.19百分点；茎秆含糖量比对照高8.90百分点，对茎秆含糖量高出的百分点又比籽粒高出的百分点多0.71百分点；原平试点那氏大穗玉米籽粒含糖量比对照高6.26百分点，茎秆含糖量比对照高6.74百分点，对茎秆含糖量提高的幅度又大于籽粒提高的幅度0.48百分点。可以看出，3个试点的共同点是那氏大穗玉米不论籽粒还是茎秆的含糖量均高于对照品种先玉335，而且提高的幅度还很大，均大于先玉335籽粒和茎秆原本固有的含糖量。那氏大穗玉米籽粒和茎秆含糖量远高于对照的表现，也正是那氏大穗玉米发挥高光效的一种明显体现[4]。那氏大穗玉米在高光效的作用下，合成大量的碳水化合物，最初的表现形成是可溶性糖，其中一部分在酶的作用下转化成籽粒，对于过剩的可溶性糖一部分贮存在籽粒的胚芽和胚乳中，另一部分过剩的或因后期温度的骤然变化来不及转化的可溶性糖却贮存在茎秆中，这就是那氏大穗玉米之所以籽粒和茎秆含糖量远高于对照的原因所在。那氏大穗玉米籽粒和茎秆含糖量的大幅提高，为植株的茂盛生长和籽粒产量的提高，提供了源源不断的原料供应，最终导致经济和生物学产量的大幅提高。同时由于籽粒含糖量的提高，又大大提高了玉米籽粒的适口性和营养价值，同时茎秆含糖量的提高，也提高了奶牛青贮饲料的品质。虽然在3个试点中那氏大穗玉米的籽粒和茎秆的含糖量，均比对照大幅提高，但试点之间提高的幅度却存在着差异，不论是籽粒还是茎秆，提高幅度最大的是怀仁试点，其次是阳高试点，最低是原平试点。推测原因与各试点所处的生态环境不无关系，其中又与试点地理位置所处的海拔高度有着直接的联系。怀仁试点提高的幅度最大，是由于该试点海拔高度在3个试点中最高，达1 074 m，在高海拔的优势下，使太阳光照的强度大大提高，这正好使那氏大穗玉米高光效的特性得到充分发挥，因此，也就出现了在3个试点中籽粒和茎秆含糖量提高幅度最大的结果；阳高试点的海拔高度较低，为1 021 m，其提高幅度居中；原平试点的海拔高度最低，为886 m，其提高幅度也最低。茎秆含糖量提高的幅度大于籽粒含糖量提高幅度的多少，却与试点所处地理位置的海拔高度和纬度的高低有关，在海拔和纬度均高的情况下，会导致试点生态环境昼夜温差明显加大，而昼夜温差的明显加大，又会促使那氏大穗玉米的光合产物可溶性糖迅速转向茎秆，以满足在抵抗寒冷中自身异化作用所需的能量[5]。阳高试点茎秆含糖量的增幅大于籽粒的增幅最大，说明阳高试点所处的高纬度起到了决定性的作用（北纬40°23′），怀仁试点的纬度较阳高试点低（北纬39°61′），所以，茎秆含糖量的增幅大于籽粒的增幅居中，但由于怀仁试点的海拔高度高于阳高试点，又导致这个增幅减小，以致差异不大；原平试点在3个试点中，不仅海拔最低（886 m），纬度也最低（北纬38°76′），所以，出现了茎秆含糖量的增幅大于籽粒的增幅也最低的结果，比阳高试点低0.36%，比怀仁试点低0.23%。茎秆含糖量大于籽粒含糖量增幅的差距越大，说明玉米植株异化的程度就越高，在一定程度上就会影响到籽粒的产量，也会减少籽粒的含糖量，进而影响到籽粒的口感品质和营养品质。但茎秆含糖量的增幅大于籽粒含糖量增幅差数越大，也并非坏事，利弊相伴，一方面说明玉米植株抵抗逆境的能力加大，在逆境中也能枝叶茂盛，反过来又能促进籽粒灌浆速度提早成熟[6]；另一方面茎秆含糖量的增幅越大，对于饲养奶牛的地区来说，不仅奶牛爱吃，增膘也加快，产奶量提高[7]。以此也验证了那氏大穗玉米在逆境中具有自我调控能力及对逆境的抵抗特性[8]。

表1 那氏大穗玉米在3个试点的籽粒和茎秆含糖量与对照的比较%

从3个试点那氏大穗玉米和对照先玉335籽粒含糖量的平均值来看，那氏大穗玉米的籽粒比对照的籽粒含糖量提高7.25百分点，茎秆含糖量比对照高7.93百分点。说明那氏大穗玉米适应性广泛，不论在何种生态环境下，籽粒和茎秆的含糖量都会出现比对照明显提高的结果。尽管因生态环境或人为栽培管理措施的不同，对不同试点之间籽粒和茎秆的含糖量造成一定影响，但总的来说，籽粒和茎秆的含糖量均为增加，且增加幅度较大，并且茎秆含糖量的增幅均大于籽粒含糖量的增幅。

2.2 那氏大穗玉米在3个试点单位面积产量与对照的比较

那氏大穗玉米籽粒和茎秆含糖量大幅度高于对照的结果，是那氏大穗玉米高光效的一种明显体现，也是合成产量的原始表现形式。这就为那氏大穗玉米的单位面积产量高于对照奠定了基础[9]。从表2可以看出，阳高试点那氏大穗玉米每公顷产量比对照提高7 665 kg，增幅74.93%；怀仁试点每公顷产量比对照提高8 160 kg；增幅77.27%；原平试点每公顷产量比对照提高7 080 kg，增幅72.17%。相比之下，3个试点那氏大穗玉米单位面积产量和增幅均以怀仁试点最高，阳高试点次之，原平试点最低，但增幅相差不大，产量最高的怀仁试点比阳高试点高2.34百分点，阳高试点的增幅又比原平试点高2.76百分点。与籽粒和茎秆含糖量的测试结果完全一致。那氏大穗玉米在3个试点每公顷产量平均提高7 635 kg，平均增幅74.85%[10]。说明那氏大穗玉米具有良好的丰产性和稳产性。

表2 那氏大穗玉米在3个试点的单位面积产量与对照的比较kg/hm2

2.3 那氏大穗玉米在3个试点的穗和茎叶农艺性状与对照的比较

那氏大穗玉米籽粒和茎秆的含糖量明显高于对照，在此基础上导致了那氏大穗玉米比对照单位面积产量大幅提高。既然如此，在穗和茎叶的农艺性状上各试点也会相应出现一些比对照明显的变化。从表3可以看出，阳高试点那氏大穗玉米的穗长比对照长4.8 cm，穗粗比对照粗0.5 cm，穗行数比对照多2.0行，单行粒数比对照多9.7粒，百粒质量比对照多6.1 g，双穗率比对照多18.1百分点，且穗顶90%以上均无秃尖，而对照90%以上均有不同程度大小的秃尖。从收获前茎叶的农艺性状来看，那氏大穗玉米仍然保持着青枝绿叶的长势；而对照的茎叶却已明显的变黄枯萎。这一差异为那氏大穗玉米茎叶的青贮饲用提供了极好的条件。怀仁试点那氏大穗玉米穗长比对照长4.5 cm，穗粗比对照粗0.7 cm，穗行数比对照多2.7行，单行粒数比对照多9.7粒，百粒质量比对照多6.0 g，双穗率比对照多18.5百分点；穗顶的秃尖与茎叶的对比情况与阳高试点的结果相同。原平试点那氏大穗玉米穗长比对照长4.3 cm，穗粗比对照粗0.6 cm，穗行数比对照多1.9行，单行粒数比对照多9.8粒，百粒质量多5.9 g，双穗率比对照多18.0百分点，秃尖与茎叶的对比情况与阳高和怀仁试点一致。从3个试点的比较结果看，除质量农艺性状穗顶的秃尖和茎叶的特征均相同一致外，穗的数量农艺性状各有差异。其中，那氏大穗玉米穗长比对照最多的是阳高试点，比怀仁试点高0.3 cm，比原平试点高0.5 cm；穗粗比对照最多的是怀仁试点，比阳高试点高0.2 cm，比原平试点高0.1 cm；穗行数比对照最多的仍是怀仁试点，比阳高试点高0.7行，比原平试点高0.8行；单行粒数比对照最多的是原平试点，比阳高试点和怀仁试点均高出0.1粒；百粒质量比对照最多的是阳高试点，比怀仁试点高0.1 g，比原平试点高0.2 g；双穗率比对照最多的仍是怀仁试点，比阳高试点高0.4百分点，比原平试点高0.5百分点。在6项数量农艺性状的比较差异中，怀仁试点的优势最大，占了3项第一，阳高试点的优势次之，占了2项第一，原平试点的优势最小，只占1项第一，这与产量结果的排列顺序也是相互吻合的。虽然在各个试点之间，那氏大穗玉米比对照的6项数量农艺性状最高与最低相差很小，但只要是在其他各项相差很小的情况下，其中的一些项目在试点中占有优势，在庞大的群体中就会对这个试点的产量增加起到关键作用，占有项目优势越多的试点，产量提高的幅度也就越大，这也是怀仁试点的产量高于阳高和原平试点，阳高试点的产量高于原平试点的内在原因所在。3个试点之间那氏大穗玉米比对照的6项数量农艺性状最高与最低值相差很小的结果，也说明那氏大穗玉米具有广泛的适应性，不会因为不同地区生态环境的变化给产量带来更大的波动。从3个试点那氏大穗玉米与对照6项数量农艺性状的平均值比较结果可以看出，穗长比对照长4.5 cm，穗粗比对照粗0.6 cm，穗行数比对照多2.2行，单行粒数比对照多9.8粒，百粒质量比对照多6.1 g，双穗率比对照多18.2百分点。那氏大穗玉米6项数量农艺性状的数值均平稳的远大于对照，未出现其中一项大起大落而影响到整体的产量。这与各个试点之间各项数量农艺性状的差异很小不无关系，也与那氏大穗玉米在3个试点的试种，均比对照增产，而且增幅较大，各试点之间增幅又相对相差较小的结果是相互匹配的[11]，也进一步体现了那氏大穗玉米的丰产性、稳产性和适应性。至于穗顶尖秃的有或无、大和小，从各试点的观察调查结果来看，那氏大穗玉米90%以上的植株均没有出现秃尖，与对照形成明显的区别，这已成为那氏大穗玉米固有的穗部形态特征。追根溯源，这与那氏大穗玉米高光效的特性也是密切相关的，在高光效的情况下，首先形成的可溶性糖最先满足的是合成籽粒的需求，这样在穗轴上只要是能有生长籽粒的空隙，均会得到充分的利用，在此前提下又把过剩的可溶性糖一部分贮存在籽粒中，从而导致籽粒含糖量的进一步提高；另一部分过剩的可溶性糖转存到茎叶中，以供植株更加旺盛的生长，或抵抗昼夜温差较大以及突然出现的低温冷害异化过程中更多能量消耗的需求。因此，也同步表现出茎叶不会同对照一样在籽粒成熟时茎叶过早干枯。那氏大穗玉米在籽粒成熟时，茎叶仍然保持青枝绿叶的现象，仍然与其高光效的特性是分不开的。这一表现不仅对籽粒的产量没有造成影响，而且相对延长了玉米植株的生长期，对于籽粒百粒质量的提高，也起到了强劲助力作用。同时，对于含糖量高的青枝绿叶的玉米茎叶的利用，不仅提高了青贮奶牛饲料的附加值[12]，而且也开拓了今后人们对那氏大穗玉米茎秆榨糖利用的新思路[13]。

表3 那氏大穗玉米在3个试点穗和茎叶农艺性状与对照的比较

3 结论与讨论

那氏大穗玉米在山西北部3个试点的引种试验表明，那氏大穗玉米均比对照增产，增产幅度最高的是怀仁试点，比对照增产77.27%，其次是阳高试点，比对照增产74.93%，最低的是原平试点，比对照增产72.17%，3个试点平均比对照增产74.85%。不仅如此，3个试点的产量增幅相差不大，说明那氏大穗玉米具有广泛适应性的优点，对生态环境的要求并不严格和挑剔。但是试验表明，在不同生态环境中，海拔和纬度的高低对那氏大穗玉米的影响较大，但这个影响是正面的。就玉米来说，在高海拔高纬度地区种植，由于无霜期短，不是不能成熟，就是勉强能成熟产量也不会太高。而那氏大穗玉米却大相径庭，在3个试点中海拔和纬度较高的怀仁和阳高试点，其产量却高于海拔和纬度较低的原平试点，而且尤以海拔最高的怀仁试点产量最高。究其原因仍然与其高光效的特性是分不开的。在海拔较高的情况下就会大大提高太阳光照的时间和强度[14]，这对于喜光照的那氏大穗玉米来说，正好遇到了能高度发挥高光效作用的机会，于是就导致了怀仁试点的产量在3个试点中最高[15]。除此之外，在高纬度高海拔的阳高试点，虽然因海拔较怀仁试点低，使产量也略低于怀仁试点外，却因纬度高于怀仁试点，又导致了阳高试点昼夜温差比怀仁试点加大，使阳高试点出现了那氏大穗玉米茎秆含糖量增加的幅度，大于籽粒含糖量增加的幅度，又体现出那氏大穗玉米能自我调节，加大对外界不良环境的抵御能力。但原平试点的结果也表明，即使是在低海拔低纬度的平川地区，那氏大穗玉米的增产幅度也相应比较稳定，所以，那氏大穗玉米在山西省北部地区和全省各地均有广阔的推广应用前景[16]。

那氏大穗玉米能比对照大幅增产，是由于大幅提高了太阳光能的利用率，但也需要配套的栽培技术[17]。在生育前期，要辅以2次以上的GPIT生物制剂不同稀释浓度的茎叶喷施，以更加促进和强化种子高光效作用的发挥。除此之外，宽垄密植的配套栽培措施也不能忽视，独特的1.1 m宽行，中间2行30cm的窄行，株距为23cm，施肥深度为15～18cm，播种深度为3～5 cm，公顷留苗5.4万～5.7万株的要求是经过科学的计算和实践而得出的，因为对于高光效的那氏大穗玉米品种来说，只有这样的生长环境才能保证植株旺盛生长，且为枝繁叶茂的茎叶提供良好的通风透光条件，为高光效的发挥创造一个宽松的环境，在内在和外在多个因素的共同配合下，才能使那氏大穗玉米的最佳优势比较充分地发挥出来。这也是3个试点那氏大穗玉米都能出现大幅增产的原因所在。那氏大穗玉米的增产潜力仍然很大，因为高光效的发挥更需要高水肥的支撑，因此，只要再加大水肥配套的力度，那氏大穗玉米单位面积产量的提升会出现更大的突破。

2015年那氏大穗玉米在太原市娄烦县试种成功后，2016年那氏大穗玉米在山西省各地引种种植60 hm2左右，经调查及反馈的结果表明，普遍反映良好，未出现比对照减产的情况。本研究对山西北部阳高、怀仁、原平3个试点的试验结果进行分析，也更加验证了其他试点增产效果明显的真实性和可靠性，只是增产的幅度不同而已。2017年继续扩大种植面积，除在山西北部扩大种植面积外，逐步向中部和南部延伸，特别是在阳高、怀仁试点的周边各县（市），因为试验表明，不仅产量可以大幅提升，而且茎秆的含糖量提升幅度也很大。通过对当地种植的糖高粱茎秆含糖量的测试表明，也只有12%的含量，对从美国引入的饲用玉米的含糖量测试表明，也只有6%的含糖量，当地的西瓜甜度很大，经测试含糖量也只有12%。那氏大穗玉米茎秆的含糖量在当地又存在特别的重要意义，因为晋北地区是山西乃至周边省（区）的重要产奶基地，大量奶牛的健康生存以及如何提高牛奶的产量和质量，解决优质的饲料来源是摆在产奶企业首当其冲的问题，那氏大穗玉米的大面积种植会使这一困扰多年的难题迎刃而解。不仅如此，那氏大穗茎秆的含糖量也达到了制糖原料的含糖量标准，为制糖原料的来源也开拓了一条新的道路。而籽粒含糖量的提高，不仅使玉米面的营养品质、口感品质得到提高，而且也更加香甜可口。嫩玉米也因为甜度的增加，被人们列入甜玉米的行列，受到市场的青睐，大大增加了附加值。为了更多的发挥那氏大穗玉米在山西农业乃至国民经济中的作用，迅速扩大种植面积，在山西奥圣农业开发有限公司和山西省农村财政研究会的牵头下，并且在山西财政的支持下，计划在2017年在山西的北部和中部扩大种植面积至2 000 hm2。为了更好地落实完成这项指标计划，又通过山西省的农业机械人员结合实际，专门研制出针对那氏大穗玉米播种所需的宽垄密植的专用播种机，并且通过在河北省的农业机械厂定购制作100台。云南省生态农业研究所也积极配合，加代繁殖，满足山西省对那氏大穗玉米种子的需求。在各级领导和相关部门的支持和帮助下，那氏大穗玉米一定会尽快在山西的农业生产上结出丰硕之果。

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Introduction Experiment of GPIT Large Ear of Corn in Northern Shanxi

WANGLun1，WANGXingyu1，YANGHongjun2，NAZhiye2，YUANGaixiang3，WANGShuhong3，YUANMutian3
（1.Institute ofCrop GermplasmResources，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，KeyLaboratoryofCrop Gene Resources and GermplasmEnhancement on Loess Plateau，MinistryofAgriculture，Taiyuan 030031，China；2.Yunnan Institute ofEcological Agriculture，Kunming650106，China；3.Shanxi AoshengAgricultural Development Co.，Ltd.，Taiyuan 030001，China）

After the big ear maize with high photosynthetic efficiency was introduced success in Loufan,a number of experiments were carried out in northern Shanxi and Wenshui of Lüliang,and other places in 2016.The grain and stalk sugar content,per unit area yield,panicle,leaf and stem agronomic traits of GPIT's big ear maize and Xianyu 335 were analyzed in Huairen,Yuanping and Yanggao of northern Shanxi.The result showed that under high efficiency effect,GPIT's big ear maize not only improved the quality of the grain and stem,but also greatly increased the production and also improved the resistance to cold.At the same time,it showed that the variety had a wide range ofadaptability,which will provide a theoretical basis for the promotion ofplantingin Shanxi in the future.

GPIT;bigear;corn;introduction;test

S513.022

：A

：1002-2481（2017）06-0881-06

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.06.04

2016-11-18

山西省科技推广项目（2013071019）

王纶（1972-），男，山西太原人，副研究员，主要从事作物栽培和种质资源研究工作。