安单系列玉米自交系耐瘠性鉴定指标筛选及耐瘠性评价

潘中涛 张秀伟 蔡甫格

（贵州省安顺市农业科学院，安顺 561000）

安单系列玉米自交系耐瘠性鉴定指标筛选及耐瘠性评价

潘中涛 张秀伟 蔡甫格

（贵州省安顺市农业科学院，安顺 561000）

通过对安单系列玉米自交系进行不同施肥水平处理，测定农艺性状、生理指标及其产量，采用灰色关联分析方法对其进行评价，并筛选耐瘠鉴定的有效指标。结果表明：经灰色关联度分析，行粒数、茎粗、穗长、叶绿素、地上干物质重可以作为玉米自交系耐瘠性鉴定的有效指标；耐瘠性较强的自交系为K508、苏65、1441、引-10，较弱的自交系为异78、77、丹混、D902、78599。

玉米自交系；耐瘠性；鉴定指标

贵州省玉米生产条件较差，产量水平较低，制约玉米生产的因素除干旱、杂交种使用比例较小外，最主要的原因是80%左右的耕地为中下等肥力的山地、坡土和半坡地，加上生产投入较少，严重制约玉米单产水平的提高。因此，选育和推广使用耐瘠玉米品种对贵州玉米生产具有十分重要的意义[1]。安单系列杂交玉米品种由安顺市农业科学院选育成功，从20世纪90年代开始推广应用，其具有耐瘠、抗旱、高产、稳产的特性，为山区地方品种更新与促进杂交玉米品种的推广应用发挥了巨大作用。本研究以几个骨干玉米自交系为材料，采用灰色关联度分析法对单株干子粒产量的耐瘠系数与各指标的耐瘠系数进行关联分析，筛选出一套玉米自交系耐瘠鉴定指标，并通过肥力胁迫，筛选出耐瘠性玉米自交系，为耐瘠品种的选育提供优质资源。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验材料为安单系列玉米品种的骨干自交系：苏65、1441、D902、异78、丹混、78599、K508、77、引-10，由安顺市农科院玉米研究所提供。

1.2 试验方法 试验于2016年在安顺农科院盆栽场进行，试验盆栽土壤养分：有机质0.7125%（很缺乏），碱解氮26.2mg/kg（极缺乏），有效磷5.68mg/kg（缺乏），速效钾44.4mg/kg（很缺乏）。

采用二因素混合水平正交试验设计，设自交系为A因素，施肥水平为B因素，共18个处理（表1），不设重复。盆栽种植，每个处理播种20盆，直播，单株留苗。B1底肥施用25kg/667m2撒可富复合肥，追肥为11.5kg/667m2纯氮（完全施肥量参照贵州省玉米区域试验的施肥量）；B2底肥为12.5kg/667m2撒可富复合肥，追肥为5.7kg/667m2纯氮；不同处理间底肥一次性施用，追肥分2次进行，第1次于5～6叶龄期，第2次于大喇叭口期施用（2次追肥量比为4∶6）。

表1 因素搭配表

1.3 测定项目及方法 抽雄期测定株高、茎粗、棒三叶叶面积，且称取2g左右叶片放在密封袋置于超低温冰箱（-80℃）中，用于测定叶绿素、硝态氮、可溶性糖的含量。成熟期取样5株测定根重、地上部干物质重、穗部性状及干子粒产量。以上生理指标测定参考郝再彬等[2]的方法进行。

1.4 数据分析方法 采用Excel 2003和DPS7.05进行数据分析。灰色关联分析以邓聚龙[3]提出的农业系统灰色理论与方法为统计依据。将各个自交系单株平均干子粒产量的耐瘠系数和各性状耐瘠系数看作一个灰色系统，利用DPS计算其关联度。

某项指标耐瘠系数（AC）=低肥区某指标值/高肥区某指标值[4]。

减产率=（高肥区产量-低肥区产量）/高肥区产量×100%，此处产量为单株干子粒重量。

2 结果与分析

2.1 施肥水平对玉米自交系各指标的影响 从耐瘠系数均值（表2）可以看出，在肥力降低的过程中，根重、地上干物质重的耐瘠系数最小，表明肥力的缺失对自交系根重、地上干物重的影响较大。自交系方面，异78耐瘠系数平均值最高，其次为D902与78599，说明这3个自交系在2种肥力水平下，其生物性状变化较小。

表2 两种施肥水平下对玉米自交系生物学性状的影响

从表3可以看出，在不同肥力水平下，5个指标中行粒数、穗长的耐瘠系数均值较小，分别为0.69、0.81，表明肥力水平对行粒数、穗长影响较大。自交系中，引-10与K508的耐瘠系数均值较大，分别为0.98、0.93，其次为苏65与D902，说明肥力的缺失对这4个自交系穗部性状的影响较小。

从耐瘠系数均值（表4）可以得出，可溶性糖、叶绿素的耐瘠系数均值较小，分别为0.68、0.75，说明在肥力降低的情况下，对可溶性糖和叶绿素含量的影响最大。自交系耐瘠系数均值最高的为引-10，其次为苏65、D902与异78，说明肥力的缺失对这4个自交系生理指标的影响较小。

表3 两种施肥水平下对玉米自交系穗部性状的影响

表4 两种施肥水平下对玉米自交系生理指标的影响

2.2 肥力胁迫下玉米自交系单株干子粒产量和减产率 由表5可以看出，玉米自交系中K508为肥力低敏感的自交系，减产率为10%；其次为苏65、引-10与1441，减产率分别为19%、21%、33%；其余自交系的减产率均在35%以上，表现出对肥力的高敏感度。

表5 两种施肥条件下自交系单株干子粒产量、耐瘠系数及减产率

2.3 单株干子粒产量耐瘠系数与各指标耐瘠系数间灰色关联分析 耐瘠系数（AC值）是用来鉴定作物耐瘠性最可靠的综合评价指标之一，也是其他耐瘠性鉴定指标是否有效的最终判别标准。本试验结果表明，各指标不能一致地反映不同玉米自交系的耐瘠性，参考单一指标或某些指标使评价结果不具有说服力，因此，将各指标耐瘠系数与单株干子粒产量的耐瘠系数进行灰色关联分析筛选出玉米耐瘠性鉴定指标。设单株干子粒产量耐瘠系数为参考数列，株高、茎粗、叶面积、根重、地上干物质重、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、硝态氮、叶绿素、可溶性糖的耐瘠系数为比较数列，由DPS得出各性状与单株干子粒产量之间的关联度。

由表6可以看出，在穗部性状中，关联度最大的为行粒数，其次为穗长，关联度分别为0.4676、0.4116；在生物学指标中，关联度最大的为茎粗，其次为地上干物质重，分别为0.4188、0.4006；在生理指标中，关联度最高的为叶绿素，为0.4102。关联度大的数列与参考数列的关系最为密切，关联度小的数列与参考数列的关系较为远些。说明行粒数、穗长、茎粗、地上干物质重、叶绿素对自交系产量的影响较大，可以作为耐瘠性鉴定的指标。

表6 肥力胁迫下各指标耐瘠系数与单株干子粒产量耐瘠系数的关联度

2.4 耐瘠鉴定指标与单株干子粒产量的关系 以各自交系单株干子粒产量减产率为横坐标，以筛选的5项耐瘠指标（行粒数、茎粗、穗长、叶绿素、地上干物质重）的AC均值为纵坐标得到图1。由图1可以得出：自交系耐瘠指标的AC均值较大时，减产率较低。因此，行粒数、茎粗、穗长、叶绿素、地上干物质重这5项指标可以作为玉米自交系耐瘠性鉴定的有效指标，同时得出9个自交系中K508、苏65、引-10、1441较为耐瘠，异78、D902、丹混、78599、77表现较不耐瘠。

图1 自交系耐瘠指标减产分布图

3 结论与讨论

3.1 耐瘠指标筛选 玉米耐瘠性是一个受多因素影响、复杂的数量性状[5]，不同玉米自交系对某一单项指标的耐瘠性反应不一定相同，难以全面准确地反映各自交系耐瘠性强弱，必须运用多个指标进行综合评价。本研究利用耐瘠系数与各指标进行灰色关联度分析，对玉米耐瘠指标进行筛选，结果表明：行粒数、茎粗、穗长、叶绿素、地上干物质重可以作为玉米自交系耐瘠性鉴定的有效指标，为今后选育和创新玉米耐瘠材料提供一个多指标综合评价的途径，克服只利用少数指标进行评价的不足。在利用多指标进行综合评价时，可以揭示不同自交系间对肥料敏感特性的实质，从而提高耐瘠性鉴定的准确性和科学性。

3.2 安单系列玉米自交系耐瘠性评价 大量育种实践证明，玉米育种的重要突破，往往依赖于物质资源中关键基因的发现和利用。选育优良自交系作为亲本是玉米高肥效品种选育的基础，因而对常用玉米自交系进行收集、筛选和鉴定，挖掘肥料高效利用的种质资源，指导育种工作具有十分重要的意义。本试验结果表明：不同玉米自交系对肥力反应的差别各不相同，根据对肥力反应的特性，K508、苏65、1441、引-10这4个自交系在两种肥力水平下产量表现稳定，显示出耐低肥的优势，可作为耐贫瘠的遗传资源。

[1] 高翔，陈泽辉，祝云芳．低肥力下不同施肥方法对AC8328BNC1玉米种质的耐瘠性研究[J]．种子，2002（3）：57-58

[2] 郝再彬，苍晶．植物生理实验[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004

[3] 邓聚龙．灰色系统与农业[J]．山西农业科学，1985（5）：34-37

[4] 郭天英，赵诗灿．贵州玉米耐瘠品种筛选初探[J]．耕作与栽培，2014（4）：53

[5] 赵艳花，杨世佳，黄文彻，等．黔中喀斯特山区抗旱耐瘠玉米品种冠层结构和光合势研究[J]．中国种业，2014（8）：52-56

2017-06-21）

贵州省玉米现代农业产业技术体系建设项目（GZCYTX2015-07002）