高温干旱后复水不同基因型夏玉米特征特性及产量表现

洪德峰，张学舜，张露雁，马俊峰，卫晓轶，马毅，魏锋，彭东

(1.新乡市农业科学院，河南 新乡 453000；2.辉县市气象局，河南 辉县 453600)

在全球范围内水分亏缺仍然是陆生植物生产的主要限制因素。水分是植物生长和发育的必要条件之一，高温干旱影响光合作用和多种生理生化代谢，导致植物减产[1-3]，通过相关调节措施使水分高效利用可以减轻干旱带来的不利影响。黄淮海夏玉米区是我国重要的玉米生产优势产区，面积超过700×104hm2，占全国种植面积的30%左右，产量占全国总产量的35%以上，在粮食生产中占有重要地位。但在玉米生育期，特别是灌浆期，高温干旱及阴雨寡照灾害性天气多发，对玉米生长影响较大[4-7]。

玉米热害给夏玉米生产带来严重不利影响，黄淮海夏玉米区近年来有频发的趋势，越发引起各方面的关注，特别是2017年更加严重。高温首先是影响光合作用，同时会加大呼吸作用，使营养消耗加快，不利于光合产物的积累。另外，高温还会影响生育进程和果穗等的发育，致使果穗各部位分化发育异常，如影响花丝伸长、完全不能够吐丝或吐丝困难迟滞，造成雌雄不调、授粉不良，导致空秆、空穗、严重秃尖、果穗结实“满天星”等情况。

为了应对高温干旱等逆境伤害，研究干旱后复水等有关栽培管理措施对不同基因型玉米杂交种特征特性及产量的影响，可为筛选适宜黄淮海夏玉米区生产的优良杂交种提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验于2017年在河南省新乡市农业科学院辉县基地实施。该地历年平均气温14℃，降水量657 mm，其中夏玉米生长季占全年降水量的60%左右。试验地为壤土，0～20 cm土壤有机质含量1.4%、全氮1.08 g/kg、速效磷11.39 mg/kg、速效钾111.2 mg/kg。

试验材料为郑单958、滑玉168、裕丰303、京农科728、五谷305、先玉047、联创808、农大372、先玉688、迪卡517、登海518、登海618、利单618。种植密度为75 000株/hm2，行距60 cm，株距22.2 cm。设置3次重复，6行区种植，行长6 m。田间管理按照高产田进行管理。基肥(复合肥氮磷钾比5∶3∶1)施入300 kg/hm2，于拔节期追施尿素750 kg/hm2。

分别在8月10日和9月8日进行灌溉，灌水量分别为750 m3/hm2。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 生育期 调查记录播种、抽雄、吐丝、成熟日期。

1.2.2 田间病害、空秆及倒伏状况 于灌浆后期调查田间病害，参照王晓鸣等[8]病害分级标准及评价标准进行评定；收获前10 d调查田间空秆及倒伏状况。

1.2.3 产量及穗部性状 小区实收中间4行果穗，脱粒称重，计算出实际产量。选择10穗均匀一致果穗进行室内考种，记录各项指标。

1.3 数据处理

采用SPSS 17.0软件及Microsoft Excel进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 气象条件分析

由表1、2、3可知，在抽雄、吐丝及散粉期间，降雨量少39 mm，降低达62.05%；日照时数也减少4.6 h；当年平均气温高出历年0.6℃，同时出现最高气温时间正好与散粉盛期(8月上旬)重合、最高气温连续4 d(3/8～6/8)超过35℃、最高时达到37.4℃的不利情况，对玉米授粉影响大。

表1 抽雄吐丝期及灌浆期气象因子情况

灌浆期间，平均气温高于历年同期1.25℃；降雨量减少51.6 mm，只有历年同期平均降雨量的44.90%，经查询气象资料，仅有8月30日一次21.9 mm的有效降雨，其它时间降雨基本为无效降雨；日照时数也减少32.1 h，属于典型的高温干旱寡照天气。

2.2 高温干旱后复水不同基因型玉米特征特性表现

由表4看出，高温干旱后复水不同基因型玉米杂交种的特征特性表现存在差异，方差分析结果显示，行粒数差异达到显著水平，其余指标则达极显著水平。最高与最矮品种株高相差64.70 cm，品种间差距在0.76%～29.53%之间；穗位高最大相差34.33 cm，品种间差距达到3.25%～47.90%，登海518最高为106.00 cm，利单618最低为71.67 cm；穗长最长者为五谷305，最短的为登海518，两者相差达到28.5%；登海518结实性最好，虚尖长度为零，其次为裕丰303、登海618、利单618、郑单958及迪卡517，先玉688虚尖长度最长，为1.86 cm；穗行数及行粒数相差不大，差值分别为2.80行和6.27粒；轴粗也表现不一，最大差值为0.40 cm，五谷305的轴最细，郑单958轴最粗。

表2 散粉期气象因子情况

表3 不同基因型夏玉米品种部分生育期 (日/月)

表4 不同基因型夏玉米特征特性表现

2.3 高温干旱后复水不同基因型玉米产量及产量因子表现

由表5可以看出，高温干旱后复水不同基因型玉米品种产量表现差异显著，差幅在1.32%～35.77%之间，滑玉618产量最高，其次为农大372、迪卡517，登海518产量最低。收获穗数品种之间差异不显著。百粒重表现为差异显著，差幅在2.20%～38.93%之间，迪卡517百粒重最大，为37.22 g，登海518百粒重最小，为26.79 g。穗粒数不同基因型玉米品种间差异显著，差幅在9.03%～32.14%之间，裕丰303的穗粒数最多，为564.95粒，农大372的最少，为428.75粒。吐丝散粉期高温干旱主要影响穗粒数的形成，不同品种受影响不同，登海618、农大372及利单618受影响较大；灌浆期气象因子影响百粒重的大小，登海518、登海618及郑单958受影响较大。

表5 不同基因型玉米品种产量及产量因子表现

2.4 高温干旱后复水不同基因型玉米空秆、茎腐病及倒伏表现

由表6可知，高温干旱后复水不同基因型玉米品种空秆、茎腐病及倒伏情况不同，品种间空秆率、倒伏率达到显著水平，茎腐病达到极显著水平。参试的13个品种，受高温干旱影响，均有空秆现象，变化范围在0.27%～4.52%之间，而倒伏与茎腐病的发生有一定的关联，茎腐病发生严重的品种则倒伏也比较严重。郑单958的空秆率最高，达到4.52%，但其茎腐病及倒伏率均为零；登海518的茎腐病和倒伏率均最高，分别达到48.33%和40.0%；迪卡517的茎腐病和倒伏率分别达到12.67%和11.67%，空秆率为0.82%。分析表明，茎腐病严重的品种，其倒伏也相应严重，显著减产。

表6 高温干旱后复水各玉米品种空秆、茎腐病及倒伏情况 (%)

3 讨论与结论

高温干旱后复水，不同基因型玉米品种的特征特性表现存在很大差异。本试验考察的8个性状指标中，除行粒数差异为显著水平外，其余7个指标不同品种间均达到极显著差异，表现极为突出的指标是穗长和轴粗，穗长最大差异达到28.5%，轴粗差异达到0.40 cm。不同基因型玉米品种的产量表现差异显著，差幅在1.32%～35.77%之间，滑玉168产量最高，登海518产量最低。

玉米产量高低由自身特征特性及气象条件等多种因素共同决定[13-18]。研究表明，高温干旱致使百粒重及穗粒数减少，同时不同生育时期遭遇高温干旱等恶劣天气的影响也不相同[19，20]，潘周云等[21]研究表明，抽雄-吐丝期干旱对籽粒产量的影响大于喇叭口期，且持续的干旱导致减产的进一步增加，不同品种表现不同。研究表明，如高温热害与干旱及寡照天气相连或叠加，将对玉米危害更严重，据研究报告[9]，遭遇33℃以上中度热害，可导致减产52.9%；遭遇36℃以上严重热害，甚至绝产。7月下旬到8月上旬黄淮海夏玉米处在孕穗至吐丝授粉时期，是玉米生长发育对光、温、水、肥等环境因子条件要求极高、最为敏感的阶段。本试验中，高温干旱后复水对不同基因型玉米品种影响不同。吐丝散粉期间，遭遇连续4 d高温(>35℃)、最高达到37.4℃天气，对玉米授粉影响很大，登海618、农大372及利单618的穗粒数形成对高温极为敏感，裕丰303、郑单958和迪卡517等品种穗粒数的形成对高温干旱较为迟钝。灌浆期间遭遇高温干旱寡照天气，平均气温高于往年1.25℃，降雨量仅为历年同期的44.9%，影响品种的灌浆，导致百粒重降低，登海518、登海618及郑单958受影响较大，同时也诱发其玉米茎腐病的发生，登海518表现最为严重，其次为迪卡517，茎腐病的发生进而导致后期的倒伏发生。