江苏淮北地区29个玉米新品种耐高温胁迫筛选

任仰涛 金彦刚 李辉晖 李珍富 杨永乐 赵其兵常东伟 满锡玉 宋红芳 夏中华

（1江苏瑞华农业科技有限公司，宿迁223800；2江苏省宿迁市宿城区农业技术推广中心，宿迁223800）

玉米生长期间的异常高温天气可使玉米花粉活力严重降低[1]且严重影响玉米籽粒结实率[2]及产量相关的穗部性状，显著降低玉米穗长、穗粒数、百粒重等，并使玉米秃尖显著增加[3]，最终导致玉米的严重减产[4-6]。玉米对高温胁迫的响应存在明显的基因型差异[3]，选育耐热性品种是抵御高温胁迫最经济有效的方法。每年的7、8月份正值黄淮海夏玉米生长发育的旺盛阶段，也是玉米形态建成、产量形成的关键阶段。长时间、高强度的高温天气给玉米生产带来严重影响，尤其是近几年高温影响越发明显。因此对高温胁迫的耐受性成为该地区玉米种植时必须要考虑的重要因素。

玉米对高温胁迫的响应是一个复杂的过程，同时受多方面因素的影响。以往的研究多是人为控制温度，难以模拟出自然条件下高温的变化过程，因此也就很难得出玉米对自然高温胁迫真实的自然应激反应。江苏淮北地区地处黄淮海夏玉米区的南缘，毗邻我国地理南北分界线，独特的地理位置造就特殊的生态环境。相比黄淮海其他地区而言，该区域每年7、8月份高温天气持续时间更长，强度更大，这就对玉米品种的耐高温胁迫能力提出了更高的要求，也为耐高温玉米新品种的选育及推广筛选提供了得天独厚的条件。本试验以近年来新选育的29个玉米新品种为材料，在充分发挥各品种的产量潜力的条件下，探索各品种在自然条件下耐高温能力的差异，为本地区耐高温品种的筛选、保障玉米生产安全提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料 以近年来新选育的29个玉米新品种为供试材料，以郑单958作对照（CK），供试种子由各育种单位提供，具体信息见表1。

1.2 试验设计 试验于2018年在江苏宿迁瑞华农业淮北试验站（34°20′N、118°22′E）进行，海拔26m，6-8 月平均气温 27．6℃，较往年偏高 1．8℃，极端高温达到37℃，且极端高温天气数比往年偏多[7]。试验地为潮土，地势较为平坦，肥力中等偏上且均匀，前茬作物小麦。

试验采用随机区组设计，3次重复。小区面积20m2，5 行区，行长 6．67m，行距 0．6m，四周设保护行，各品种按照品种选育单位提供的最适密度种植，其中鲁单 9088、瑞普 909、翔玉 998、机玉7号、强硕168、农华5号、美豫 22、MC708、先玉1466种植密度为 6．0 万株 /hm2；双惠 87、正弘 658、万盛 106、裕丰512、爱农 007、联研 155、江玉 898、秋乐 818、丰德存玉 13号、登海187、NK815、C1210、硕秋518、京农科 738、瑞华玉 288、郑单 958（CK）种植密度为 6．75万株/hm2；隆平259、华皖763、科腾918、东单1331种植密度为7．50万株/hm2；郑原玉432种植密度为8．25万株/hm2。2018年6月15日人工点播，7月3日进行定苗。施基肥复合肥（15-15-15）600kg/hm2，大喇叭口期追施尿素300kg/hm2，其他管理措施与当地大田生产相同。成熟后于10月8日统一收获。

表1 供试材料信息

1.3 测定指标与方法 调查各品种的抽雄、吐丝时间，并计算雌雄间隔期。抽雄期为各品种小区内50%以上的玉米植株雄穗抽出顶部叶片2cm的日期，吐丝期指小区内50%雌穗花丝露出苞叶2cm的日期，雌雄间隔期即为抽雄期与吐丝期的间隔天数。

散粉结束后，选择各小区中间一行，从第3棵起连续计数10株雄穗分枝数，取平均值。乳熟后期，全区调查空秆率、畸形穗率及苞叶过短株率；空秆率：收获时调查不结实果穗和果穗结实20粒以下的植株占全区总株数的百分率；畸形穗率：收获时调查果穗畸形的植株占全区总株数的百分率；苞叶过短株率：收获时调查穗轴裸露在外，苞叶包不严实的植株占全区总株数的百分率。成熟期选择各小区中间一行，从第3株开始连续取10个果穗进行考种，考查果穗穗长、秃尖长。成熟后，各小区全区收获，晾晒脱粒、称重，并折算成标准水分（14%），进行计产，折算出每hm2产量。

1.4 数据统计与分析 采用Excel 2007和SPSS 18．0进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种的抽雄期、吐丝期及雌雄间隔期 玉米的抽雄期、吐丝期及抽雄吐丝间隔（雌雄间隔）存在明显的基因型差异。由表2可知，抽雄期最早的是郑原玉432，为8月2日，最迟的是农华5号和科腾918，为8月9日，时间相差7d。吐丝期最早的是郑原玉432，为8月3日，最迟的则是爱农007，为8月13日，时间相差10d。雌雄间隔最小的为0，分别是双穗87、翔玉998和美豫22；雌雄间隔最长的为5d，分别是爱农007和强硕168，而裕丰512和NK815雌雄间隔也较长，达到了4d，其余品种雌雄间隔 1～3d。

2.2 不同品种的雄穗分枝数 根据表2可知，在30个供试品种（含CK）中，平均雄穗分枝数为5．8个，郑单958（CK）为9．4个；雄穗分枝数最多的是科腾918，达 12．0 个，最少的是 MC708，仅为 1．4 个；雄穗分枝数比郑单958（CK）多的有3个品种，占供试品种数的10．3%，比郑单958（CK）少的有26个品种，占供试品种数的89．7%。

表2 不同品种的抽雄期、吐丝期、雌雄间隔期及雄穗分枝数

2.3 不同品种的空秆率、畸形穗率和苞叶过短株率 由表3可知，郑单958（CK）空秆率、畸形穗率及苞叶过短株率分别是0．6%、0和0，鲁单9088、NK815、先玉1466和瑞华玉288表现较好，均为0。空秆率最高的是科腾918，达到9．4%，双穗87和东单1331畸形穗率较高，分别达到11．4%和5．5%，其他品种无畸形穗。苞叶过短株率不同品种间差异较大，较高的是东单1331、正弘658、瑞普909 和翔玉 998，分别达到 54．0%、45．2%、32．5%和 28．8%。以空秆率≤ 2．0%、畸形穗率≤ 5．0%、苞叶过短株率≤5．0%的标准进行筛选，同时满足上述指标的品种有隆平259、鲁单9088、联研155、郑原玉432、秋乐818、丰德存玉13号、登海187、MC708、NK815、C1210、先 玉 1466、硕 秋 518、京农科738、瑞华玉288等14个，占29个新品种的 48．3%。

表3 不同品种的空秆率、畸形穗率和苞叶过短株率 （%）

2.4 穗部性状及产量表现 根据表4数据可知，30个供试品种的平均穗长为18．9cm，平均秃尖长为1．7cm。其中穗长最长的是翔玉 998，为 21．6cm，最短的是裕丰512，为14．7cm。秃尖长最长的是江玉898，达到 3．8cm，秃尖长最短的为郑单 958（CK），仅有 0．3cm。除郑单 958（CK）外，29个供试品种中秃尖长≤2．0cm的品种有21个，占72．4%。

各品种产量间呈现出明显的差异，30个供试品种每hm2的平均产量为9496kg，其中郑单958（CK）产量为9479kg，产量居第19位；其中产量高于郑单958（CK）的有18个，低于郑单958（CK）的有11个，增产幅度较大的有C1210、郑原玉432和瑞华玉288等，产量分别是10632kg、10349kg和10260kg，增产幅度分别达到 12．2%、9．2% 和 8．2% ；增产幅度≥3．0%的有11个品种，占29个新品种的36．7%。

表4 不同品种的穗部性状及产量表现

3 结论与讨论

通过对本研究的29个供试材料从与高温胁迫相关的雌雄间隔期、果穗秃尖长、空秆率、畸形穗率、苞叶过短株率及增产幅度等多方面的研究，能够满足雌雄间隔期≤3d、秃尖长≤2．0cm、空秆率≤ 2．0%、畸形穗率≤ 5．0%、苞叶过短株率≤ 5．0%、增产幅度≥3．0%各指标要求的品种有C1210、郑原玉 432、瑞华玉 288、京农科 738、隆平 259、硕秋518、MC708、登海187、先玉 1466等。这 9个品种表现出良好的丰产性及高温胁迫耐受性，在江苏淮北地区具有良好的生态适应性及生产推广价值。

最适宜的种植密度是玉米正常生长发育、产量潜力得以充分发挥的先决条件[8-9]。玉米品种的抽雄-吐丝间隔期除与自身遗传相关外，同时受到外界生长环境的影响，其中高温等胁迫可使抽雄吐丝间隔期变长[3]。本研究发现抽雄吐丝间隔期达到4d以上的品种，其最终产量表现也不太理想，这可能与雌雄间隔期过长，导致雌穗授粉不良有关。玉米雄穗分枝数与花粉量存在正相关性，但在高温逆境条件下，本研究发现雄穗分枝数的多少与最终产量的高低并没有明显的相关性。果穗的授粉情况一方面与植株花粉量有关，另一方面与品质的花期持续时间及花粉活性有关。这就要求在品种选育时要选择雄穗分枝数适宜，花期持续时间长，花粉能够长时间保持高活力的品种。对于雄穗分枝数与花粉活性及高活力持续时间长的关系仍需作进一步研究。高温逆境可使玉米的空秆率、畸形穗率、秃尖长增加，并使苞叶变短。但不同品种对于高温的反应存在差异。总而言之，高温逆境给玉米生产带来的影响变得越来越显著，高温对玉米植株的生长发育、器官形态建成、最终产量形成产生深刻的、内在的、复杂的影响，需要下大力气深入研究。