玉米的苗期特征与产量的相关关系分析

郑向阳，李会霞，田 岗，刘 鑫，王国平

(山西省农业科学院谷子研究所，山西 长治 046011)

玉米(ZeamaysL.)是全球和我国的第一大作物，应用价值广泛,在食品、饲料、工业及医药方面都有着重要的地位。玉米为全谷作物,与小麦、水稻等其他谷类作物相比，含有丰富的维生素和微量元素,可以充分满足人们的多样性、差异性的需求。因此,在农业生产中,提高玉米产量对保证我国粮食安全、畜牧养殖、工业发展以及医疗研究都具有重要的意义。提高玉米产量，首先要从育种入手，为找到提高玉米产量的途径，科研工作者进行了大量的研究。研究表明，玉米的产量由多种数量性状基因控制[1],如穗部性状的行粒数、穗长、穗粗、出籽率、穗行数、秃尖等[2-5]，籽粒性状的百粒重、粒长、粒宽等[2-6]，株型性状的株高、穗位高、植株特征等[7-10]，品种的耐密植特性[11-14]，不同亲本的不同组合[15-18]，品种的抗倒伏性[17]，玉米根系的生长性状[18-19]，以及玉米植株生长的出苗期、出苗率、苗期株高、叶龄和生物量等[20]，这些都对玉米的产量有重要影响。但玉米的苗期特征与产量的相关关系还鲜有报道，为此从苗期的初生胚根长、次生胚根条数、苗期根重、苗重与产量的关系进行了研究，为高产玉米品种选育提供一种辅助鉴定手段。

1 材料和方法

1.1 材 料

1.1.1供试玉米自交系及杂交种

选择山西省农业科学院谷子研究所自主选育的已经稳定的自交系11个，编号及名称为，A：08 H 672，B：15 S 144，C：15 S 145，D：15 S 155，E：15 S 157，F：15 S 164，G：15 S 242，H：15 S 268，I：15 H 9，J：15 H 62，K：15 H 85。所用杂交种的种子是以A为母本，其他10个自交系为父本通过杂交而来，分别为：A×B，A×C，A×D，A×E，A×F，A×G，A×H，A×I，A×J，A×K。

1.1.2供试土壤

使用没有杂质的纯河沙。河沙用清水冲洗干净，晒干备用。

1.1.3供试育苗钵

采用直径0.2 m，高0.1 m的塑料钵。

1.1.4杂交种种植田

杂交种种植在山西省农业科学院谷子研究所的玉米试验田内。

1.2 试验设计

1.2.1玉米苗期试验

玉米的苗期试验在露天进行，2019年5月20日播种。每钵装纯河沙1 000 g，每钵中播10粒种子，第1次加清水至最大持水量，以后每天上午在河沙表面见干时喷洒清水。每个杂交种各种植3钵，即3次重复。

玉米出苗后，每个育苗钵中选留5株生长健壮且一致的苗，其余的苗拔除。玉米幼苗的生长由绿转黄且茎杆变软时，玉米苗期生长已经基本完成，储存在玉米种子胚乳中的养份已经消耗完，玉米植株的再生长要靠胚根系从土壤中吸取养份。这时把钵中加满水，使河沙变稀，玉米苗的根基变软，把苗从育苗钵中连根拔出。测量初生胚根的长度，计数次生胚根的条数，对根重和苗重进行称重。

1.2.2大田试验

试验田管理同一般大田，春天整地、施肥、划行。试验采用随机区组排列，10个组合，3次重复。每个小区种4行，行距0.6 m，行长5 m，株距0.24 m。2019年4月24日播种，每穴种2粒种子，间苗时如有一穴中没苗的现象，相邻的一穴中留双株苗，保证苗全和各小区的总株数一致，各小区和各重复试验的密度一致。生长期管理同一般大田。

秋天玉米成熟时，在每个小区的中间2行中进行收获。先从走道边数5株不收，从第6株开始收获，每行连续收获10株，每个小区收获20株，装入网袋中，晒干。在籽粒的含水量低于14%时，脱粒，称重。

1.3 数据处理

以小区平均数为计算单位，采用Excel软件对调查数据进行简单相关系数统计，并对各相关系数(r)进行t检测，显著水平分为α=0.05(显著)和α=0.01(极显著)。

2 结果与分析

2.1 玉米苗期初生胚根长与产量的关系

玉米种子萌发时从胚根鞘中伸出1条幼根，称为初生胚根，也称为主胚根或初生根、种子根，其生长迅速，垂直向下生长，一般入土深度为20～40 cm，根粗约0.3 cm。是玉米苗期重要的根系，对幼苗健壮生长起着重要作用且全生育期一直具有生理功能。

表1为各组合苗期性状3次重复的测量均值、产量均值及其相关性调查。从表1可以看出，玉米苗期初生胚根的长与产量呈负相关且相关关系不显著，相关系数为-0.39。这与玉米根系的生长规律是相一致的，初生胚根的作用主要是对幼苗健壮生长起着重要作用，随着玉米节根的发育增多，其对玉米产量的贡献是微不足道的。图1为玉米苗期性状与产量的相关关系图，从图1中可以看出初生胚根的长与产量的变化趋势最不一致。

表1 玉米苗期性状与产量及其相关性

2.2 玉米苗期次生胚根条数与产量的关系

玉米的初生胚根伸出2～3 d后，从中胚轴基部、盾片(内子叶)节上侧长出3～7条幼根，即次生胚根，次生胚根实际是玉米第一层节根，又称节胚根，因其作用与初生胚根相同，故把二者合称为胚根系，植物学上称为初生根系。玉米初生根是苗期吸收肥水的主要根系，其吸收量随着节根的增多而逐渐降低，但全生育期一直具有生理功能。

从表1可见，次生胚根的条数与产量的相关系数为0.93，相关关系极显著。说明次生胚根的生长为玉米构建了第一个根系系统，次生胚根条数的多少，决定了玉米根系的第一阶段的生长活力。从图1可见，次生胚根的条数与产量的变化趋势相一致。

2.3 玉米苗期根重与产量的关系

玉米苗期的根包括两部分，一部分为1条初生胚根，另一部分为3～7条的次生胚根，两者组成的初生根系，主要作用是苗期吸收肥水。玉米苗期完成后，储存在玉米种子胚乳中的养份已经消耗完，玉米植株的生长要靠胚根系从土壤中吸取养份。

从表1可见，胚根系的重量与产量的相关系数为0.87，相关关系极显著。说明胚根系数量的多少，根的粗细，及根上绒毛细根的多少和粗细所形成的第一个根系系统是玉米苗期后根从土壤中吸取养份供植株生长的基础，为夺高产的基本条件。从图1看，初生胚根和次生胚根合称的胚根的重量与产量的变化趋势相一致。

2.4 玉米苗期苗重与产量的关系

强大的根系带来健壮的植株生长，植株的生长和地下根的相关关系非常密切[21]，不少研究如株型性状的株高、穗位高、植株特征等[5-7]都与产量的形成有关。本试验结果(表1)表明，苗期的苗重与产量的相关系数为0.96，相关关系极显著。可从苗期的长势，推测产量的基本情况。从图1可看出，玉米苗期的苗重与产量的变化趋势相一致。

3 结论与讨论

本试验采用同1个母本，10个不同父本进行杂交后产生的种子进行了苗期试验和大田的产量的比较。从试验的结果来看，玉米苗期的性状与产量的关系非常密切，相关系数的大小为苗重>次生胚根条数>根重>初生胚根长。其中，苗重，次生胚根条数和根重与产量的相关关系极显著。

次生胚根的生长为玉米构建了第一个根系系统，次生胚根条数的多少，就决定着玉米根系的第一阶段的生长活力，从而形成了壮苗，为高产奠定了基础。

玉米苗期的根包括两部分，一部分为1条初生胚根，另一部分为3～7条的次生胚根，二者合称为胚根系，植物学上称初生根系，主要作用是苗期吸收肥水。玉米苗期完成后，储存在玉米种子胚乳中的养份已消耗完，玉米植株的生长要靠胚根系从土壤中吸取养份。胚根系数量的多少，根的粗细，及根上绒毛细根的多少和粗细所形成的第1个根系系统是玉米苗期后根从土壤中吸取养份供植株生长的基础，为夺高产的基本条件。

植株的生长和地下根的相关关系非常密切，强大的根系带来健壮的植株生长。玉米健壮生长的植株是高产必不可少的条件。可从苗期的长势，推测产量的基本情况。

通过本试验探明了玉米苗期的各性状与产量的相关关系，为选育高产的玉米新品种提供一种辅助的鉴别手段。