甜玉米新优品种耐热性鉴定及耐热品种筛选

2021-04-23卢文佳胡建广李高科

广东农业科学 2021年3期

卢文佳，李武，胡建广，李高科

（广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室，广东广州 510640）

【研究意义】甜玉米（Zea maysL.）是禾本科玉米属（ZeaL.）的一个亚种，因其胚乳在乳熟期含糖量高而得名，又称水果玉米。甜玉米起源于美洲地区的温暖气候带，属温带作物［1］。自20世纪80年代始大量引进我国，因其口感清甜爽脆、适口性好及营养丰富深受消费者青睐，引进我国后迅速成为畅销蔬菜，被称为“黄金食品”［2-4］。广东是我国最早引进甜玉米的地区之一，也是我国甜玉米生产量最大的省份，种植面积占全国总面积的60%以上，也是甜玉米的主要消费区［5］。在广东，甜玉米主要用作鲜食，也用来加工成罐头或速冻籽粒，秸秆还可用作青贮饲料或经生物发酵制成绿肥等，具有较高的经济效益［6］。【前人研究进展】播期试验表明，在广州地区2月初播到10月上旬终播，甜玉米不但能完成正常的生长发育，且能获得较高的经济产量（鲜穗）［7］。广东地区周年气温较高，一定程度上提高了甜玉米土地复种指数，为甜玉米栽培提供了有利条件，但夏季高温也给甜玉米生产带来大量严重问题［8-9］。从温带地区引进的甜玉米品种在广东地区仅适宜春秋正季栽培，夏季因高温多雨、台风频繁，常在台风来临前出现极端高温天气，甜玉米授粉质量严重下降，缺粒、秃顶现象明显，其产量和商品价值严重下降。乔江方等［10］研究表明，高温胁迫总体上降低所有夏玉米品种的百粒质量、穗行数和行粒数，进而降低产量，不同基因型之间存在差异。于康珂等［11］认为，玉米产量指标（如百粒质量、穗长、穗粗等）可以作为评价玉米杂交种花期耐热性的主要指标。此外，夏种较春秋种具有更高的光温水平，缩短了甜玉米灌浆进程，一定程度降低了甜玉米鲜苞产量和收获指数［12］。【本研究切入点】甜玉米夏种种植效益高，但目前适宜广东省夏播的甜玉米品种极少，制约了全省甜玉米产业的健康、快速发展。鉴于此，为筛选出适宜广东夏季种植的新优甜玉米品种，本课题组于2020年在广东省农业科学院大丰基地种植8个新组合进行甜玉米品种耐热性鉴定。【拟解决的关键问题】筛选出适合广东夏季种植的优质甜玉米品种，为耐热型优质甜玉米品种选育和示范推广提供参考。

1 材料与方法

试验在广东省农业科学院大丰试验基地进行，试验地地势平坦，砂壤土质，肥力良好、均匀，排灌方便。

1.1 试验材料

试验材料为粤甜39 号（CK）、粤甜38 号、粤甜40 号、粤甜59 号、粤白甜1 号、粤双色6 号、粤双色7 号、粤双色8 号。以上参试品种由广东省农业科学院作物研究所提供，其中粤白甜1 号、粤双色8 号为温带早熟优质品种。

1.2 试验方法

试验设3 次重复，双行区，行长5.13 m、畦宽1.3 m（包沟），2020 年5 月20 日播种，行距50 cm，株距29.3 cm，种植密度52500 株/hm2，田间管理按正常生产水平进行。

1.3 测定项目及方法

播种到鲜穗收获期正值广东高温高湿气候，在生育期对植株株高、穗位、茎粗、雄穗分枝数、苞叶鲜绿程度等农艺性状进行调查记录。粤白甜1 号、粤双色8 号采收日期为7 月27 日，其他参试品种采收日期均为7 月30 日。每小区每次重复连续收获5 穗鲜苞进行室内考种，调查项目包括穗长、秃项长、穗粗（cm）、穗行数、行粒数、每穗总粒数、结实率、百粒重、粒深、每穗鲜重、每净穗重等性状指标。

试验数据采用Excel 2010 进行录入和整理，利用SPSS17.0、Statistics 20 软件进行方差分析，采用Duncan新复极差法（SSR）进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 夏播对不同甜玉米品种产量的影响

由表1 可知，粤甜38 号、粤甜59 号、粤双色7 号、粤甜40 号的鲜穗产量均显著高于对照种，增产幅度分别达7.28%、7.98%、5.29%、19.13%，其中粤甜40 号比对照种增产达极显著水平。而粤白甜1 号、粤双色8 号、粤双色6 号的鲜穗产量则显著低于对照种，分别减产53.71%、25.66%、9.48%，其中粤白甜1 号、粤双色8 号比对照种减产达极显著水平。在净穗产量方面，除粤白甜1 号和粤双色8 号分别较对照种显著降低54.51%、17.82%外，其余参试品种均显著高于对照种，其中粤甜40 号和粤甜59 号的净穗产量分别较对照种提高37.38%、21.97%，差异达极显著水平。从鲜穗产量和净穗产量可以看出，温带血缘较多的粤白甜1 号和粤双色8 号，其耐热性较对照种差，不适宜在广东地区进行夏种，而粤甜40 号和粤甜59 号耐热性明显优于对照种，适宜在广东地区夏种。

表1 夏播条件下不同甜玉米品种间产量增幅比较Table 1 Comparison of yield increases among different sweet corn varieties under summer sowing conditions

2.2 夏播对不同甜玉米品种产量构成因子的影响

由表2 可知，除粤白甜1 号穗长显著短于对照种、粤甜59 号和粤双色6 号穗长较对照种略长外，其余4 个参试品种与对照种穗长相比差异较不显著；穗粗方面，粤甜38 号、粤甜59 号、粤双色7 号、粤甜40 号、粤双色6 号均显著高于对照种，增幅分别达11.81%、11.22%、17.13%、17.32%和7.87%，而粤白甜1 号则较对照种显著降低16.85%；从穗行数来看，仅粤甜38 号显著多于对照种，增幅达11.30%，而粤白甜1 号与粤甜59 号穗行数则显著少于对照种，减幅分别达20.87%、10.87%；粤双色6 号的行粒数和总粒数显著高于对照种，增幅分别达22.29%、24.41%，粤甜59 号行粒数和总粒数较对照种也明显增加，而粤白甜1 号行粒数和总粒数分别较对照种降低37.14%、50.26%，且差异达极显著，其余参试品种行粒数和总粒数与对照种差异不显著；结实率方面，则仅粤白甜1 号显著低于对照种，差异达21.23%，其余品种与对照种差异未达显著水平；百粒重方面，粤甜40 号和粤甜59 号分别较对照种提高23.09%和27.31%，且差异达极显著水平，其余参试品种与对照种差异不显著。粤白甜1 号的多个产量构成因子皆均明显低于对照种，其中总粒数和结实率分别比对照种低50.26%、21.23%，粤白甜1 号产量较低归因于穗长、穗粗、穗行数、行粒数均显著低于对照种，表现为对当地气候较不适应、耐热性较差。粤甜40 号和粤甜59 号鲜苞产量和净穗产量均显著高于对照种，是这两个品种穗长、穗粗、粒数、粒重较对照种优越的缘故，表现为耐热性良好。

表2 夏播条件下不同甜玉米品种间产量构成因子比较Table 2 Comparison of yield components among varieties under summer sowing conditions

2.3 夏播对不同甜玉米品种重要农艺性状的影响

从表3 可以看出，除粤白甜1 号、粤双色8号外，其余参试品种株高均显著高于对照种，粤甜38 号、粤双色7 号、粤甜40 号和粤双色6 号分别比对照种高出24.51%、32.75%、30.56%和32.83%。粤双色7 号的穗位比其他参试品种高，比对照种高32.19%，差异达极显著；粤白甜1 号穗位最低，比对照种低44.21%，差异达极显著；粤甜40号、粤双色6号和粤甜38号穗位较为适中，既有一定的抗倒伏能力，又有利于营养物质积累。茎粗方面，粤甜38 号、粤双色7 号、粤双色6 号显著高于对照种，分别高出18.35%、28.96%和13.49%，其余参试品种与对照种相比差异不显著；在雄穗分枝数方面，除粤双色8 号外，其余参试品种均显著低于对照种。

2.4 夏播甜玉米产量构成因子及重要农艺性状相关性分析

从表4 可以看出，大部分农艺性状与产量构成因子间存在较高相关性，其中穗粗（0.895）、结实率（0.861）与鲜穗产量高度相关，穗粗（0.933）、总粒数（0.819）、结实率（0.899）、穗位高（0.832）与净穗产量高度相关，但秃顶长、雄穗分枝数与产量则相关度不高。

表3 夏播条件下不同甜玉米品种间重要农艺性状比较Table 3 Comparison of important agronomic traits among different sweet corn varieties under summer sowing conditions

3 讨论

甜玉米生长的最适温度为25～28℃，高于32℃会表现出对高温的不适应［9］。相关研究表明［13-14］，高温对玉米农艺性状有显著影响，特别是对株高、穗位高、雄花分枝数、雌雄间隔期、结实率影响较大，高温导致玉米穗位增高、雌雄间隔期增大、结实率降低，从而影响产量。高温除影响玉米生殖器官的正常生长发育外，还会影响籽粒灌浆。玉米灌浆期最适温度在27～32℃，灌浆期遇高温对籽粒产量有显著负面影响，从而导致籽粒灌浆中断［15-16］。另外，高温对不同品种籽粒蔗糖代谢酶活性的影响不一致，高温缩短了甜玉米生育期，并降低粒重、可溶性糖和蔗糖含量，从而使产量和品质下降［17］。然而，广东地区夏季温度通常高于32℃，高温使甜玉米灌浆速度加快，但灌浆持续时间减少，灌浆持续时间减少带来的负面效应远远大于灌浆速率加快对产量提升的正面效应，最终导致甜玉米产量降低［18-20］，因此培育适宜广东地区夏种的耐热型优质甜玉米品种显得尤为重要。

何晓明等［21］研究表明，同一品种在不同种植季节对行粒数有一定影响，而对穗长、秃顶长和穗行数则无明显影响，而穗长、秃顶长和行粒数在不同品种间的差异达到极显著水平。在选育耐热品种方面，重视对产量构成因子存在较高相关性的农艺性状（单穗粗、结实率、总粒数、穗位等）作进一步评价和利用，有利于筛选出耐热型优质甜玉米品种［16,22-24］。本试验中，穗粗、总粒数、结实率和穗位高等农艺性状表现出与甜玉米产量高度的相关性。粤白甜1 号产量在供试品种中产量最低，同时穗长、穗粗、穗行数、行粒数等农艺性状均显著低于对照，表现为对高温气候较不适应，这可能是因为该品种具有温带血缘，表现出较差的耐热性。而粤甜40 号和粤甜59 号的穗长、穗粗、粒数和粒重高于对照，产量较高，表现为耐热性良好，较适宜广州高温天气种植。