抗旱易机收玉米品种鉴选

李小霞，靳鲲鹏，李万星，李 丹，刘永忠，曹晋军

（山西农业大学谷子研究所，山西长治046011）

玉米作为世界上最主要的粮食作物之一，在保障粮食发展和人口稳定方面发挥着重要作用。玉米虽然在育种和栽培方面得到了很大提高和改善，产量取得突飞猛进的增长，但是在干旱和半干旱地区，干旱是玉米生产中普遍存在且严重制约其产量的一个重要的非生物因素[1]。我国干旱、半干旱地区的面积占地球陆地面积的50%[2]，干旱导致的玉米减产现象严重，全国受灾面积增大，但是我国却是全球玉米第二大生产国，总产仅次于水稻[3]。因此，研究玉米的抗旱性，培育抗旱性品种，提高抗旱栽培措施，是我国玉米产业可持续发展亟待解决的问题。

干旱环境下，玉米的根、茎、叶等形态指标会发生变化，植物会通过气孔的开合调节作物水分的散失，以适应干旱胁迫[4]，叶绿体膜脂结构改变，生物膜通透性增加，细胞内清除自由基的保护酶系统（SOD、CAT、POD）活性下降。研究发现，抗旱性强的玉米品种，其体内保护性酶活性较高[5]，叶片中丙二醛（MDA）、脯氨酸、脱落酸在干旱环境下大幅增加和大量积累[6-10]。虽然以上指标均可作为玉米抗旱性指标，但产量是能最大程度反映玉米抗旱性强弱的指标[8]。兰巨生等[11]提出了抗旱指数概念。抗旱指数是评价抗旱性的同时兼顾丰产性的一个重要指标，综合了产量、基因型、环境3个方面因素，在生产实践中实用性大。在市场化需求下，提高玉米机械化收获已成必然，而玉米籽粒含水率太高，会影响玉米机械收获，导致玉米减产。在我国玉米产区，收获时玉米籽粒含水率多在30%～40%，严重影响玉米的机械收获[12-13]，因此，选育自然脱水速率快、籽粒含水率低的品种是解决机械收获的关键。

本研究基于山西省常种玉米品种，于2018—2020年通过比较各玉米品种抗旱指数，并结合玉米产量和籽粒脱水速率，筛选出抗旱性高、丰产性好、易机收的玉米品种，以期为干旱区、半干旱区筛选易机收玉米品种提供理论基础。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2018年4月28日至2020年10月2日在山西农业大学谷子研究所试验地进行。该地土壤为石灰质褐土，有机质含量36.8g/kg，全氮含量0.19%，有效磷含量8.25 mg/kg，速效钾含量236 mg/kg，pH值为8.52，容重为1.29 g/cm3。2018、2019、2020年降雨量分别为300.6、203.4、482.1 mm。

1.2 试验材料

2018年参试玉米品种为西旺3008、鑫丰盛9898、DF607、中种8号、先玉696、福莱818、军育535、长单525、瑞普909、长单48号、泽玉8911、华美468、S1651、晋单59号、中地9988；2019年参试玉米品种为晋农科1号、强硕168、大丰1407、太育1号、莱科818、科丰2号、辽单33、太育9号、龙生19号、西蒙6号、裕丰310、丹玉311、先玉696、豫禾863；2020年参试玉米品种为晋农科1号、太育9号、太育1号、强硕168、大丰1407、裕丰310、科丰2号、西旺3008、鑫丰盛9898、辽单33、先玉696、莱科818、龙生19号、德力999、长单506。3 a均以先玉696为对照品种。

1.3 试验方法

试验设旱地组与水浇地组2个处理，其中，旱地组在玉米生长期不进行灌溉，只靠自然降雨；水浇地组除自然降雨外，在玉米拔节期、抽雄期和灌浆期还需要进行滴灌。采用随机区组设计，3次重复，小区面积为23.1 m2（3.3 m×7.0 m），行距0.55 m，密度67 500株/hm2。

1.4 测定项目及方法

玉米成熟后全小区收获测产，所有果穗脱粒后测定籽粒产量。抗旱指数（DHI）参照李万星[14]等的方法计算。抗旱指数大于1.10即为抗旱类型[11]，为在众多玉米品种中最大程度筛选出抗旱品种，本研究以抗旱指数大于1.25的品种为抗旱品种。玉米收获后计算旱地玉米籽粒自然脱水速率。

式中，GYS.T为待测品种旱地籽粒产量；GYS.W为待测品种旱地水浇地籽粒产量；GYCK.W为对照品种旱地水浇地籽粒产量；GYCK.T为对照品种旱地籽粒产量。

1.5 数据分析

数据试验采用Excel 2007软件进行处理，采用SPSS 17.0软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 旱地、水浇地对玉米产量的影响

从表1可以看出，2018—2020年水浇地组每个玉米品种的产量整体高于旱地组对应品种，且各品种间产量有差异。2018年旱地组产量最高的品种为西旺3008，水浇地组产量最高的品种为先玉696，但水浇地组较旱地组增产最大的为中地9988，增产44.7%，增产最小的为中种8号，增产6.3%；2019年旱地组产量最高的品种为晋农科1号，水浇地组产量最高的品种为太育1号，但水浇地组较旱地组增产最大的为豫禾863，增产59.8%，增产最小的为晋农科1号，增产18.0%；2020年旱地组和水浇地组产量最高的均为晋农科1号，但水浇地组较旱地组增产最大的为龙生19号，增产36.9%，增产最小的为裕丰310，增产4.3%。通过3 a比较可知，由于2019年降雨量最小，各品种在旱地和水浇地处理中增产最多，增产18.0%～59.8%。

表1 2018—2020年旱地、水浇地试验产量差异显著性分析 kg/hm2

2.2 品种的抗旱指数及显著性差异分析

由表2可知，2018年DHI大于1.25的品种有2个，分别为西旺3008和鑫丰盛9898；2019年DHI大于1.25的品种有10个，分别为晋农科1号、强硕168、大丰1407、莱科818、科丰2号、辽单33、龙生19号、太育1号、太育9号、裕丰310。2020年将2018、2019年DHI大于1.25的品种重新进行鉴定，鉴选出DHI大于1.25的品种有4个，分别为太育9号、太育1号、晋农科1号和裕丰310。

表2 2018—2020年玉米品种抗旱指数（DHI）比较

2.3 收获后籽粒自然脱水速率及显著性差异分析

从表3可以看出，2018年参试玉米品种中除长单525外，其余品种的籽粒自然脱水速率之间无极显著差异，长单525和晋单59号外的品种之间无显著差异；2019年参试玉米品种之间籽粒自然脱水速率无极显著差异，除丹玉311、豫禾863、科丰2号、辽单33外，其余品种之间的籽粒自然脱水率无显著差异；2020年参试玉米品种中籽粒自然脱水速率之间无极显著差异，除辽单33、龙生19号、科丰2号、长单506、德力999外，其余品种间无显著差异。

表3 2018—2020年各玉米品种自然脱水速率比较 %/d

3 结论与讨论

干旱是导致玉米减产的重要原因，筛选抗旱性玉米品种是育种专家和广大农民的迫切需要。产量是判定作物品种抗旱性简单有效的方法。孟庆立等[15]和张霞等[16]研究谷子抗旱性发现，产量性状对干旱环境反应最敏感。兰巨生等[11]提出了抗旱指数概念，使农作物抗旱鉴定的产量指标在生物学意义上有了实质性改进，并已有较多应用。伊卫东等[17]通过抗旱指数的比较，筛选出内单314、郑单958和科河10号3个玉米品种具有较高的抗旱性。收获时玉米籽粒含水率高，影响其机收[18]，而玉米成熟期籽粒自然脱水速率是影响籽粒含水率的重要因素，且该性状具有遗传性[19-20]，因此，不同玉米品种籽粒自然脱水速率不同。本研究以抗旱指数为主要评价指标，结合3 a来参试玉米品种的产量和籽粒自然脱水速率，筛选出太育9号、太育1号、晋农科1号和裕丰310这4个品种，其抗旱丰产性较好，易机收。