不同栽培模式对玉米DUS测试部分数量性状表达的影响

2022-01-17李佳佳

农业科技通讯 2022年1期

赵佳高欣李佳佳

（锦州市科学技术研究院/农业农村部植物新品种测试锦州分中心辽宁锦州121000）

玉米（Zea mays L.）是一年生禾本科植物，是集饲料、粮食、纤维、能源和工业加工于一身的多元化作物[1]，我国人口众多，稳定的粮食生产是维持人们生存的基础，玉米作为我国第二大主粮，在我国农业生产和国民经济中占有重要的地位[2]。近年来，随着社会经济及生物燃料领域的发展，市场上对玉米的需求不断提升[3]，玉米育种事业也随之不断发展，在这种形势下，对玉米新品种的保护尤为重要。在植物新品种保护工作开展的20 年中，玉米是中国植物新品种保护申请和授权数量最多的物种[4]。 DUS 测试作为新品种保护工作的技术基础，其重要性不言而喻。目前，对玉米DUS 测试性状的影响因素有很多学者在探索研究。黄志诚等探讨了不同生态环境对郑单958 部分数量性状的影响研究[5]。刘迪发等研究了设施栽培对玉米DUS 测试性状及产量相关性状表达的影响[6]。杨江龙等开展了春播与夏播对玉米DUS 测试性状的表达差异的研究[7]。管俊娇等研究了不同种植密度和氮肥施用量对DUS 测量性状表达的影响[8]。关于覆膜地滴灌栽培与裸地栽培对玉米DUS 测试性状表达的影响还没有相关的研究报道。锦州地处辽宁西部地区，气候干燥少雨，不利于玉米DUS 测试工作的开展。因此，本试验采用覆膜地滴灌栽培和裸地栽培的方式，对玉米DUS 测试部分数量性状表达状态进行了初步的探讨，旨在为干旱地区更好地开展玉米DUS 测试工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

本试验于2020 年7～10 月在农业农村部植物新品种测试（锦州）分中心测试基地进行。

1.2 试验材料

试验材料为用于DUS 测试的玉米品种，共有5 个参试品种（表1）。

表1 试验材料

1.3 试验设计

覆膜地滴灌栽培（以下简称为覆膜地栽培），试验地铺设滴灌管与黑色塑料薄膜，以穴播方式种植，小区设6 行，每行长4.5 m，每行12 株，株距40.9 cm，行距60 cm，每小区共72 株，设裸地栽培为对照，除覆膜地浇水3 次，其他田间管理覆膜地与裸地均一致。

1.4 观测方法及性状

玉米DUS 测试包括质量性状、假质量性状与数量性状，由于数量性状受环境影响因素较大，因此本试验选取了玉米12 个部分测量性状进行调查（表2），其玉米性状测试的时期、部位、方法和要求严格按照《农业植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南玉米》执行。

表2 玉米DUS 测试部分数量性状

1.5 数据分析

试验数据采用Excel 2016进行处理，采用SPSS 17.0进行统计分析。以独立样本T 检验作为差异显著性的判断依据。

2 结果与分析

2.1 不同栽培模式对玉米雄穗相关性状的表达影响

由表3 可知，在雄穗的最低位侧枝以上主轴长度方面，品种‘0713’与‘2003’覆膜地显著高于裸地，其他品种性状表达差异均不显著，仅‘0713’的DUS代码相差1 级。在雄穗的最高位侧枝以上主轴长度方面，只有‘0713’的覆膜地显著高于裸地，DUS 代码相差1 级，其他玉米品种差异均不显著，DUS 代码值也无变化。在雄穗的一级侧枝数目方面，只有‘0510’覆膜地显著高于裸地，‘0510’与‘0713’的 DUS 代码覆膜地与裸地相差1 级。在雄穗侧枝长度方面，覆膜地均高于裸地，其中‘0713’‘1314’与‘2002’的差异显著，‘1314’与‘2002’的 DUS 代码发生 1 级变化。

表3 不同栽培模式对雄穗相关性状的表达结果

2.2 不同栽培模式对玉米叶片相关性状的表达影响

由表4 可知，在覆膜地栽培条件下，不同类型品种的玉米叶片长度与宽度均较裸地栽培有所增加。在叶片长度方面，相比裸地栽培除品种‘2003’无显著差异外，其余4 个品种均显著增加，其中‘0510’‘1314’与‘2002’达到了极显著差异水平。此外，相比裸地栽培，除‘2003’外，其他品种DUS 代码均有变化，其中‘0510’的代码相差2 级。在叶片宽度方面，‘0510’‘0713’与‘2003’均达到了极显著差异水平，‘0510’的代码相差为 2 级。

表4 不同栽培模式对叶片相关性状的表达结果

2.3 不同栽培模式对植株高度等性状的表达影响

由表5 可知，覆膜地栽培对玉米植株的穗位高度、植株高度、穗位高与株高比率产生了不同程度的影响。 ‘0713’与‘1314’的穗位高度，覆膜地栽培显著高于裸地栽培，‘1314’ 达到了极显著差异水平。‘0510’裸地穗位高度显著高于覆膜地，但‘2002’和‘2003’差异不显著。就DUS 代码而言，在覆膜地栽培和裸地栽培条件下，只有‘0510’与‘1314’相差 1 个代码。在植株高度方面，覆膜地栽培的株高整体高于裸地，但只有‘1314’的DUS 代码发生1 级变化。在穗位高与株高比率方面，‘2002’与‘2003’的差异不显著，而‘0510’ 的裸地栽培显著大于覆膜地栽培，‘1314’的覆膜地显著大于裸地栽培。 ‘0510’‘0713’与‘1314’的DUS 代码在不同栽培条件下发生1 级变化。

表5 不同栽培模式对植株穗位高度等性状的表达结果

2.4 不同栽培模式对果穗相关性状的表达影响

由表6 可知，在果穗长度方面，‘1314’的果穗长度裸地显著大于覆膜地，而‘2002’的果穗长度覆膜地显著大于裸地，DUS 代码均相差1 级。在果穗直径方面，‘0713’‘1314’与‘2003’覆膜地与裸地栽培的差异显著，其中‘0713’覆膜地＞裸地，‘1314’裸地＞覆膜地，‘2003’裸地＞覆膜地，且‘0713’与‘2003’代码相差1 级。在果穗穗行数方面，5 个玉米品种的穗行数裸地与覆膜地均无显著差异，DUS 代码也无变化。

表6 不同栽培模式对果穗相关性状的表达结果

3 讨论

近几年，东北地区的春播玉米生长期间多次出现旱情，而锦州地区春季与夏季的旱情会影响玉米植株的正常生长，因此探讨玉米覆膜地栽培与裸地栽培的性状表达对正常开展DUS 测试工作意义重大，这也是首次探讨覆膜地栽培对玉米DUS 测试性状表达的影响。

雄穗的相关性状往往不作为育种者选育的重要目标，但在DUS 测试中，雄穗的相关性状却是必不可少的。在本试验中，覆膜地栽培对雄穗一级侧枝数目的影响几乎没有。雄穗最低位侧枝以上主轴长度中，只有‘0713’与‘2003’覆膜地显著高于裸地，同样，雄穗最高位侧枝以上主轴长度中，只有‘0713’覆膜地显著高于裸地，对DUS 测试影响不大。覆膜地的雄穗侧枝长度整体高于裸地栽培。蒋菊方认为干旱会减少春玉米叶面积和有效叶片数，生长速率减缓，光合产物减少[9]。本试验中5 种不同品种类型的玉米叶片长度与宽度均减少，这与蒋菊方的观点一致。本试验中，穗行数没有显著变化，李娇等在试验中也表明，在干旱条件下，杂交种玉米的穗行数变化并不大[10]。蒋菊芳等人表明干旱与正常灌溉地区相比，果穗长与穗直径均有所减少，而本试验中在果穗长度、穗直径方面，部分品种的裸地栽培却高于覆膜地，这可能是由于覆膜地的地温高、水分充足，导致有些品种生育期缩短，收获期提前。李青超等人研究表明，露天和白地膜栽培中，覆膜种植的株高和穗位高于露天种植[11]。而在本试验中，研究发现覆膜地栽培的植株高度较裸地栽培有增加趋势，但是植株的穗位高度及植株穗位高度与株高比率没有呈规律性变化。