2009—2019 年广东省甜玉米区试品种主要性状选育进展

李小凤，熊 婷，李余良

（1.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；2.广东省农业技术推广中心，广东 广州 510520）

【研究意义】甜玉米是一种营养丰富、适口性好、经济效益高的新型玉米，在世界范围内得到快速发展。美国是世界上开展甜玉米育种研究最早的国家，而我国甜玉米育种研究起步较晚，从20 世纪50 年代末开始北京农业大学李竞雄和郑长庚教授从美国引进一批甜玉米材料开展育种探索，直到本世纪初才开展较大规模育种研究。广东是我国甜玉米生产最大的省份，种植面积占全国50%以上，是世界甜玉米主产区之一，也是甜玉米的主要消费区。随着甜玉米产业迅速发展，甜玉米已成为广东省的优势农产品和标志性农作物［1］。品种区域试验是育成品种丰产性、适应性评价的重要依据，参试品种的农艺性状、产量和品质等主要性状表现代表一定时期内育种水平的高低［2］。分析连续多年广东省甜玉米区域试验品种的主要性状表现，可为选育甜玉米新品种提供借鉴，进一步提高我国甜玉米育种水平。【前人研究进展】广东省作为甜玉米引进、育种与开展区域试验较早的省份在全国具有重要的影响。李余良［3］等分析了2000—2006 年152 个（次）区试甜玉米品种的生育期、株高、抗病性、单穗重、产量及综合品质等主要性状，认为参试品种在优质、优质和高产并重的品种数量和比例稳步增加。熊婷［4］对2017 年春季广东省区试甜玉米新组合产量、品质和抗病性进行分析，筛选了金百甜15等8 个组合进入复试。李余良等［5］通过GGE 双标图法分析了广东省甜玉米区域试验18 个参试品种的产量性状和试点环境，粤甜33 号在丰产性和稳定性方面综合表现最好，适应性也最强。各试点均有较好的代表性，部分试点环境之间存在紧密正相关。赵华等［6］分析了33 个区试品种的产量、品质、抗性及其他农艺性状，筛选出广良甜31 号、粤甜28 号等6 个甜玉米品种，产量均比对照种粤甜16 号增产5%以上，甜度高甜、果皮较薄，综合抗性好，是高产优质新品种。吕师师等［7］采用高稳系数和稳定性参数等方法分析比较了2017 年春植甜玉米区域试验15 个甜玉米新组合区域试验数据的高产性和稳产性，表明15 个区试新品种中优群甜 1 号和新美甜 818 的高产稳产性最好。有关玉米区域试验的分析，研究人员进行了大量工作［8-11］，但大多跨度较为局限。【本研究切入点】甜玉米是华南地区优势特色经济作物，产业处于快速发展时期，生产上对优良品种需求旺盛，甜玉米品种的农艺性状、产量性状、抗病性及综合品质等研究还不深入，尤其是对近几年的育成品种主要性状分析不多，本研究在11 年区域试验参试品种的较大尺度上通过分析各品种的多年多点性状表现特性，为培育新一代优新甜玉米品种提供借鉴。【拟解决的问题】本试验通过分析参试品种的农艺性状、经济性状、抗病性及综合品质等主要性状表现，探索11 年际间品种变化趋势，为选育甜玉米新品种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为2009—2019 年广东省甜玉米区域试验参试品种，对应年度参试品种数量分别为24、21、13、18、17、15、28、37、30、26 和28个，合计258 个（次）品种，试验数据来源于广东省各年区域试验汇总报告。

1.2 试验方法

试验地点分布在广东全省，根据各生态区共安排珠三角、粤北及粤西地区8 个试验点，分别在广州市、肇庆市、英德市、梅州市、河源市、高州市、阳江市等农业科学研究院（所）或农业技术推广中心，品质测定分析及抗病性鉴定由广东省农业科学院作物研究所玉米室进行鉴定。

各试验点均选用能代表当地生产条件的田块安排田间试验，采用随机区组排列，3 次重复，每个品种种植6 行，畦包沟宽1.3 m，行长6.4 m，株距32 cm，行距50 cm，小区面积24.96 m2，种植密度45 000～52 500 株/hm2。各试验点按当地较高的生产水平进行栽培管理，播种期按当地气候条件安排，一般春植在3 月上、中旬，秋植在8月中、下旬，全期除虫不防病。

1.3 调查项目及方法

收获前，测定植株高度、穗位高、茎粗；对各品种取10 穗进行室内考种，测定单果穗长、穗粗，适宜采收期收获中间4 行进行鲜苞计产，计算小区产量，折合各品种单位产量；乳熟期，调查品种对小斑病和纹枯病的抗性，计算病情指数，划分抗病性级别；邀请专家根据广东省鲜食甜玉米品质鉴定标准进行蒸煮品尝鉴定，方法是对各品种经套袋自交授粉后选取代表该品种特性的果穗进行蒸煮，从甜度、皮渣度和适口性3 个方面综合评定参试品种品质。

1.4 统计分析

对各承试点品种农艺性状数据进行平均，应用平均数进行比较；产量结果采用多点联合方差分析；采用Excel 2010 软件对数据进行处理，以年份为横坐标、主要性状指标为纵坐标绘制折线图，分析主要性状变化趋势。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状分析

从图1 可以看出，2009—2019 年11 年间广东省甜玉米区试品种的株高在增加，前期各品种株高变异范围在190～212 cm、平均为200 cm 左右，后期各品种株高范围在210～221 cm、平均在215 cm以上。这可能与近几年中晚熟品种数量增加有关，晚熟品种一般生长量较大、植株高度较高、单株果穗较大、容易获得高产，但存在茎秆倒伏［12］的风险。

图1 广东甜玉米区域试验年均株高变化Fig.1 Changes in annual average plant height of sweet corn in Guangdong regional trials

植株茎粗与不同品种、种植密度［13］以及生育期等因素相关。2009—2019 年前期茎粗变化较大，可能是前期试验种植密度较低（多在45 000株/hm2左右）、栽培水平不高、田间群体不合理的原因；后期随着试验密度稳定在52 500 株/hm2，栽培水平提高，植株茎粗趋于稳定，平均茎粗接近2 cm（图2）。

图2 广东甜玉米区域试验年均茎粗变化Fig.2 Changes in annual average stem thickness of sweet corn in Guangdong regional trials

穗位高低在一定程度上反映品种植株的抗倒伏能力，降低穗位有利于增强玉米品种的抗倒性。从图3 可以看出，2009—2019 年11 年间区试品种的穗位变化不明显，走势较为缓和，穗位高在59～75 cm 间波动，反映出育种家在选育高产品种的同时十分注重控制果穗穗位。

图3 广东甜玉米区域试验年均穗位高变化Fig.3 Changes in annual average ear height of sweet corn in Guangdong regional trials

2.2 主要经济性状分析

2.2.1 穗长穗粗变化 长穗型品种有助于提高玉米产量。从图4 可以看出，在2009—2019 年间穗长始终在18.9～20.4 cm 范围内变动，穗长最大幅度增加达7.9%，2016 年达到最高值后也呈下降趋势，表现出周期性升降变化，说明穗长选择有一定的范围限制，不能一味追求过长穗型，注意协调穗长与穗粗、百粒重、行粒数等产量构成因素的关系。穗长易于获得高的出籽率，但是秃尖长度也随之增加。这与杨坤等［14］在穗长对产量效应分析的结论一致，玉米长穗型易获得高出籽率和长秃尖,但主要是通过行粒数和百粒重的间接效应实现。对鲜食甜玉米而言，结实性好外观品质较优，更能得到消费者青睐，穗长一般在20 cm 较为适宜。

图4 广东甜玉米区域试验年均穗长变化Fig.4 Changes in annual average ear length of sweet corn in Guangdong regional trials

穗粗作为玉米穗部的一个重要性状，影响着玉米产量和品质［15］。图5 表明，2009—2019 年穗粗曲线在前期波动较大，至2012 年达到最低值后逐年升高，呈增长趋势。表明近年来广东甜玉米品种注重穗粗选育，大穗型品种增加明显，对产量提高贡献较大。

图5 广东甜玉米区域试验年均穗粗变化Fig.5 Changes in annual average ear diameter of sweet corn in Guangdong regional trials

2.2.2 鲜苞产量分析 高产是育种追求的最主要目标之一，除价格因素外，甜玉米鲜苞产量直接影响种植经济效益。由图6 可知，2009—2019 年11 年间区试品种每667m2单产在976.6～1 157.5 kg之间变动，平均单产为1 088.5 kg，总的来说，区试品种产量在波动中呈现逐渐上升的趋势。说明广东甜玉米育种一直将高产作为新品种选育的主要导向，也是品种完成审定的必然要求。

图6 广东甜玉米区域试验品种单产变化Fig.6 Changes of average yield of sweet corn varieties in Guangdong regional trials

2.3 抗病性分析

玉米小斑病和纹枯病属常发性的主要病害，往往在玉米灌浆期后伴随大范围的发生为害［16］。广东省区域试验品种抗病鉴定主要是对各品种进行纹枯病和小斑病接种鉴定，从图7 可以看出，2009—2016 年区试参试品种总体对纹枯病抗病性较好，但随后几年有些参试品种表现感病，抗病级别降低，尤其是2017—2019 年这3 年感病品种数量有所增加，表明近年来随着甜玉米复种指数的提高、种植面积的快速增长、连作重茬以及品种选育速度的加快，纹枯病发病频率和为害程度加剧。因此，在育种过程中提高品种对纹枯病的抗性至关重要，应该引起育种家的充分重视。11年间特别是近年来区试参试品种对小斑病抗病表现良好，抗性级别可达中抗以上，说明抗小斑病育种已经取得较好成效（图8）。

图7 广东甜玉米区域试验品种纹枯病接种表现Fig.7 Inoculation performance of sweet corn varieties with sheath blight in Guangdong regional trials

图8 广东甜玉米区域试验品种小斑病接种表现Fig.8 Inoculation performance of sweet corn varieties with southern blight disease in Guangdong regional trials

2.4 综合品质分析

随着甜玉米在粮食种植结构调整、乡村振兴以及效益农业中受到许多地方的重视，甜玉米种植面积也随之增长，消费者对产品品质的要求也越来越高［17］。甜玉米按蒸煮品尝和外观品质分为3 类：A级品质在90 分以上，B+级品质在85～90 分（2016 年后），B 级品质在80～85 分。根据以上分级标准，2009—2019 年广东甜玉米区域试验品种的品质评价情况见图9。由图9 可知，2009—2017 年中等品种占据参试品种的主流，优质品种占比较小、为18.2%；2018—2019 年优质品种数量增加，占参试品种的比例明显提高，占比达到50.0%，表明广东省甜玉米品质育种在逐步提高。同时，对参试品种的可溶性糖含量及果皮厚度测定结果（图10）表明，11 年间广东省甜玉米区域试验品种的可溶性糖含量呈明显上升趋势，果皮厚度相应逐年降低，这使得参试品种的品质得以提升，与专家品尝分析结果一致。

图9 广东甜玉米区域试验品种品质评价占比Fig.9 Proportion of evaluation quality of sweet corn varieties in Guangdong regional trials

图10 广东甜玉米区域试验品种可溶性糖含量及果皮厚度Fig.10 Content of soluble sugar and peel thickness of sweet corn varieties in Guangdong regional trials

3 讨论

株高、穗位高、茎粗是甜玉米生长发育过程中的重要农艺性状，对甜玉米植株形态建成、叶片光合作用、干物质积累和产量起着重要作用［18］。对玉米等C4 高秆作物而言，没有一定的生物产量，也难以获得高产，株高、穗位过高又存在倒伏风险，因此将株高、穗位保持在合理范围内就显得尤为重要；茎粗与品种熟期、种植密度及土壤肥力关系密切，间接影响品种的抗倒能力和产量。本研究以2009—2019 年总计258 个（次）品种分析结果说明，甜玉米品种的株高平均增加15 cm 左右，可能与近年参试的中晚熟品种数量增加有关。由于晚熟大穗型品种数量的增加，果穗穗位高度直接影响品种的抗倒伏性是育种家更为关注的问题。分析发现，参试品种穗位高总体稳定在68 cm 左右。由于试验规范性的提高，各区试承担单位重视种植密度和栽培水平方面的提升，植株茎粗趋于稳定，平均茎粗接近2.0 cm。

在产量因素等经济性状方面，穗长穗粗对于产量至关重要，是影响产量的重要因素之一［19］。本研究发现11 年间广东省甜玉米新品种选育在穗长的变化上有一定程度的增加，平均增幅在1.5 cm 范围内，在单纯依靠穗长增长逐步转向注重穗粗，过于追求太长的穗型由于苞叶的长度较短可能影响鲜苞外观或秃尖明显；穗粗增加趋势较为明显，表明近年来广东甜玉米品种注重大穗型品种的选育，对品种产量的提高具有较大贡献。产量是甜玉米生产的重要目标，本研究分析表明，区试品种产量在波动中呈现较快的上升趋势，增长明显，育成品种中高产品种占据较大比例，广东甜玉米育种始终将高产作为新品种选育的主要目标，也是推动产业持续发展的重要任务。

甜玉米抗病性育种［20］是一项重要的工作，品种抗病性不强不仅会影响其产量和品质，还会对品种的推广应用和经济效益产生不良影响。从广东省区试参试品种小斑病和纹枯病接种鉴定表现来看，参试品种多数对小斑病的抗性较好，但近3 年来参试品种对纹枯病的抗性一般，部分品种感病。广东地处热带亚热带地区，种植季节高温、多雨和潮湿等气候条件［21］有利于茎基部病害发生，随着连作以及种植面积的进一步增加病害加剧。玉米纹枯病的防治以农业防治和抗病品种为主［22］，因此要特别重视抗纹枯病育种，应加强种质资源抗病性有效鉴定，对优异抗病种质资源开展创新性研究与利用，培育抗病品种，促进甜玉米产业健康发展。

虽然广东甜玉米育种起步早、发展迅速，但在品质育种领域［23］，与美国、泰国以及我国台湾地区相比整体上仍然存在着较大差距。从本研究结果可见，近年来广东优质品种数量有所增加，品质育种受到重视，但仍有很大的提升空间。如宫庆友等［24］研究提出，甜玉米育种在提高产量的同时应该把品质放在首位，随着人们生活质量的提高，高品质甜玉米产品将受到更多消费者的青睐，因此，今后选育高端特色和营养型优质品种是未来我国甜玉米的重要方向，以促进我国甜玉米产业不断升级、满足市场多元化需求［25］。

4 结论

本研究通过对2009—2019 年广东省区域试验品种的农艺性状、经济性状、抗病性及综合品质等主要性状比较分析，结果表明，参试品种的株高平均增加15 cm 左右，穗位高稳定在68 cm左右，平均茎粗接近2.0 cm；穗长有一定程度的增加、平均增幅在1.5 cm，穗粗和鲜苞产量增加趋势明显，每667m2平均单产达到1 088.5 kg，协调了产量构成各因素之间的关系，促使产量能够逐步提高，因此广东甜玉米育种在这些性状的改良上取得了明显的成效。品种抗病性的好坏是制约品种应用的重要因素之一，十多年来甜玉米区试品种对小斑病有较好的抗性，可达中抗以上，但近3 年育成品种对纹枯病的抗性级别有所降低，应引起重视。随着消费水平的提高，甜玉米品质育种也在逐步得到关注，优质品种占参试品种的比例增幅明显，达30%以上，其品质育种在加强，但仍有很大的提升空间。综合来看，今后甜玉米选育在追求高产的目标下，应加速向高端特色、品质营养价值高、抗性强、适应性广等复合性目标迈进，以满足更多消费者的需求，促进我国甜玉米产业的高质量发展。