玉米在不同盐碱条件下的农艺性状表现与相关性分析

马信飞，赵吉春，赵建风，郝曦煜，徐立朋，程微娜

（1.吉林省白城市农业科学院，吉林 白城 137100；2.吉林农业大学，吉林 长春 130118；3.黑龙江飞鹤乳业有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 230200；4.白城市动物疫病预防控制中心，吉林 白城 137099）

以白城地区为代表的吉林省松嫩平原，有着大面积盐碱土地，受气候及人为因素影响，生态环境脆弱，已经对白城地区的生态环境与经济发展构成严重威胁。加快玉米耐盐碱品种选育，能有效利用西部地区盐碱化土壤，使吉林省西部生态环境得到恢复和改善，也会直接推动贫困地区经济发展，对保障国家粮食安全具有重要意义。

育种界普遍使用的耐盐碱育种方法主要有以下几种。1)现代基因工程。用转基因、基因编辑等现代科技手段直接从遗传物质水平提升耐盐碱能力。但是，由于植物耐盐碱能力是由多个单一性状综合而成的多基因互作的数量性状，以目前的技术还很难在不影响原农艺性状的基础上直接加入耐盐碱的互作基因群[1]；2)人工诱导突变。用真空、辐射、失重等条件人工诱导产生突变体，从突变体中选择耐盐碱型。此技术存在方向随机、工作量大、遗传不稳定的缺点[2]；3)远缘杂交。用野生的耐盐近源种或耐盐远缘种进行杂交，需克服远缘杂交不亲和、耐盐表达受抑制、其他性状受抑制等不利因素[3]；4)现有种质资源选育。同一作物的不同品种的耐盐碱能力不同，利用杂交选系技术可在一定程度上增强耐盐性。相对来说，利用现有种质资源选育耐盐碱品种是最方便、快捷且低成本的方法[4]。

在不同盐碱度条件下，玉米有着不同的农艺性状表现，对不同处理与玉米综合农艺性状显著性和相关性进行分析，可以得出盐碱度对玉米农艺性状影响程度；对不同处理的玉米同一农艺性状之间的相关性进行分析，得出盐碱条件对玉米农艺性状影响的趋势[5-6]。本试验旨在通过分析比较在不同盐碱度条件下玉米各种农艺性状的变化，指导玉米耐盐碱品种选育工作，为白城地区盐碱地发展利用夯实基础，也助力白城地区脱贫攻坚战略顺利实施。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

供试玉米材料由白城市农业科学院提供，共计30 份，编号Y1—Y30。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

本试验设3 组盐碱度梯度作为不同处理。

处理1：白城市农业科学院试验基地，为正常地块，作对照组；

处理2：洮南市车力蒙古族乡试验点，为1 度盐碱，pH 值8.7，全盐量1.296 g/kg；

处理3：白城市农业科学院镇南试验基地，为2 度盐碱，pH 值9.3，全盐量2.124 g/kg。

试验组内完全随机排列，每个处理设3 次重复，调查并记录2022 年和2023 年的数据。

1.2.2 田间管理

基于3 个试验点均位于白城地区，除降水外气候条件基本相同。3 个试验点土地前秋翻、耙地，春起垄、镇压。于5 月初进行同期播种，人工手持单穴播种器，穴播3 粒，试验小区为2 行区，行长5 m，行距0.6 m，种植密度6 万株/hm2，播后灌水；5—9 月进行常规田间管理和生育期调查；10 月收获、取样；10 月中旬进行脱粒、测产、考种的数据收集；10 月下旬进行数据汇总、分析。其中，3 个试验点底肥均施用施磷酸二铵300 kg/hm2、钾肥150 kg/hm2、尿素100 kg/hm2；追肥均施尿素350 kg/hm2；做好三铲三趟。病虫草害防治措施相同，施用莠去津加苯唑草酮进行苗后杂草防除；于6 月下旬无人机喷施1 次杀虫剂。水分管理以满足玉米正常生长发育为准[7-8]。

1.2.3 农艺性状测定

本试验共测定9 项主要农艺性状，包括株数、株高、茎粗、叶片数、叶面积、穗长、穗行数、百粒重、穗数[9]。

株数即收获时小区株数；株高即从地面至植株最高点的高度；茎粗指地上第3 节中部直径；叶片数即收获时有效叶片数；叶面积即棒三叶叶面积平均值；穗数即小区总收获穗数。

1.3 数据处理

记录2022 年和2023 年的综合数据，用Excel 2010 进行农艺性状的数据整理归纳，用SPSS 21.0 进行数据显著性和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 试验结果

1)株数。对照组中的30 份材料的株数均为36 株，是玉米在正常土壤条件下的正常表现；1 度盐碱条件下30 份材料株数为32～36 株；而2 度盐碱条件下30 份材料的株数为24～34 株，2 度盐碱条件下，株数显著减少。

2)株高。对照组30 份材料的株高为162～192 cm，平均值为174.53 cm；1 度盐碱条件下30 份材料株高为139～174 cm，平均值为158.03 cm；2 度盐碱条件下30 份材料株高为123～157 cm，而平均值则为145.29 cm。

3)茎粗。对照组中30 份材料的茎粗为2.10～2.86 cm，平均值为2.50 cm；1 度盐碱条件下30 份材料茎粗为2.00～2.74 cm，平均值为2.35 cm；2 度盐碱条件下30 份材料茎粗为1.82～2.46 cm，平均值为2.16 cm。

4)叶片数。对照组中30 份材料的叶片数为12～15 片，平均值为13.73 片；1 度盐碱条件下30 份材料的叶片数为11～15 片，平均值为13.2 片；2 度盐碱条件下30 份材料的叶片数为9～12 片，平均值为10.33 片。

5)叶面积。对照组中的30 份材料的叶面积为1 386～1 506 cm2，平均值为1 452 cm2；1 度盐碱条件下30 份材料的叶面积为1 165～1 346 cm2，平均值为1 251 cm2；2 度盐碱条件下30 份材料叶面积为864～1 044 cm2，平均值为946 cm2。

6)穗长。对照组30 份材料的穗长为20～28 cm，平均值为24.1 cm；1 度盐碱条件下30 份材料穗长为19～26 cm，平均值为22.1 cm；2 度盐碱条件下30 份材料穗长为16～22 cm，平均值为19.3 cm。

7)穗行数。对照组中的30 份材料的穗行数为10～16 行，平均值为12.26 行；1 度盐碱条件下30 份材料穗行数为10～16 行，平均值为12.26 行；2 度盐碱条件下30 份材料穗行数为8～14 行，平均值为11.13 行。

8)百粒重。对照组中30 份材料的百粒重为22.4～36.8 g，平均值为28.5 g；1 度盐碱条件下30 份材料百粒重为22.0～36.5 g，平均值为28.0 g；2 度盐碱条件下30 份材料百粒重为21.0～36.4 g，平均值为27.8 g。

9)穗数。对照组中30 份材料的穗数为36 穗，是玉米在正常土壤条件下的正常表现；1 度盐碱条件下30 份材料穗数为28～36 穗，平均值为33.6 穗；2 度盐碱条件下30 份材料穗数为15～34 穗，平均值为23.8 穗。

2.2 玉米农艺性状与盐碱度相关性及其分析

由表1 可看出，1 度盐碱（处理2）农艺性状受损程度：叶面积＞株高＞株数＞穗数＞穗长＞茎粗＞叶片数＞百粒重，穗行数没有变化。2 度盐碱（处理3）农艺性状受损程度：叶面积＞株数＞穗数＞叶片数＞株高＞穗长＞茎粗＞穗行数＞百粒重。株数、株高、茎粗随盐碱度升高而极显著下降；叶片数在不同盐碱度条件下均显著减少；叶面积随盐碱度升高而极显著减小；穗长随盐碱度升高而极显著下降；1 度盐碱条件下穗行数不受影响，2 度盐碱条件下穗行数极显著减少；1 度盐碱条件下百粒重降低，但不显著，2 度盐碱下百粒重降低，相较于对照组，其显著性有所增加，但依然不显著；收获穗数随盐碱度升高而极显著减少。

表1 玉米农艺性状与盐碱度相关性

3 讨论与结论

3.1 讨论

随着玉米植株受盐碱胁迫程度加剧，各个农艺性状都受到一定程度的影响，且1 度盐碱与2 度盐碱对玉米农艺性状影响的趋势不同，证明盐碱对玉米影响呈现不同的曲线模型；同一个玉米品种的各种农艺性状对盐碱耐受程度不同，在实际育种过程中应该参考木桶理论，由所有农艺性状中对盐碱耐受力最弱的性状决定植株整体适宜的盐碱度；土壤盐碱化对玉米产量性状影响较大，对质量性状影响相对较小，特别是在低盐碱度条件下。因此，土壤盐碱化严重制约了玉米产量和质量的提高，亟须改良盐碱地。

3.2 结论

土壤盐碱化对植株的影响是全方面的，极显著影响玉米的各农艺性状。耐盐碱育种时需要考虑实际盐碱程度，2 度盐碱与1 度盐碱条件下最适宜种植的玉米品种不同。耐盐碱育种时，1 度盐碱条件选择权重：叶面积＞株高＞株数＞穗数＞穗长＞茎粗＞叶片数＞百粒重＞穗行数；2 度盐碱条件选择权重：叶面积＞株数＞穗数＞叶片数＞株高＞穗长＞茎粗＞穗行数＞百粒重。玉米不同性状对土壤盐碱敏感度为选育耐盐碱玉米品种提供了选育依据。

4 结束语

目前，不管是在我国，还是在全世界，很多育种家的目光都聚焦于玉米耐盐碱品种选育。一方面是从环保角度来看，可以改善盐碱地的生物类群，增加生物多样性，有利于盐碱地恢复；另一方面是从粮食安全角度来看，目前世界上一些国家和地区之间摩擦、冲突不断，给世界粮食安全带来了很大的威胁，在和平地区，单产增幅不大的情况下，要想实现粮食增产，必须要增加种植面积，这种情况下，对盐碱地的利用显得尤为重要。盐碱地的改良利用不仅可以促进我国农业发展，而且可以在很大程度上保障我国粮食安全。