5个青贮玉米品种抗逆性综合评价

摘 要：研究以开青1号、开玉6号、开青219、开青239、雅玉青贮8号等5个青贮玉米品种为试验对象，对其产量和品质，以及其在高温胁迫下的花粉活性与在干旱胁迫下的产量表现进行比较分析。结果表明，开青1号、开玉6号、开青219的生物产量及各项品质指标表现均优于对照（雅玉青贮8号），具有较高的生物产量及优良的品质；在高温胁迫下，开青1号、开玉6号和开青219的花粉表现出较强的耐高温能力，但雅玉青贮8号的花粉活性较弱，开青239表现出对高温敏感特性；在干旱胁迫下，开青1号、开玉6号表现出较强的抗旱能力，开青219表现出中等抗旱能力，雅玉青贮8号的抗旱能力较弱，而开青239表现为对干旱敏感。试验结果可为旱区青贮玉米抗逆品种选育和改良提供实践和理论依据。

关键词：青贮玉米；生物产量；耐热性；抗旱性

中图分类号：S513；S548 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2025）1-90-5

DOI：10.19345/j.cnki.xckj.1674-7909.2025.01.015

0 引言

全株青贮玉米饲料已成为世界范围内奶牛养殖中重要和流行的饲料［1］。青贮玉米不仅可以为反刍动物提供较高的能量，且木质素含量低，能够提供更多的易消化营养物质［2］。与其他青贮饲料作物相比，青贮玉米具有较低的收获成本、较小的生产风险及可收获作为饲料或谷物等特点［3-4］。青贮玉米成本效益突出，主要得益于其较高的干物质产量及单位面积产量［5］。培育和种植青贮玉米可以满足玉米产业均衡发展和畜牧业发展对饲料的需求，能有效缓解人畜争粮矛盾［6］。

然而，青贮玉米嗜热但不耐热，且不耐干旱。在全球气候变暖的大趋势下，极端天气事件的发生概率和强度大范围增加［7］，严重威胁青贮玉米的生长。气温的逐渐升高，降水的减少，降水模式的变化，对农业生产和生态稳定性造成了全球性的影响［8-9］。严重干旱通过对作物生长和土地肥力的负面影响，降低了作物产量［10-11］。1980—2015年，由于全球干旱，玉米产量下降了约40%［12］。预计到2100年，全球气温将不断上升［13］。

干旱和高温是严重制约我国玉米等作物生产的主要非生物胁迫［14-15］。高温经常与干旱同时发生，特别是在干旱易发地区。“热胁迫”“高温胁迫”在作物生长和发育阶段可能有所不同，但预计其频率和强度会增加［16］，影响不同的生理过程，严重威胁作物产量和品质［10］。探索作物的干旱和高温胁迫响应机制，增强作物耐旱性和耐热性，对提高作物产量具有重要意义［17-19］。研究以5个青贮玉米品种为试验对象，以筛选出耐热性和抗旱性强的品种，提高青贮玉米生产能力，从而推动畜牧业发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用适宜在黄淮海地区种植的5个青贮玉米杂交品种开展试验，包括开青1号、开玉6号、开青219、开青239、雅玉青贮8号。

1.2 试验设计

5个青贮玉米品种的产量与品质测定试验于2020年进行，抗旱性及花粉活性测定试验于2024年进行。其中，产量与品质测定试验和花粉活性测定试验在河南省开封市八里湾试验基地进行，种植方式为玉米-小麦连作，小麦秸秆进行还田处理；抗旱性试验在开封市农林科学研究院专用试验设施内进行。

1.2.1 产量与品质测定试验

该试验采用随机区组设计，设3个重复、5行区，行长6.7 m，行距0.6 m，每667 m2种植5 000株，穴播。青贮玉米于2020年6月同时播种，在乳线位置处于玉米籽粒1/2至3/4时进行全株收获。各处理田间管理措施相同。对照品种为雅玉青贮8号。

试验测定的品质指标包括淀粉含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量和粗蛋白含量，委托北京农学院植物科学技术学院进行检测。此外，在收获前对自然条件下各品种的田间表现进行调查。

1.2.2 花粉活性测定试验

在花粉活性测定试验中，于散粉高峰期（11：00左右），每个小区各取10株提前套袋的玉米花粉。将各试验小区花粉混合后，均分别放置在34 ℃、36 ℃、38 ℃、40 ℃的恒温干燥箱内；干燥处理1 h后，采用TTC法测定花粉活力［19］；将自然条件下（32 ℃）的花粉活性设置为对照，每个样品设置3组重复。

1.2.3 抗旱性测定试验

该试验在抗旱性试验棚内进行，试验地上方设有可推拉电动防雨棚，配备有灌溉设施。

为便于直观对比不同品种的抗旱性，试验设置了非干旱胁迫对照组。为了减少试验过程中其他因素的干扰，一次性施入底肥，并在出苗前保持各品种2组试验田土壤含水量一致。在青贮玉米生长过程中，视墒情补水，各品种2个处理的灌溉总量分别为7 500 m3/hm2和 3 500 m3/hm2。对5个供试玉米品种设置重复小区，行长3 m，行距0.6 m，每行15穴，单行2粒播种，各处理设置2 m的分水隔离区，其他田间管理措施与大田相同，调查各小区收获产量。

参考《玉米杂交种抗旱性鉴定评价技术规程》（DB41/T 1368—2017），对5个玉米品种进行全生育期抗旱性评估。抗旱系数、抗旱指数按照以下公式计算：

[DRC=Ya/Ym]" " " " " " " " " "（1）

[DRI=DRC×（Ya/Y-a）]" " " " " " " " " " "（2）

式（1）（2）中，DRC为参试品种的抗旱系数，DRI为参试品种的抗旱指数，[Ya]为参试品种的干旱胁迫处理产量，[Ym]为参试品种的非干旱胁迫处理产量，[Y-a]为所有参试品种的干旱胁迫处理平均产量。玉米抗旱性分为5级，从强到弱依次为：1级，极强，抗旱指数≥1.20；2级，强，1.00≤抗旱指数≤1.19；3级，中等，0.80≤抗旱指数≤0.99；4级，弱，0.60≤抗旱指数≤0.79；5级，极弱，抗旱指数≤0.59。

1.3 数据统计分析

采用GraphPad Prism 9.0.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 参试青贮玉米产量与品质比较分析

参试青贮玉米品种产量测定结果如表1所示。其中，开青1号每667 m2鲜质量为3 925.9 kg，每667 m2生物产量为1 407.83 kg；开玉6号每667 m2鲜质量为3 817.1 kg，每667 m2生物产量为1 398.82 kg；开青219每667 m2鲜质量为3 857.1 kg，每667 m2生物产量为1 341.56 kg；开青239每667 m2生物产量为1 296.69 kg。在每667 m2生物产量方面，开青1号、开玉6号、开青219、开青239分别比对照增产14.2%、13.5%、8.1%、5.2%，均具有较高的丰产性。

参试青贮玉米品种的品质测定结果如表1所示。开青1号、开玉6号、开青219、开青239等4个品种的中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量均低于对照（雅玉青贮8号）；开青1号、开玉6号、开青219、开青239的淀粉含量依次为30.4%、32.5%、32.1%和31.4%，均高于对照；开青1号、开玉6号、开青219的粗蛋白含量分别比对照高12.7%、11.3%和7.0%，开青239的粗蛋白含量与对照一致。综合来看，开青1号、开玉6号、开青219的生物产量和各项品质指标均优于对照品种，具有较高的推广应用价值。

2.2 高温胁迫对花粉活性的影响

以32 ℃自然条件下各品种的花粉活性为对照，在34 ℃、36 ℃、38 ℃和40 ℃下处理1 h后，开青1号、开玉6号和开青219的花粉活性均显著高于雅玉青贮8号和开青239，表明上述3个品种的花粉均具有较强的抗高温特性（见表2）。试验数据同时表明，高温胁迫严重影响参试玉米品种的花粉活力，34 ℃处理1 h 后，与各对照相比，雅玉青贮8号的花粉活性下降了5.8%，开青1号的下降了4.2%，开玉6号的下降了5.2%，开青219的下降了3.9%，开青239的下降了9%（显著下降）。升温至36 ℃胁迫1 h，雅玉青贮8号、开青1号、开玉6号、开青219和开青239的花粉活力依次下降至65.8%、73.1%、71.8%、68.7%和66.2%；在38 ℃胁迫1 h情况下，上述品种的花粉活力依次下降至43.3%、49.3%、50.4%、48.2%和41.6%；在40 ℃胁迫1 h情况下，5个青贮玉米品种的花粉活力下降更加明显，比对照依次下降了63.7%、58.6%、60.5%、61.4%和66.8%。综上所述，开青239的花粉对高温最敏感，而开青1号和开玉6号的花粉抗高温性能相对较高。

2.3 不同玉米品种的抗旱性比较

试验收集干旱胁迫与非干旱胁迫下5个品种的产量数据，计算5个品种的抗旱系数和抗旱指数，详见表3。由表3可知，开青239的抗旱系数为0.54，抗旱指数为0.37，抗旱性评价为极弱，与开青1号、开玉6号、开青219相比存在显著差异。其中，开青1号和开玉6号抗旱指数较高，分别为1.05和1.03，抗旱性均处于较强水平；开青219抗旱指数为0.83，抗旱性处于中等水平；雅玉青贮8号为4级抗旱级别，抗旱能力较弱。玉米的抗旱性遗传是由多个基因调控的，受其亲本抗旱性和遗传背景共同影响。为探究开青1号和开玉6号抗旱性较强的原因，对其亲本也进行了抗旱性评价，详见表4。研究结果表明，开青1号亲本K342和开玉6号亲本K614的抗旱评价结果均为强抗旱性。

3 结论与讨论

受大陆性季风气候影响，中国北方地区年降水量通常较低，当地农作物更容易受到高温和干旱影响［20-21］。高温和干旱对农作物产量的综合影响大于其各自的影响。随着干旱和高温天气规模、持续时间和频率的同步增加，与个别事件相比，这些综合事件可能会对农业生产产生更大的影响［22］。研究表明，高温会引起玉米的一些分子和生理问题［23-24］，包括花粉活力、籽粒灌浆、淀粉含量、授粉后的理化性质、光合作用、结实率、丙二醛含量、抗氧化酶活性等方面［25-28］。因此，研究干旱和高温对中国北方地区作物产量的影响非常重要。

随着我国综合国力的提高，我国种植业向“粮-经-饲”三元结构发展，畜牧业也实现同步快速发展［29-30］，青贮玉米得到了应用与发展。选用优质、高产、抗逆性强的青贮玉米品种已经成为保障我国经济健康发展和粮食生产安全的重要一环［31-32］。研究通过对开青1号、开玉6号、开青219、开青239、雅玉青贮8号等5个青贮玉米品种进行比较分析，发现开青1号、开玉6号和开青219的花粉表现出较强的耐高温能力，雅玉青贮8号的耐高温能力较弱，开青239对高温敏感；开青1号和开玉6号表现出较强的抗旱能力，开青219表现出中等抗旱能力，雅玉青贮8号的抗旱能力较弱，开青239对干旱敏感；开青1号和开玉6号的亲本K342、K614也表现出强抗旱性，证实了选择合适的亲本组合是提高杂交玉米抗旱性的关键。

研究发现开青1号、开玉6号、开青219、开青239与对照雅玉青贮8号相比，均具有较高的生物产量和更优的品质，雅玉青贮8号表现出较弱的抗高温干旱特性，开青1号和开玉6号表现出较高的生物产量、优异的品质及抗高温干旱特性，开青219表现出较高的生物产量、优异的品质及中等的抗高温干旱特性，开青1号表现出较高的生物产量、优异的品质和高温干旱敏感特性。

参考文献：

［1］张帅，曲永利，殷术鑫，等.不同添加剂处理的全株玉米青贮对泌乳奶牛生产性能及经济效益的影响［J］.中国饲料，2020（19）：32-35.

［2］李丹宁，刘琪琪，万懿琦，等.12个青贮玉米苗期抗旱性综合评价［J］.山东农业大学学报（自然科学版），2024，55（1）：23-30.

［3］袁曼曼.青贮玉米饲料在猪养殖中的饲喂优势［J］.猪业科学，2023，40（1）：93-94.

［4］田子虹.全株玉米青贮的优点与玉米品种的特性［J］.当代畜牧，2016（30）：64.

［5］梁盈.云南丘陵地区青贮玉米的经济效益分析［J］.中国农业文摘-农业工程，2023，35（2）：59-63.

［6］樊有鹤，岳思妤，南志标，等.我国玉米种业与产业政策演进及其对草地农业发展的启示［J/OL］.草业学报，（2024-12-17）［2024-12-20］.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/62.1105.S.20241216.1639.022.html.

［7］陈发虎，黄伟，靳立亚，等.全球变暖背景下中亚干旱区降水变化特征及其空间差异［J］.中国科学：地球科学，2011，41（11）：1647-1657.

［8］LESK C，ROWHANI P，RAMANKUTTY N.Influence of extreme weather disasters on global crop production［J］.Nature，2016，529（7584）：84.

［9］米娜，蔡福，吴航，等. 高温干旱对玉米生长发育及产量构成影响的研究进展［J/OL］.沙漠与绿洲气象，（2024-11-01）［2024-12-17］.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/65.1265.P.20241101.1052.002.html.

［10］BARNABÁS B，JÄGER K， FEHÉR A.The effect of drought and heat stress on reproductive processes in cereals［J］.Plant Cell amp; Environment， 2010， 31（1）：11-38.

［11］康绍忠.水安全与粮食安全［J］.中国生态农业学报，2014，22（8）：880-885.

［12］DARYANTO S， WANG L X， JACINTHE P A. Global synthesis of drought effects on maize and wheat production ［J］.PloS one，2016，11（5）：e0156362.

［13］PATZ J A， FRUMKIN H，HOLLOWAY T，et al.Climate change：challenges and opportunities for global health［J］.JAMA，2014，312（15）：1565-1580.

［14］ZHU X，LIU T，XU K，et al.The impact of high temperature and drought stress on the yield of major staple crops in northern China［J］.Journal of environmental management， 2022，314：115092.

［15］ZHU X ， XU K ， LIU Y，et al.Assessing the vulnerability and risk of maize to drought in China based on the AquaCrop model［J］.Agricultural Systems， 2021， 189（1-3）：103040.

［16］MARIAS D E， MEINZER F C， WOODR-

UFF D R， et al.Thermotolerance and heat stress responses of Douglas-fir and ponderosa pine seedling populations from contrasting climates［J］. Tree Physiology，2017，37（3）：301-315.

［17］郝俊杰，李永强，刘佳中，等.4个玉米品种抗逆性的比较分析［J］.安徽农业科学，2020，48（5）：43-47.

［18］刘小伟.我国玉米育种面临的挑战及机遇浅析［J］.南方农业，2018，12（9）：145-146.

［19］王艳哲，崔彦宏，张丽华，等.玉米花粉活力测定方法的比较研究［J］.玉米科学，2010，18（3）：173-176.

［20］王伟明，潘欣，孔德平，等. 我国作物多性化时空变化特征及影响因素 ［J/OL］. 中国农业科技导报，（2024-12-03）［2024-12-17］. https：//doi.org/10.13304/j.nykjdb.2024.0086.

［21］陈杰，高珊.气候变化对粮食产出与技术效率的影响：河北省玉米生产为例［J］.粮食科技与经济，2024，49（5）：28-33.

［22］POTOPOVÁ V， TRNKA M ， HAMOUZ P，et al.Statistical modelling of drought-related yield losses using soil moisture-vegetation remote sensing and multiscalar indices in the south-eastern Europe［J］.Agricultural Water Management， 2020， 236：106168.

［23］王涛，冯敬磊，张翠.高温胁迫影响玉米生长发育的分子机制研究进展［J］.植物学报，2024，59（6）：963-977.

［24］LIZASO J I， RUIZ-RAMOS M，RODRÍG-

UEZ， L，et al.Impact of high temperatures in maize： Phenology and yield components［J］.Field Crops Research， 2018， 216：129-140.

［25］祁伟.夏玉米高温热害和早衰防控管理措施［J］.河南农业，2024（23）：54.

［26］EDREIRA J I R ，MARÍA E. OTEGUI.Heat stress in temperate and tropical maize hybrids： differences in crop growth， biomass partitioning and reserves use［J］.Field Crops Research， 2012， 130：87-98.

［27］闫恒宇，李朝霞，李玉斌.高温对玉米生长的影响及中国耐高温玉米筛选研究进展［J］.植物学报，2024，59（6）：1007-1023.

［28］JANERO D R .Malondialdehyde and thiobarbituric acid-reactivity as diagnostic indices of lipid peroxidation and peroxidative tissue injury［J］.Free Radical Biology amp; Medicine， 1990， 9（6）：515-540.

［29］张文娥.农户对“粮改饲”试点政策的响应机制及其效应研究［D］.咸阳：西北农林科技大学，2024.

［30］王加亭，撒多文，邵麟惠，等.调整优化农业结构，加快饲草产业发展［J］.草业学报，2025，34（2）：211-220.

［31］张卫星，赵致，朱德峰，等.水分和N胁迫下玉米杂交种的抗逆性及综合评价［J］.干旱地区农业研究，2005（5）：17-24.

［32］赵天宏，沈秀瑛，杨德光，等.灰色关联度分析在玉米抗旱生理鉴定中的应用［J］.辽宁农业科学，2003（1）：1-4.

Comprehensive Evaluation of Stress Resistance of Five Silage

Maize Hybrids

WU Zhanqing1 Wang Yuxi1 LI Haoyuan1 LI Baozhu2 ZHAO Xiang2 WANG Zhenyun3

CHEN Wei

1.Kaifeng Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Kaifeng 475004， China; 2.State Key Laboratory of Crop Stress Adaptation and Improvement， Henan University， Kaifeng 475004， China；3.Henan Qiule Seed Industry and Technology LTD.， COM.， Zhengzhou 450002， China

Abstract： In order to screen silage maize hybrids with strong heat and drought resistance， this study compared and analyzed the yield and quality of five silage maize hybrids， including Kaiqing 1， Kaiyu 6， Kaiqing 219， Kaiqing 239， and Yayu Silage 8， as well as their pollen activity under heat stress and yield performance under drought stress. The research results showed that the biological yield and various quality indicators of Kaiqing 1， Kaiyu 6， and Kaiqing 219 were better than the control （Yayu 8）， and the three varieties had high biological yield and excellent quality; Under high temperature stress， the pollen activity of Kaiqing 1， Kaiyu 6， and Kaiqing 219 showed strong heat tolerance， but the pollen activity of Yayu Silage 8 was weak， and Kaiqing 239 exhibited high temperature sensitivity; Under drought stress， Kaiqing 1 and Kaiyu 6 showed strong drought resistance， Kaiqing 219 showed moderate drought resistance， Yayu Silage 8 had weaker drought resistance， and Kaiqing 239 showed sensitivity to drought. The experimental results can provide materials and a theoretical basis for the breeding and improvement of stress resistant varieties of silage maize in arid areas.

Key words： silage maize; biological yield; heat resistance; drought resistance

基金项目：河南省中央引导地方科技发展专项（Z20221343006）。

作者简介：吴占清（1969—），男，本科，副高级研究员，研究方向：玉米遗传育种；王玉玺（1998—），女，硕士，初级研究员，研究方向：玉米遗传育种；李豪远（1993—），男，硕士，中级研究员，研究方向：玉米遗传育种；李保珠（1973—），男，博士，教授，研究方向：玉米遗传育种；赵翔（1982—），男，博士，副教授，研究方向：玉米遗传育种；王振云（1981—），男，硕士，助理研究员，研究方向：玉米遗传育种。

通信作者：陈威（1974—），男，博士，副高级研究员，研究方向：玉米遗传育种。