10 個宜機收夏玉米品種莖稈抗倒特性比較

李中建，許洛，鄭書海，馮健英

（石家莊市農林科學研究院，河北 石家莊 050041）

玉米是河北省種植面積最大的糧食作物，每年七八月河北省都有不同程度的暴風雨天氣，極易造成玉米大面積倒伏。倒伏不僅造成玉米減產，還對玉米機械化收獲產生巨大阻礙，因此抗倒性成為考量玉米品種特性的重要指標之一[1～6]。適宜機械化收獲子粒的夏玉米品種更是對抗倒性有著嚴格要求，馮健英等[7]認為，成熟時倒伏與倒折率之和不超過8%，成熟10 d 后倒伏與倒折率之和不超過10%，才能滿足機械收獲子粒的條件。眾多學者對玉米倒伏的成因以及抗倒性評價方法進行了研究[8～13]，發現玉米莖稈穿刺強度與莖稈抗倒伏倒折能力具有高度的相關性，能夠反映玉米品種抗倒伏能力的差異，可以作為玉米品種抗倒性鑒定的評價指標和玉米抗倒伏品種選擇的農藝性狀指標[14～16]。研究表明，莖稈穿刺強度檢測的關鍵時期是玉米抽雄前7 d 至吐絲期，鑒定的關鍵部位是基部第3～6 節[17，18]，穿刺強度和折斷力度均以莖稈基部第3 節的差異最為顯著[16]。以近幾年通過審定或待審定的宜機收子粒夏玉米新品種或新組合為試驗材料，通過測定抽雄期、灌漿期、蠟熟期的莖稈穿刺強度和壓彎力度對其抗倒性進行比較，旨為篩選出適合河北省中南部推廣種植的適宜機械化收獲子粒的夏玉米新品種。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018 年在石家莊市農林科學研究院趙縣實驗基地進行。試驗區土壤肥沃，灌溉便利，土質輕壤土。前茬作物為小麥。小麥收獲后0～20 cm 土壤養分含量為有機質20.4 g/kg、堿解氮107.1 mg/kg、速效磷18.99 mg/kg、速效鉀142.5 mg/kg，pH 值7.34，電導率104.9 μs/cm。

1.2 試驗材料

參試材料為近幾年通過審定或者待審定的適宜機械化收獲子粒的夏玉米新品種或新組合（表1），共計10 份。對照品種為鄭單958 和先玉335，這2 個品種是目前河北省夏播區推廣面積較大的品種，抗倒性均較為突出。其中，鄭單958 表現為中前期抗倒性最強，蠟熟期稍差；先玉335 表現為苗期到抽雄期抗倒性稍差，中后期極強。

表1 參試夏玉米材料及其育種單位Table 1 Summer maize materials and their breeding units

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 6 月12 日等行距播種玉米，行距0.6 m，種植密度7.5 萬株/hm2。試驗設12 個品種處理，其中鄭單958 和先玉335 為CK。小區面積24 m2（行長5 m，8 行/區），每小區種植1 個品種，隨機區組排列，3 次重復。試驗地周圍種植不少于6 行的保護行。播種前底施氮肥（N）90kg/hm2、磷肥（P2O5）48kg/hm2、鉀肥（K2O） 120 kg/hm2；大喇叭口期追施氮肥（N）210 kg/hm2。其他田間管理水平高于一般試驗田。

1.3.2 測定項目與方法 分別在8 月10 日（抽雄期）、9 月10 日（灌漿期） 和9 月25 日（蠟熟期），每小區連續選擇生長正常的玉米植株5 株，貼近地面割下地上部，立即帶入實驗室。利用YYD-1 型莖稈強度測定儀，測定玉米莖稈的穿刺強度和壓彎力度。

穿刺強度測定。將玉米莖稈外的葉鞘剝干凈，放在莖稈強度測定儀的工作臺面上，用橫截面積為0.01 mm2的探頭在莖稈扁莖中部勻速下壓，讀取瞬時刺穿莖稈表皮部的顯示數值（單位：N/mm2）。依次測定莖稈第3～6 節各個莖節的莖稈強度。

壓彎力度測定。將玉米莖稈的第3 節放在莖稈強度測定儀的工作臺面上，用橫截面積為0.5 cm2的弧形探頭在莖稈扁莖中部勻速下壓，讀取莖稈彎折時的顯示數值（單位：N）。

1.3.3 數據處理 采用DPS 數據處理系統對參試玉米品種進行抗倒性聚類分析；利用Microsoft Excel 2007軟件進行數據統計分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 玉米品種的抗倒性聚類分析

勾玲等[17，18]研究表明，玉米抽雄期第3～6莖節平均穿刺強度高于30.0 N/mm2可以作為評價抗倒伏品種的參考指標。參試玉米品種抽雄期第3～6 莖節的穿刺強度平均值為43.2～99.9 N/mm2（表2），均高于該參考指標，表明本研究利用的12 個玉米試材均為抗倒伏品種。其中，德美亞3 號平均穿刺強度最高，其次是衡玉1702（97.8 N/mm2） 和同德139（90.4 N/mm2）；先玉047 平均穿刺強度最低。

對12 個參試玉米品種抽雄期、灌漿期和蠟熟期第3～6 莖節各個節間的穿刺強度數據（表2） 以及第3 莖節節間的壓彎力度數據（表3） 進行標準化轉換，采用卡方距離相似尺度，以離差平方聚類方法進行聚類分析。結果（圖1） 顯示，當閾值為4.04 時，可將12 個參試品種分為2 類：聯創808、迪卡517、同德139、萬盛106、德美亞3 號、衡玉1702、先玉047和舍玉D101 為抗倒性強的品種；鄭單958（CK1）、張1453、京農科728 和先玉335（CK2） 為抗倒性弱的品種。

2.2 參試玉米品種同一生育時期不同莖節的穿刺強度比較

參試玉米品種在同一生育時期各莖節穿刺強度均表現為第3 莖節最高；同一莖節穿刺強度平均值表現為第3 莖節＞第4 莖節＞第5 莖節＞第6 莖節，這與劉衛星等[16]的研究結果相吻合。抗倒性強的玉米品種，在同一生育時期各莖節穿刺強度不僅表現為第3 莖節最高，而且各莖節穿刺強度的平均值也表現較高，不同莖節穿刺強度變化的幅度較小。

表2 參試玉米品種主要生育期不同莖節的穿刺強度Table 2 Puncture strength of different stems of tested maize varieties at the main growth period （N/mm2）

表3 參試玉米品種主要生育期第3 莖節的壓彎力度Table 3 Bending strength of the third nodes of maize varieties at the main growth period （N）

圖1 玉米品種抗倒性聚類分析圖Fig.1 Cluster analysis of lodging resistance of maize varieties

2.3 參試玉米品種同一生育時期的穿刺強度比較

抽雄期，參試品種第3 莖節的穿刺強度差異顯著（圖2），指標值居前3 位的品種依次是德美亞3 號（114.5 N/mm2）；衡玉1702（103.9 N/mm2） 和同德139（101.7 N/mm2）。第3～6 莖節穿刺強度平均值居前3位的品種也依次是德美亞3 號（99.9 N/mm2）、衡玉1702（97.8 N/mm2） 和同德139（90.4 N/mm2）。表明在抽雄期德美亞3 號、衡玉1702 和同德139 的抗倒性強于其他品種。

圖2 抽雄期參試玉米品種不同莖節的穿刺強度比較Fig.2 Comparison of puncture strength of different nodes at tassel stage of maize varieties

灌漿期，參試玉米品種第3 莖節的穿刺強度差異不顯著（圖3），指標值居前3 位的品種依次是萬盛106（128.3 N/mm2）、德美亞3 號（126.9 N/mm2） 和聯創808（110.9 N/mm2）；第3～6 莖節穿刺強度平均值居前3 位的品種依次是萬盛106（108.8 N/mm2）、德美亞3 號（104.6 N/mm2）、先玉047（95.9 N/mm2），聯創808（95.7 N/mm2） 略低于先玉047 居第4 位。表明在灌漿期萬盛106、德美亞3 號、先玉047 和聯創808的抗倒性強于其他品種。

圖3 灌漿期參試玉米品種不同莖節的穿刺強度比較Fig.3 Comparison of puncture strength of different nodes at filling stage of maize varieties

蠟熟期，參試玉米品種第3 莖節的穿刺強度差異顯著（圖4），指標值居前3 位的品種依次是衡玉1702（133.9 N/mm2）、先玉047（131.8 N/mm2） 和舍玉D101（120.5 N/mm2）；第3～6 莖節穿刺強度平均值居前3 位的品種依次是先玉047（110.7 N/mm2）、衡玉1702（110.3 N/mm2） 和舍玉D101（95.1 N/mm2）。表明在蠟熟期衡玉1702、先玉047 和舍玉D101 的抗倒性強于其他品種。

圖4 蠟熟期參試玉米品種不同莖節的穿刺強度比較Fig.4 Comparison of puncture strength of different nodes at wax maturity stage of maize varieties

2.4 參試玉米品種不同生育期的壓彎力度比較

2.4.1 同一玉米品種不同生育時期的壓彎力度 同一玉米品種在不同生育時期，第3 莖節的壓彎力度存在差異（圖5）。表明同一玉米品種不同生育時期的抗倒能力不同。其中，鄭單958、先玉047、京農科728、迪卡517、德美亞3 號、舍玉D101 和先玉335 表現為蠟熟期的抗倒能力強于灌漿期和抽雄期；聯創808、萬盛106 和張1453 表現為灌漿期的抗倒能力強于抽雄期和蠟熟期；衡玉1702 和同德139 表現為抽雄期的抗倒能力強于灌漿期和蠟熟期。

圖5 參試玉米品種不同生育時期的第3 莖節壓彎力度Fig.5 Bending strength of the 3rd stalk during different growth period of maize varieties

2.4.2 不同玉米品種同一生育時期的壓彎力度 不同玉米品種在同一生育時期，第3 莖節的壓彎力度存在差異。表明在同一生育時期參試玉米品種的抗倒能力不同。在抽雄期衡玉1702 和同德139 的抗倒能力明顯強于其他品種，這與抽雄期的莖節穿刺強度比較結果基本一致；在灌漿期衡玉1702、聯創808、萬盛106、先玉047 和張1453 的抗倒能力明顯強于其他品種，這與灌漿期的莖節穿刺強度比較結果基本一致；在蠟熟期衡玉1702、先玉047 和先玉335 的抗倒能力明顯強于其他品種，這與蠟熟期的莖節穿刺強度比較結果基本一致。

3 結論與討論

以近幾年通過審定或者待審定的10 個適宜機械化收獲子粒的夏玉米品種或品系為試材，以河北省夏播區推廣面積較大且抗倒性較為突出的鄭單958 和先玉335 為對照，分別在抽雄期、灌漿期和蠟熟期，對其莖稈的第3、4、5、6 莖節穿刺強度以及第3 莖節的壓彎力度進行測定與比較，并對參試品種的抗倒性進行了聚類分析。結果表明，聯創808、迪卡517、同德139、萬盛106、德美亞3 號、衡玉1702、先玉047和舍玉D101 為抗倒性強的玉米品種，鄭單958、張1453、京農科728 和先玉335 為抗倒性弱的玉米品種。其中，衡玉1702、萬盛106、先玉047 和德美亞3 號的抗倒性更加突出。

同一玉米品種，不同生育時期的抗倒能力不同；同一生育時期，不同玉米品種的抗倒能力存在差異[19]。各參試玉米品種的抗倒特性比較結果可以為適宜機械化收獲子粒的夏玉米新品種篩選提供理論參考。7 月下旬至8 月上旬為河北省中南部多雨季節，常出現大風、暴雨等極端性天氣，而此時玉米生長正處于抽雄期前后，如果受災發生倒伏、倒折，將造成玉米減產甚至絕收。所以，應篩選抽雄期抗倒伏能力強的玉米品種。適宜機械化收獲子粒的夏玉米品種還要求成熟后期仍能保持較強的抗倒性，所以，還應選擇蠟熟期抗倒能力強的玉米品種。抗倒性只是篩選適宜機械化收獲子粒夏玉米新品種要求的重要指標之一，還要與品種的生育期、抗病性、豐產性和子粒收獲時的含水率等指標綜合考量[20～22]，這需要在今后的工作中繼續研究，以篩選出適合河北省中南部推廣種植的適宜機械化收獲子粒的夏玉米新品種。