江蘇淮北地區29個玉米新品種耐高溫脅迫篩選

任仰濤 金彥剛 李輝暉 李珍富 楊永樂 趙其兵常東偉 滿錫玉 宋紅芳 夏中華

（1江蘇瑞華農業科技有限公司，宿遷223800；2江蘇省宿遷市宿城區農業技術推廣中心，宿遷223800）

玉米生長期間的異常高溫天氣可使玉米花粉活力嚴重降低[1]且嚴重影響玉米籽粒結實率[2]及產量相關的穗部性狀，顯著降低玉米穗長、穗粒數、百粒重等，并使玉米禿尖顯著增加[3]，最終導致玉米的嚴重減產[4-6]。玉米對高溫脅迫的響應存在明顯的基因型差異[3]，選育耐熱性品種是抵御高溫脅迫最經濟有效的方法。每年的7、8月份正值黃淮海夏玉米生長發育的旺盛階段，也是玉米形態建成、產量形成的關鍵階段。長時間、高強度的高溫天氣給玉米生產帶來嚴重影響，尤其是近幾年高溫影響越發明顯。因此對高溫脅迫的耐受性成為該地區玉米種植時必須要考慮的重要因素。

玉米對高溫脅迫的響應是一個復雜的過程，同時受多方面因素的影響。以往的研究多是人為控制溫度，難以模擬出自然條件下高溫的變化過程，因此也就很難得出玉米對自然高溫脅迫真實的自然應激反應。江蘇淮北地區地處黃淮海夏玉米區的南緣，毗鄰我國地理南北分界線，獨特的地理位置造就特殊的生態環境。相比黃淮海其他地區而言，該區域每年7、8月份高溫天氣持續時間更長，強度更大，這就對玉米品種的耐高溫脅迫能力提出了更高的要求，也為耐高溫玉米新品種的選育及推廣篩選提供了得天獨厚的條件。本試驗以近年來新選育的29個玉米新品種為材料，在充分發揮各品種的產量潛力的條件下，探索各品種在自然條件下耐高溫能力的差異，為本地區耐高溫品種的篩選、保障玉米生產安全提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 以近年來新選育的29個玉米新品種為供試材料，以鄭單958作對照（CK），供試種子由各育種單位提供，具體信息見表1。

1.2 試驗設計 試驗于2018年在江蘇宿遷瑞華農業淮北試驗站（34°20′N、118°22′E）進行，海拔26m，6-8 月平均氣溫 27．6℃，較往年偏高 1．8℃，極端高溫達到37℃，且極端高溫天氣數比往年偏多[7]。試驗地為潮土，地勢較為平坦，肥力中等偏上且均勻，前茬作物小麥。

試驗采用隨機區組設計，3次重復。小區面積20m2，5 行區，行長 6．67m，行距 0．6m，四周設保護行，各品種按照品種選育單位提供的最適密度種植，其中魯單 9088、瑞普 909、翔玉 998、機玉7號、強碩168、農華5號、美豫 22、MC708、先玉1466種植密度為 6．0 萬株 /hm2；雙惠 87、正弘 658、萬盛 106、裕豐512、愛農 007、聯研 155、江玉 898、秋樂 818、豐德存玉 13號、登海187、NK815、C1210、碩秋518、京農科 738、瑞華玉 288、鄭單 958（CK）種植密度為 6．75萬株/hm2；隆平259、華皖763、科騰918、東單1331種植密度為7．50萬株/hm2；鄭原玉432種植密度為8．25萬株/hm2。2018年6月15日人工點播，7月3日進行定苗。施基肥復合肥（15-15-15）600kg/hm2，大喇叭口期追施尿素300kg/hm2，其他管理措施與當地大田生產相同。成熟后于10月8日統一收獲。

表1 供試材料信息

1.3 測定指標與方法 調查各品種的抽雄、吐絲時間，并計算雌雄間隔期。抽雄期為各品種小區內50%以上的玉米植株雄穗抽出頂部葉片2cm的日期，吐絲期指小區內50%雌穗花絲露出苞葉2cm的日期，雌雄間隔期即為抽雄期與吐絲期的間隔天數。

散粉結束后，選擇各小區中間一行，從第3棵起連續計數10株雄穗分枝數，取平均值。乳熟后期，全區調查空稈率、畸形穗率及苞葉過短株率；空稈率：收獲時調查不結實果穗和果穗結實20粒以下的植株占全區總株數的百分率；畸形穗率：收獲時調查果穗畸形的植株占全區總株數的百分率；苞葉過短株率：收獲時調查穗軸裸露在外，苞葉包不嚴實的植株占全區總株數的百分率。成熟期選擇各小區中間一行，從第3株開始連續取10個果穗進行考種，考查果穗穗長、禿尖長。成熟后，各小區全區收獲，晾曬脫粒、稱重，并折算成標準水分（14%），進行計產，折算出每hm2產量。

1.4 數據統計與分析 采用Excel 2007和SPSS 18．0進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種的抽雄期、吐絲期及雌雄間隔期 玉米的抽雄期、吐絲期及抽雄吐絲間隔（雌雄間隔）存在明顯的基因型差異。由表2可知，抽雄期最早的是鄭原玉432，為8月2日，最遲的是農華5號和科騰918，為8月9日，時間相差7d。吐絲期最早的是鄭原玉432，為8月3日，最遲的則是愛農007，為8月13日，時間相差10d。雌雄間隔最小的為0，分別是雙穗87、翔玉998和美豫22；雌雄間隔最長的為5d，分別是愛農007和強碩168，而裕豐512和NK815雌雄間隔也較長，達到了4d，其余品種雌雄間隔 1～3d。

2.2 不同品種的雄穗分枝數 根據表2可知，在30個供試品種（含CK）中，平均雄穗分枝數為5．8個，鄭單958（CK）為9．4個；雄穗分枝數最多的是科騰918，達 12．0 個，最少的是 MC708，僅為 1．4 個；雄穗分枝數比鄭單958（CK）多的有3個品種，占供試品種數的10．3%，比鄭單958（CK）少的有26個品種，占供試品種數的89．7%。

表2 不同品種的抽雄期、吐絲期、雌雄間隔期及雄穗分枝數

2.3 不同品種的空稈率、畸形穗率和苞葉過短株率 由表3可知，鄭單958（CK）空稈率、畸形穗率及苞葉過短株率分別是0．6%、0和0，魯單9088、NK815、先玉1466和瑞華玉288表現較好，均為0。空稈率最高的是科騰918，達到9．4%，雙穗87和東單1331畸形穗率較高，分別達到11．4%和5．5%，其他品種無畸形穗。苞葉過短株率不同品種間差異較大，較高的是東單1331、正弘658、瑞普909 和翔玉 998，分別達到 54．0%、45．2%、32．5%和 28．8%。以空稈率≤ 2．0%、畸形穗率≤ 5．0%、苞葉過短株率≤5．0%的標準進行篩選，同時滿足上述指標的品種有隆平259、魯單9088、聯研155、鄭原玉432、秋樂818、豐德存玉13號、登海187、MC708、NK815、C1210、先 玉 1466、碩 秋 518、京農科738、瑞華玉288等14個，占29個新品種的 48．3%。

表3 不同品種的空稈率、畸形穗率和苞葉過短株率 （%）

2.4 穗部性狀及產量表現 根據表4數據可知，30個供試品種的平均穗長為18．9cm，平均禿尖長為1．7cm。其中穗長最長的是翔玉 998，為 21．6cm，最短的是裕豐512，為14．7cm。禿尖長最長的是江玉898，達到 3．8cm，禿尖長最短的為鄭單 958（CK），僅有 0．3cm。除鄭單 958（CK）外，29個供試品種中禿尖長≤2．0cm的品種有21個，占72．4%。

各品種產量間呈現出明顯的差異，30個供試品種每hm2的平均產量為9496kg，其中鄭單958（CK）產量為9479kg，產量居第19位；其中產量高于鄭單958（CK）的有18個，低于鄭單958（CK）的有11個，增產幅度較大的有C1210、鄭原玉432和瑞華玉288等，產量分別是10632kg、10349kg和10260kg，增產幅度分別達到 12．2%、9．2% 和 8．2% ；增產幅度≥3．0%的有11個品種，占29個新品種的36．7%。

表4 不同品種的穗部性狀及產量表現

3 結論與討論

通過對本研究的29個供試材料從與高溫脅迫相關的雌雄間隔期、果穗禿尖長、空稈率、畸形穗率、苞葉過短株率及增產幅度等多方面的研究，能夠滿足雌雄間隔期≤3d、禿尖長≤2．0cm、空稈率≤ 2．0%、畸形穗率≤ 5．0%、苞葉過短株率≤ 5．0%、增產幅度≥3．0%各指標要求的品種有C1210、鄭原玉 432、瑞華玉 288、京農科 738、隆平 259、碩秋518、MC708、登海187、先玉 1466等。這 9個品種表現出良好的豐產性及高溫脅迫耐受性，在江蘇淮北地區具有良好的生態適應性及生產推廣價值。

最適宜的種植密度是玉米正常生長發育、產量潛力得以充分發揮的先決條件[8-9]。玉米品種的抽雄-吐絲間隔期除與自身遺傳相關外，同時受到外界生長環境的影響，其中高溫等脅迫可使抽雄吐絲間隔期變長[3]。本研究發現抽雄吐絲間隔期達到4d以上的品種，其最終產量表現也不太理想，這可能與雌雄間隔期過長，導致雌穗授粉不良有關。玉米雄穗分枝數與花粉量存在正相關性，但在高溫逆境條件下，本研究發現雄穗分枝數的多少與最終產量的高低并沒有明顯的相關性。果穗的授粉情況一方面與植株花粉量有關，另一方面與品質的花期持續時間及花粉活性有關。這就要求在品種選育時要選擇雄穗分枝數適宜，花期持續時間長，花粉能夠長時間保持高活力的品種。對于雄穗分枝數與花粉活性及高活力持續時間長的關系仍需作進一步研究。高溫逆境可使玉米的空稈率、畸形穗率、禿尖長增加，并使苞葉變短。但不同品種對于高溫的反應存在差異。總而言之，高溫逆境給玉米生產帶來的影響變得越來越顯著，高溫對玉米植株的生長發育、器官形態建成、最終產量形成產生深刻的、內在的、復雜的影響，需要下大力氣深入研究。