國審玉米品種新單61的選育植株特性和灌漿進程測定

洪德峰 馬俊峰 衛(wèi)曉軼 馬毅 魏鋒 王稼苜 張學舜 唐振海

(河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學院，河南 新鄉(xiāng) 453002)

近年來，黃淮海夏玉米區(qū)域自然災害頻發(fā)，雨量時空分布不均，生物逆境嚴重，多種病害、高溫熱害發(fā)生嚴重等對玉米產(chǎn)量產(chǎn)生嚴重影響[1-4]，同時隨著玉米全程機械化操作技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)機農(nóng)藝配套技術(shù)不完善，適宜籽粒收獲玉米品種缺乏等因素，都影響著玉米的生產(chǎn)。為了應對各種災害和適應玉米全程機械化操作，新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學院加大種質(zhì)創(chuàng)新改良力度，選育出高產(chǎn)、宜機收、耐密、抗倒、抗病蟲害的玉米新品種，“新單61”即在此基礎上選育的，于2018年分別通過河南省和國家(黃淮海區(qū))審定，審定編號分別為豫審玉2018040和國審玉2018120。

為研究“新單61”的高產(chǎn)潛力和灌漿特性，連續(xù)2a在河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學院試驗基地進行試驗，對“新單61”及其親本進行田間觀測記載，同時對“新單61”灌漿進程進行了測定。

1 材料與方法

1.1 試驗設置及記載

試驗設置在河南輝縣市三小營村新鄉(xiāng)農(nóng)科院試驗基地，試驗地土壤為壤土。“新單61”親本分別種植4行，行長4m，用于田間進行植株性狀的調(diào)查記載。種植12行，行長50m的“新單61”進行田間觀測記載及灌漿進程測定。記載按照國家普通玉米田間試驗記載項目及標準進行。

1.2 灌漿進程測定

在“新單61”散粉期，選擇生育期一致的植株200株進行標記，在授粉后10d開始取樣，而后每7d取樣1次，每次分3批次進行，每批次5穗。

樣品處理：每穗數(shù)穗行數(shù)、行粒數(shù)，選擇籽粒長勢均勻一致的穗行取樣，稱鮮重并測量其體積，置于120℃干燥箱進行殺青40min，而后80℃烘干至恒重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2003進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 “新單61”親本及其選育

“新單61”是利用新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學院自選系“新美09”和“新01A3”組配而成，2011年參加品種鑒定試驗，組合表現(xiàn)突出，通過連續(xù)3a的多點鑒定試驗后，于2015年參加河南省區(qū)域試驗，2016年參加國家區(qū)域試驗，2017年同時參加河南省生產(chǎn)試驗及國家區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗，完成試驗程序。

2.1.1 親本選育及表現(xiàn)

新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學院于2006年引進河南農(nóng)大美系綜群，經(jīng)連續(xù)8代自交選育出“新美09”自交系，屬于瑞德類群。“新01A3”是新鄉(xiāng)農(nóng)科院于2001年河南省夏玉米生產(chǎn)示范種A加入熱帶種質(zhì)“8085泰”，而后連續(xù)用“昌7-2”回交2次，經(jīng)自交4代后選育而成。選育進程見圖1。

圖1 “新單61”親本選育進程

“新01A3”為中熟類型，在>10℃積溫3400℃的條件下，夏播生育期為104d左右，株型緊湊，株高160cm左右，穗位70cm左右，雄穗分枝多(5～7個)且短，粉量大，散粉持續(xù)時間長達5～7d。穗長14～16cm，穗行數(shù)16行，籽粒黃色、硬粒，穗軸白色，百粒重28.0g左右，抗病性突出，同時兼抗大斑病、小斑病、青枯病(莖腐病)以及瘤黑粉等病害，莖稈粗壯堅韌，氣生根發(fā)達，抗倒性強。

“新美09”屬于中早熟類型，夏播生育期為100d左右，株高270cm左右，穗高80cm左右，株型清秀、緊湊，葉色淡綠，葉片上沖，節(jié)間較長，上部呈之字型，雄穗分枝數(shù)少(1～2個)，穗長16cm，穗行數(shù)14行，籽粒純黃、硬粒，穗軸白色，百粒重31.0g左右。一般配合力較高，抗倒性強。

2.1.2 “新單61”的特征特性及產(chǎn)量表現(xiàn)

2.1.2.1 “新單61”及其親本生育期進程

根據(jù)田間記載調(diào)查，“新單61”及其雙親的生育期見表1。

表1 “新單61”及其親本生育期

2.1.2.2 “新單61”的植株特性

“新單61”夏播生育期106d左右，屬中早熟類型。幼苗芽鞘淺紫色，子葉呈卵圓形，整株19片葉，株型清秀、緊湊，株高270.6～276.0cm，穗高106.0～110.0cm，穗位適中，葉片顏色淺，呈淡黃色，雄穗分枝多(11～15個)，花藥淺紫色，花絲淺紫色。

2.1.2.3 “新單61”的籽粒特性

“新單61”結(jié)實性好，穗長約17.2～18.0cm，穗粗4.8～5cm，穗行數(shù)12～16行，多為14行，行粒數(shù)31.3～34.1粒，穗軸粗2.2～2.4cm，穗軸硬、白色，無虛尖。籽粒硬粒型淺黃，千粒重為329.0～342.0kg，出籽率高達85.2%～87.5%，容重高達768g·L-1，粗蛋白質(zhì)含量11.23%，粗脂肪含量3.8%，粗淀粉含量73.06%，賴氨酸含量0.39%，為糧飼兼用型，指標達國家飼用一級標準。

2.1.2.4 “新單61”的抗性

“新單61”經(jīng)人工接種鑒定及田間記載，高抗莖腐病(青枯病)，抗瘤黑粉病和穗腐病，感小斑病及彎孢菌葉斑病，高感銹病。

2.1.2.5 “新單61”的產(chǎn)量表現(xiàn)

“新單61”于2015年參加河南省夏玉米75000株·hm-2組區(qū)試，12點次全部增產(chǎn)，平均產(chǎn)量11491.5kg·hm-2，較“鄭單958”增產(chǎn)23.4%，差異達到極顯著水平。2016年繼續(xù)參試，11點次中9點次增產(chǎn)，增產(chǎn)點比率達81.8%，平均產(chǎn)量9883.5kg·hm-2，較“鄭單958”增產(chǎn)10.3%，差異達到極顯著水平。2017年參加省生產(chǎn)試驗，12點次全部增產(chǎn)，平均產(chǎn)量9891.0kg·hm-2，較“鄭單958”增產(chǎn)9.1%。

2016—2017年連續(xù)2a參加國家黃淮海夏玉米75000株·hm-2組區(qū)域試驗，平均產(chǎn)量達到10112.25kg·hm-2，較“鄭單958”增產(chǎn)5.14%。2017年參加生產(chǎn)試驗，12點次全部增產(chǎn)，平均產(chǎn)量為9786.0kg·hm-2，較“鄭單958”增產(chǎn)5.86%[5,6]

新鄉(xiāng)市農(nóng)科院連續(xù)3a進行“新單61”高產(chǎn)試驗示范，種植面積分別為0.73hm2、1.50hm2、2.00hm2，經(jīng)測產(chǎn)驗收，產(chǎn)量分別達到15084kg·hm-2、14872.5kg·hm-2和15441.0kg·hm-2。

2.2 “新單61”灌漿特性測定

2.2.1 “新單61”籽粒體積變化特征

由圖2可知，在授粉至授粉后31d，“新單61”體積變化基本呈現(xiàn)直線增長趨勢，授粉后31d直至成熟，其體積變化趨于平緩，增長速率變小。對其體積變化進行線性擬合，“新單61”籽粒體積變化符合方程為y=-1.8839x2+18.169x-4.488，其中R2=0.9961。

圖2 “新單61”百粒籽粒體積變化

2.2.2 “新單61”籽粒鮮重變化特征

2017—2018年進行在授粉后10d開始取樣，以后每7d取樣1次，經(jīng)測定“新單61”籽粒鮮重變化如圖3。

圖3 “新單61”百粒籽粒鮮重變化

由圖3可知，“新單61”籽粒鮮重呈現(xiàn)弧形增長，至授粉后24d，鮮重增長速率趨于平緩，至38d，基本不再增大，其最大鮮重為38.26g。其鮮重增加的過程，經(jīng)曲線擬合，符合公式y(tǒng)=-1.7432x2+16.04x+0.459，其中R2=0.9871。

2.3 “新單61”籽粒干重變化特征

由圖4可知，“新單61”籽粒干重基本呈現(xiàn)直線增長趨勢，截至授粉后38d取樣百粒干重為29.38g，轉(zhuǎn)換成含水量14%時的籽粒百粒重為33.49g。籽粒干重增長進程經(jīng)曲線擬合，符合公式y(tǒng)=-0.3307x2+7.9473x-2.014，其中R2=0.9879。

圖4 “新單61”百粒籽粒干重變化

3 結(jié)論與討論

“新單61”父本“新01A3”是河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學院近年育成的黃改系，具有綜合抗性較強，配合力較高等特點。利用“新01A3”、姊妹系“新6”及其改良系“新4095”等，分別于2010年選育出“新單33”、“新單36”，2013年選育出“新單38”，2017年選育出“新單68”，2019年選育“新單58”和“新單65”等省審和國審玉米品種[7,8]。“新單61”具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗、優(yōu)質(zhì)等突出特點，適合高密種植。根據(jù)其灌漿進程的研究，結(jié)合黃淮海小麥—玉米種植習慣，適當延遲玉米收獲時間及推遲小麥播種時間，“新單61”適宜玉米全程機械化操作，可進行機收籽粒。而玉米品種僅僅是影響機械化收獲的一個條件，其它如寬窄行種植模式[9]，玉米收獲機械設備[10]，籽粒烘干等方面都影響玉米全程機械化操作的進程，還需要農(nóng)機農(nóng)融合的發(fā)展階段。

前人研究表明，灌漿時間影響玉米籽粒質(zhì)量及產(chǎn)量[11-14]；而劉明[15]和張海艷[16]等研究表明，玉米籽粒質(zhì)量的形成取決于灌漿速率而非灌漿持續(xù)時間，籽粒質(zhì)量與平均灌漿速率和最大灌漿速率呈顯著正相關(guān)，與灌漿活躍期相關(guān)系數(shù)較小。黃智鴻等[17]研究超高產(chǎn)玉米的灌漿特性表明，灌漿速率對籽粒質(zhì)量和單株籽粒產(chǎn)量的貢獻大于有效灌漿期。本研究中，“新單61”灌漿持續(xù)時間長，體積膨大快速達到最大庫容，后期脫水快，基本能達到玉米籽粒機收標準。