四川省玉米新品種主要性狀分析

顏學海，許春梅，吳紅梅，王 銳

(1.樂山市種子管理站，四川樂山 614000；2.犍為縣農業農村局，四川樂山614000； 3.樂山市社會福利院，四川樂山614000； 4.樂山市農業技術推廣站，四川樂山614000)

玉米是我國第一大糧食作物，具有產量高、增產潛力大、適應性強、用途廣泛等特點，是許多行業必不可少的原料，在國家糧食安全和國民經濟發展中起著重要作用[1-3]。2020年全國玉米播種面積達4 126.4萬hm2，產量近 2.6億t，為糧食連續增產和糧食安全做出了重要貢獻。四川是玉米大省，種植面積近140萬hm2，產量超過760萬t，居全國前10位，為四川省委、省政府重點打造的“川豬”“川酒”等特色產業提供了重要保障[4]。近年來，主要農作物品種試驗改革不斷完善，綠色通道和聯合體試驗等試驗渠道相繼開通，科研創新活力和品種選育水平顯著提升，一批高產、優質、綠色、專用品種“井噴”而出，四川玉米品種正處于更新換代的過渡時期。為進一步提高四川省玉米育種水平，明確育種目標，對當前審定品種的產量和主要性狀變化趨勢進行分析顯得尤為重要[5]。陳春燕等[5]對2005—2014年四川省審定的226個玉米品種的產量、8個農藝性狀和5個品質性狀進行統計分析，并對其變化趨勢進行分析，指出四川省玉米品種選育應根據生產需要選擇適宜當地生態條件的區域品種，繼續加大高產、優質玉米新品種選育的投入力度。鑒于此，筆者對近年來通過四川審定的普通玉米品種主要性狀進行分析，總結產量、抗性、品質等相關性狀變化趨勢，旨在為今后四川玉米品種的選育和篩選提供參考，提高玉米品種的競爭力。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1審定個數。 2017—2021年通過四川省審定的普通玉米品種共293個，平均每年審定58.6個，審定品種數量呈逐年上升趨勢。其中2017年18個，2018年17個，2019年48個，2020年95個，2021年最多，達到115個。

1.1.2審定品種來源。 通過對2017—2021年四川審定的普通玉米品種第一選育單位進行統計發現，審定的品種來源多元化，第一選育單位達93個。其中，廣西兆和種業有限公司、仲衍種業股份有限公司、四川省農業科學院作物研究所、四川奧力星農業科技有限公司、四川昊華城農業科技有限公司和四川華龍種業有限責任公司選育品種個數均在10個以上，分別選育30、23、15、14、13和12個。2017—2021年通過四川省審定的普通玉米品種共293個品種中，第一選育單位為企業的選育品種241個，占比82.25%；第一選育單位為科研院所的選育品種個51個，占比17.41%；第一選育單位為個人的選育品種1個，占比0.34%。

1.2 試驗方法該研究主要對四川省近年來(2017—2021年)審定的普通玉米品種的基本情況和產量、生育期、株高、穗位高、穗長、穗行數、行粒數、百粒重、出籽率、品質、抗性等主要性狀進行統計分析。

1.3 數據分析數據來源于四川省品種審定委員會的審定公告和中國種業大數據平臺(http：//202.127.42.47：6010/SDSite/Home/Index)，用Excel軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 品種基本情況

2.1.1審定品種類型。 2017—2021年通過四川省審定的293個玉米品種中，適宜四川平壩丘陵地區種植的有169個，適宜四川山區種植的有98個，適宜高原種植的其他類型的26個。

2.1.2審定品種親本分析。 2017—2021年通過四川省審定的293個玉米品種中，參與選育的母本有216個，其中SD375選配17個，Y9614選配6個，Yu125/SD375選配5個，Y1027和天自018選配4個；參與選育的父本有206個，其中BS1074選配9個，C8210和LR3869各選配7個，SD164和ZNC442各選配5個，660、S52、Y9614、YA8201、FL1411和Re67各選配4個。

2.2 產量趨勢變化分析由圖1可知，2017—2021年四川省審定的玉米品種區域試驗平均產量為7 641.00～13 024.50 kg/hm2，5年平均產量為9 026.40 kg/hm2，變異系數為7.38%；生產試驗平均產量為6 961.50～14 026.50 kg/hm2，5年平均產量為9 093.45 kg/hm2，變異系數為9.72%。從年度間產量變化趨勢來看，2018年審定的玉米品種區域試驗和生產試驗平均單產均最高，分別達到10 002.45和10 196.85 kg/hm2，2021年審定的玉米品種區域試驗和生產試驗平均單產均最低，分別只有8 835.90和8 785.80 kg/hm2，整體產量呈現下降趨勢。

2.3 主要農藝性狀趨勢變化分析

2.3.1生育期。 2017—2021年四川省審定的玉米品種生育期為99.30～166.90 d，5年審定品種平均生育期為123.35 d，變異系數為10.32%，說明品種間生育期差異較大，生育期穩定性較差。從年度間平均生育期來看，除2018年平均生育期較大(達132.24 d)外，其余年份平均生育期年度間差異不大，變化趨勢不明顯(表1)。

圖1 2017—2021年通過四川省審定的普通玉米品種年度間產量變化Fig.1 Annual yield changes of common maize varieties approved by Sichuan Province from 2017 to 2021

2.3.2株高、穗位高。 2017—2021年四川省審定的玉米品種株高為206.40～322.90 cm，平均株高為282.06 cm，變異系數為5.87%，說明株高變幅較大，品種間具有一定的差異；5年審定品種穗位高為66.40～146.70 cm，平均穗位高為111.81 cm，變異系數為10.83%，說明品種間穗位高變幅較大，差異明顯。從年度間平均值來看，2018年審定的品種株高和穗位高均最高，分別達291.76和125.54 cm，2021年度最低，分別為279.88和109.48 cm，總體上年度間變化趨勢不明顯(表1)。

2.3.3穗長、穗行數、行粒數、百粒重、出籽率。 2017—2021年四川省審定的玉米品種的穗長、穗行數、行粒數、百粒重、出籽率5個與產量相關的性狀分別為14.90～25.60 cm、13.70～20.80行、28.9～45.00粒、25.50～39.80 g和79.30%～88.90%，平均值分別為19.79 cm、17.03行、37.14粒、32.60 g和84.41%，變異系數分別為7.13%、 6.56%、5.87%、6.77%和1.94%。可以看出，這5個性狀在品種間的變幅不大，變異系數體現出一定的差異。變異系數最大的是穗長，變異系數最小的是出籽率。從年度間來看，2019年審定的品種年均穗長最高，達20.90 cm；2018年審定的品種穗行數、行粒數、百粒重最高，分別達17.48行、38.19粒、 32.86 g，2017年審定的品種出籽率最高，達85.09%。總體上年際間各主要農藝性狀間差異都不明顯(表1)。

表1 2017—2021年四川審定玉米品種主要農藝性狀比較Table 1 Comparison of main agronomic traits of certified maize varieties in Sichuan from 2017 to 2021

2.4 主要品質趨勢變化分析2017—2021年四川省審定的玉米品種的容重、粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、賴氨酸5個與品質相關的性狀分別為650.00～824.00 g/L、7.28%～13.30%、3.10%～8.40%、61.40%～86.40%、0.21%～0.39%，平均值分別為756.95 g/L、9.95% 、4.53%、72.56%、0.30%，變異系數分別為3.94%、11.05%、14.17%、5.91%、10.03%。可以看出，粗蛋白、粗脂肪和賴氨酸3個性狀變異系數均超過10.00%，表明這3個性狀在品種間差異非常明顯，其余2個性狀差異較不明顯。從年度間來看，容重、粗蛋白年均值總體上呈現上升趨勢，粗脂肪和賴氨酸年際間均值無明顯變化，粗淀粉2019年均值較低(69.06%)，其余年份均值差距不大，總體上這5個性狀年際間差異基本都不明顯(表2)。

表2 2017—2021年四川審定玉米品種主要品質性狀比較Table 2 Comparison of main quality traits of certified maize varieties in Sichuan from 2017 to 2021

2.5 抗性分析由表3可知，2017—2021年四川省審定的玉米品種對各類病害的抗性水平差異明顯。其中，對大斑病、小斑病、莖腐病和絲黑穗病表現出“高抗”的品種分別有5、2、5和7個，占比分別為1.72%、0.69%、1.71%和2.47%，對穗腐病和紋枯病均無高抗品種；對大斑病、小斑病、穗腐病、莖腐病、紋枯病和絲黑穗病6種病害表現為“中抗”以上的品種分別有217、236、114、193、117和91個，占比分別為74.57%、81.94%、39.72% 、65.88%、40.63%和32.15%。 對6種病害都表現為中抗以上的品種有9個，分別是阿玉5866 、鼎創666、悍玉99、尖豐99 、海天三交58、瑞玉707、丹誠3號、榮玉1608和蜀玉336。

表3 2017—2021年四川審定玉米品種的抗病性比較Table 3 Comparison of disease resistance of certified maize varieties in Sichuan from 2017 to 2021

3 討論

種子是農業的“芯片”，是保障國家糧食安全的基礎。良種對糧食增產的貢獻率達到 45%[6]。四川是國內開展玉米育種研究較早的省份之一，自“六五”以來，四川省開始啟動農作物育種攻關項目。經過近40多年的努力，四川省玉米新品種選育取得了較大進展，選育了一批優質玉米新品種，促進了玉米良種的更新換代，對玉米生產發展和產量提高發揮了重要作用[5，7]。2005—2014 年四川省每年審定玉米品種穩定在25個左右，10年間共審定226個玉米新品種[5]。2017—2021年通過四川省審定的普通玉米品種共293個，平均每年審定58.6個，明顯高于2005—2014 年度審定品種數量，呈現出品種審定“井噴”現象，且審定品種數量呈逐年上升趨勢。同時，第一選育單位為以企業為主，主要適宜四川平壩丘陵地區和山區種植。

親本自交系是育成玉米雜交種的基礎材料。在親本選育上，核心種質資源對我國玉米育種的發展有巨大的貢獻，骨干自交系可以育成系列玉米雜交種[6]。2017—2021年通過四川省審定的293個玉米品種中，參與選育的母本有216個，參與選育的父本有206個，親本來源比較廣泛，多樣性較為豐富。其中自交系SD375、Y9614、Yu125/SD375、BS1074、C8210、LR3869、SD164、ZNC442均選配了5個以上品種，應用比較廣泛。

在產量上，2017—2021年四川省審定的玉米品種區域試驗平均產量為7 641.00～13 024.50 kg/hm2，5年平均產量9 026.40 kg/hm2。與2005—2014年區域試驗平均產量為7 540.80～8 579.70 kg/hm2，10 年平均8 049.90 kg/hm2數據[5]相比，在產量上明顯上升了一個臺階。但2017—2021年產量年度間整體產量呈現下降趨勢，在今后的育種中，仍然需要加強對高產品種的選育。

高產仍然是當前玉米育種的首要目標，而玉米產量是多種農藝性狀和環境互作的結果，提高產量主要依賴遺傳改良[1，8-9]。在遺傳改良上，選擇的基本原則應以大粒、長穗、穗行數較多、穗數作為主攻目標，穗軸要細、出籽率要高，同時合理的株型、株高和適宜的生育期是基礎和保障[10]。玉米生育期與光照、溫度、水分等自然因素以及品種自身遺傳特性相關[5]。玉米株高發育狀況與群體冠層結構關系密切，進而影響到玉米產量[5]。玉米穗部性狀與單株產量密切相關，由百粒重、穗行數、行粒數等多種因素構成，其中行粒數、穗長、穗行數與產量的相關性最為顯著[5，11]。通過對2017—2021年通過四川省審定的293個普通玉米品種的數據進行統計，生育期、株高、穗位高、穗長、穗行數、行粒數、百粒重、出籽率、產量9個指標，變異系數依次為10.32%、5.87%、10.83%、7.13%、 6.56%、5.87%、6.77%、1.94%、7.38%(9.72%)，由高到低排序穗位高>生育期>產量>穗長>百粒重>穗行數>株高=行粒數>出籽率。這說明穗位高、生育期在玉米品種選育過程中的變異程度較大、穩定性差、選擇的范圍較廣；出籽率的變異系數最小，穩定性最好。

在品質上，容重為玉米的重要商品品質之一，商品品質是玉米進出口貿易中影響交易價格的重要指標[5，12]。蛋白質、淀粉、脂肪、賴氨酸含量是玉米營養品質的重要指標，其成分含量的高低被當作是營養品質優劣的評價尺度[5，13 ]。2017—2021年四川省審定的玉米品種容重、粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、賴氨酸5年平均值分別為756.95 g/L、9.95% 、4.53%、72.56%、0.30%，與2005—2014 年度5個數據平均值736.66 g/L、9.99% 、4.53%、73.93%、0.31%相比，容重有所提高，其余指標差距不大。此外，粗蛋白、粗脂肪和賴氨酸3個性狀變異系數均超過10.00%，變異程度大，穩定性差，今后育種中這三個品質相關性狀的選擇范圍較廣。

在全球氣候變化的背景下，由于耕作制度、栽培方式的轉變和新品種的推廣，我國玉米病害發生呈現新的動態，特別是莖腐病、穗腐病、大斑病、小斑病、灰斑病等發生頻率增加，影響范圍擴大，給玉米產量和品質帶來巨大威脅，選育和種植抗病品種是防治玉米病害最經濟有效的措施[14-20]。2017—2021年四川省審定的玉米品種對大斑病、小斑病和莖腐病的抗性具有一定的優勢，表現為“中抗”以上的品種占比均超過60.00%，對穗腐病、紋枯病和絲黑穗病的抗性較差，表現為“感”以下的品種占比分別達到60.28%、59.38%和67.84%，在今后育種中應加強對這3種病害抗性品種的選育。

4 結論

該研究對2017—2021年四川審定的293個普通玉米品種的基本情況和產量、生育期、株高、穗位高、穗長、穗行數、行粒數、百粒重、出籽率、品質、抗性等主要性狀進行分析，結果顯示，審定品種數量呈逐年上升趨勢，第一選育單位為以企業為主，主要適宜四川平壩丘陵地區和山區種植。參與選育的母本自交系有216個，參與父本自交系有206個，選配了5個以上品種的自交系有8個，親本來源較為豐富，表現出一定的多樣性。5年區域試驗平均產量達9 026.40 kg/hm2，明顯上升了一個臺階，但年度間呈現下降趨勢。生育期、株高、穗位高、穗長、穗行數、行粒數、百粒重、出籽率5年平均值分別是123.35 d、282.06 cm、111.81 cm、19.79 cm、17.03行、37.14粒、32.60 g、84.41%，穗位高、生育期變異程度較大。容重、粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、賴氨酸5年平均值分別為3.94%、11.05%、14.17%、5.91%、10.03%，粗蛋白、粗脂肪和賴氨酸穩定性差。對大斑病、小斑病、莖腐病和絲黑穗病表現出“高抗”的品種分別有5、2、5和7個，對大斑病、小斑病、穗腐病、莖腐病、紋枯病和絲黑穗病6種病害表現為“中抗”以上的品種分別有217、236、114、193、117和91個，對穗腐病、紋枯病和絲黑穗病的抗性較差，表現為“感”以下的品種占比分別達到60.28%、 59.38%和67.84%。整體上2017—2021年四川審定的玉米品種在產量、品質、抗性上都有很大的提升，但仍然出現很多性狀不穩定、變異程度較大的情況，距離集高產、穩產、優質、多抗育種目標還有很大差距，四川省玉米育種還有很大潛力，任重而道遠。