密植條件下玉米主要農藝性狀的綜合性分析

董秀麗,韓登旭,楊 杰,阿布來提·阿布拉,戴愛梅,李俊杰,王業建,劉 俊,郗浩江,梁曉玲,李銘東

(1.新疆農業科學院糧食作物研究所/農業農村部荒漠綠洲作物生理生態與耕作重點實驗室,烏魯木齊 830091;2.博州農業技術推廣中心,新疆博樂 833400;3.新疆作物化學調控工程技術研究中心,烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】新疆博州現有耕地18×104hm2,近年玉米種植面積穩定在4.4×104hm2左右,占總播種面積的24.4%左右,占糧食總播種面積的85.3%[1]。研究密植條件下玉米主要農藝性狀的綜合性分析,對篩選出適合新疆北疆地區種植的耐密高產優質玉米品種有重要意義。【前人研究進展】玉米品種可以為玉米產量貢獻40%的作用[2-3]。楊金慧等[4]和李軍虎[5]通過相關性和通徑分析表明行粒數、千粒重和穗長是影響玉米產量的主要因子。梁曉玲等[6]研究結果表明千粒重是影響玉米產量的最大因素。徐磊等[7]研究表明單穗粒重與出籽率是影響產量的主要因子。張紹星等[8]利用變異系數、高穩系數和聚類分析明確了新疆新源縣雜交玉米產量的構成因素。阿依古麗·艾買提等[9]提出南疆地區在選擇玉米品種時需考慮抗倒伏、果穗中長、株高適中偏高、出籽率高等農藝性狀。【本研究切入點】目前有關在密植條件下對農藝性狀的研究文獻相對較少,需研究不同玉米產量的差異性及產量與主要農藝性狀的相關性,找出密植條件下影響玉米產量的主要性狀因子。【擬解決的關鍵問題】以18個中熟玉米品種為材料,研究產量與主要農藝性狀的相關性,結合當地氣候特點、為機械化玉米品種的選擇提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地選擇在新疆博樂市阿熱勒托海牧場乃門迭布斯格村,耕層養分含量:有機質14.07 g/kg、堿解氮102 mg/kg、速效磷18 mg/kg、速效鉀302 mg/kg,地力水平均勻,滴灌設施齊全,前茬為食葵。

參試品種有18個,序號1-18分別是康地5184、新農001、億科9158、西亞3090、華西917、華西918、新農玉4320、XY395、登海1786、KWS3376、登海1905、新農002、億科9254、墾玉52、華西704、登海1707、禾山903,對照品種為華美1號。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗采用隨機區組排列,3次重復,膜下滴灌水肥一體化栽培,行距0.5 cm,株距0.18 cm,6行區,行長7 m,密度為10.5×104株/hm2,重復間留1 m走道。試驗地周圍種植4膜8行的保護行。2019年4月18日播種,5月7日定苗,生長期田管水平同當地大田管理水平。

1.2.2 測定指標

調查各參試品種的物候期、抗病性、空桿率、倒伏率,各參試品種選取有代表性的連續10株測量株高(X1)、穗位高(X2)、穗長(X3)、穗粗(X4)、突尖長(X5)、行粒數(X6)、穗粒重(X7)、百粒重(X8)。產量(Y,收獲時取中間4行計產),脫粒含水量(X9)采用PM-8188水分測定儀測定。各品種數據取3次重復統計匯總。

1.3 數據處理

用Microsoft Excel 2007處理數據,采用SPSS 19.0數據處理系統進行數據處理[10-12]。

2 結果與分析

2.1 不同玉米品種產量差異

研究表明,各參試玉米品種產量表現差異極顯著。華西704平均單產最高,達19 445.40 kg/hm2,其次為登海1707和華西917均較CK增產,增產率分別為10.05%、8.93%和2.34%。其它參試品種均較CK減產,減產率為2.25%～31.24%。華西704和登海1707與華西917產量差異顯著,與其他參試品種小區產量差異極顯著。表1

表1 產量結果方差

2.2 參試品種小區產量與主要農藝性狀的相關性

研究表明,小區產量與行粒數(r=0.565*)、百粒重(r=0.485*)呈顯著正相關,產量與脫粒含水量(r=-0.484*)呈顯著負相關,各個性狀對產量的相關系數大小依次為行粒數>百粒重>脫粒含水量>穗長>穗粒重>穗粗>禿尖。產量高的品種生育期稍短且脫水快。各性狀之間,株高與穗位高,穗長與行粒數,穗粒重與穗長、穗粒重、行粒數均呈極顯著正相關,在北疆地區密植條件下選擇玉米品種時,應選擇行粒數多、百粒重較重且脫水快的品種。表2

2.3 參試品種產量與主要農藝性狀偏相關關系

研究表明,偏相關也稱凈相關,小區產量與百粒重(r=0.517*)呈顯著的正偏相關,與脫粒含水量(r=-0.526*)呈顯著地負偏相關,與穗位高呈不顯著的負偏相關,與其它各性狀均呈不顯著正偏相關。株高與穗位高,穗粒重與穗長、穗粗和百粒重均呈正顯著的偏相關,其他因子間偏相關性不顯著。對玉米產量有直接影響的因子為百粒重(顯著正偏相關)和脫粒含水量(顯著負偏相關)。表3

2.4 小區產量與主要農藝性狀的多元線性回歸

研究表明,復相關系數R=0.925,小區產量(Y)與各農藝性狀之間的線性相關程度密切,回歸方程的擬合度好。決定系數R2=0.856,則剩余因子為0.3795,9個因子可以解釋博州地區影響玉米小區產量85.6%的變異,另外還有14.4%的變異由其它農藝性狀來解釋。線性回歸方程為Y=-16.391+9.663X1-14.69X2+0.3X3+0.736X4+0.468X5+0.469X6-0.055X7+0.33X8-7.384X9。行粒數和百粒重對小區產量的影響達顯著水平,優化后的線性回歸方程為Y=-16.391+0.469X6+0.33X8。表4

2.5 參試品種主要農藝性狀的通徑系數

研究表明,各參試品種的9個農藝性狀對小區產量(y)的直接正向影響最大的是行粒數(通徑系數為0.898)和百粒重(通徑系數為0.647),均達顯著水平。行粒數同過株高和穗長(P=0.165,P=0.159)對產量有間接的正向影響,行粒數和百粒重均可通過穗粒重(P=-0.557,P=-0.355)間接負向影響著產量。在品種選擇時應注意選擇穗長較長,行粒數多,百粒重較重的品種。表5

表2 不同玉米品種產量性狀比較

表3 主要農藝性狀與小區產量的相關性

表4 回歸系數輸出結果

表5 產量與主要農藝性狀間的通徑系數

2.6 農藝性狀的主成分

研究表明,共提取出4個特征值超過1的主成分,他們的特征值累計貢獻率為82.70%,4個主成分覆蓋了博州地區高密度種植條件下玉米產量性狀的主要信息。第1主成分為穗部性狀,貢獻最大的為穗長、穗粒重和行粒數。第2主成分為植株性狀,貢獻最大的是株高和穗位高。第3、4主成分為經濟性狀,貢獻最大的是脫粒含水量和百粒重。表6

表6 因子載荷矩陣及其貢獻率

3 討 論

3.1玉米產量的形成受基因和環境的共同作用,各基因對產量的影響程度不同,形成主次差異[7,13],參試品種的9個農藝性狀可以解釋85.6%的產量變異,還有其它14.4%的變異是由其它的農藝性狀來解釋。相關分析與通徑分析結果均顯示小區產量與行粒數和百粒重的相關性最為密切,與魯珊等[14]的研究結果相同,故行粒數和百粒重可作為當地選擇高產玉米品種的標識性狀,同時還要綜合考慮穗長、穗粒重、株高和脫粒含水量等其它農藝性狀的影響。

3.2新疆博州地區玉米機械收獲率高,該地區選擇的品種應該具備早熟、耐密植、脫水快且抗倒伏等優良性狀[15-17]。華西704產量最高,單產19 445.40 kg/hm2,該品種增產潛力大,7月上旬正值玉米抽雄吐絲期博州出現≥35℃以上的極端高溫天氣,致使部分花粉失去活性,出現2 cm左右的突尖現象而影響了產量[18];新農001生育期短、抗逆性強、穗位適中,突尖稍長,有增產潛力;西亞3090生育期短、穗位低、脫水快。由于不同年份同一生態區域氣候條件的差異,同一品種在不同的年份表現會有差別,因此,品種的適應性分析應以多年份數據為基礎[19]。在新疆博州選擇高產機收玉米品種時應注重選擇行粒數多、籽粒較大、生育期適中且脫水快的品種[20]。下一步繼續在新疆博州地區對華西704、新農001和西亞3090三個品種進行示范種植,并將繼續對其不同年份在產量和病蟲害抗性分析對比。

4 結 論

篩選出適合新疆博州地區春播地膜栽培的玉米品種為華西704,登海1707和華西917。華西917生育期較短可以在博州溫泉縣哈日布呼鎮以西的冷涼地區種植。華西704,登海1707,生育期稍長,可以在博州溫泉縣哈日布呼鎮以東地區種植。