河北省10个主栽夏玉米品种的抗旱性评价

时间：2024-05-25

肖宇，李金英，刘青松，徐玉鹏，闫旭东*

（1.沧州市农林科学院，河北沧州 061000；2.泊头市农业技术推广站，河北泊头 062150）

玉米是我国第一大粮食作物，也是河北省重要的粮食作物。河北省夏玉米年播种面积为230万hm2左右[1]，种植区常年干旱，其中，初夏干旱发生的频率为50%～90%[2]。而玉米对水分较为敏感，干旱可导致玉米减产20%～50%[3]，因此，筛选抗旱性强的玉米品种进行生产推广意义重大。

作物对干旱胁迫的适应表现在多个方面，因此，其抗旱性能难以用单一指标进行全面评估，须通过多指标综合评价进行鉴定[4～9]。张仁和等[10]运用主成分分析筛选出单穗重、穗长和行粒数作为抗旱鉴定指标，三者均与抗旱系数呈显著正相关；王黄英等[11]认为，用抗旱指数、株高、地上部干物重和产量等作为主要鉴定指标可以综合评价玉米的抗旱性。前人在玉米抗旱鉴定指标方面进行了大量工作，但对滨海低平原玉米区河北省主栽品种的综合抗旱性鉴定较少。选用河北省主栽的10个不同基因型玉米品种，在干旱胁迫下进行了抗旱性综合分析，以期探讨滨海低平原区夏玉米主栽品种的抗旱性，减少该区夏玉米旱灾风险，为河北省抗旱高产夏玉米品种推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

玉米试材为河北省主栽夏玉米品种郑单958、伟科702、衡单6272、登海605、沧玉6s、沧玉7s、沧玉76、浚单20、蠡玉86和先玉335，共计10个（表1）。

表1 参试玉米品种及其选育单位Table 1 Maize cultivars tested

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计试验于2015年在沧州市农林科学院前营试验站进行，土壤为沙质潮土，肥力中等。玉米播种前浇足底墒水，6月27日播种，行距55 cm，株距25 cm。水分管理措施设干旱胁迫和正常灌溉（CK）2个处理，其中，干旱胁迫处理（干旱处理）在旱棚内进行，整个生育期土壤相对含水量控制在40%左右；CK在大田自然环境下进行，大喇叭口期灌溉1次，整个生育期土壤相对含水量基本保持在70%左右。小区面积7.7 m2，5行/区，随机区组排列，3次重复。其他田间管理措施同常规。

1.2.2 测定项目及方法完熟期，每小区随机选取连续的玉米植株10株，测定株高、穗位高、茎粗（地上部第3茎节直径）和倒伏力（用DIK-7401植物倒伏计测定距离玉米根部80 cm处将茎秆推至与地面夹角呈45°时所用的力）。成熟后，每小区选取2行，3 m/行，统计玉米穗数，并称量鲜重，计算平均鲜穗重；选取10穗（穗重与平均鲜穗重基本相当），测定穗长、穗粗、穗行数、行粒数和籽粒含水量，并根据籽粒含水量折算产量（含水量14%）。然后，根据公式，计算性状差值、抗旱系数（DC）、抗旱指数（DI）[12]和隶属度（U）：

性状差值=对照性状值-干旱处理性状值DC=干旱处理产量/对照产量

DI=抗旱系数×干旱处理产量/干旱处理所有品种的平均产量

式中，i—第i个指标，j—第j个品种；Uij—第j个品种对于第i项指标的隶属度；Xij—第j个品种第i项指标的测定值；Ximin—全部品种中第i项指标的最小值；Ximax—全部品种中第i项指标的最大值。

分别利用DI和抗旱指标隶属度平均值，对参试玉米品种的抗旱性进行评价。抗旱指数按4级标准划分，其中，DI≥1.0时为抗旱性强，DI为0.8～1.0时抗旱性中等，DI为0.6～0.8时抗旱性弱，DI＜0.6时抗旱性极弱。隶属度按5级标准[13]划分。

2 结果与分析

2.1 干旱处理对参试玉米品种生长及产量的影响

2.1.1 对玉米生育期的影响干旱处理的参试玉米品种生育期均＞其CK（表2），表明干旱胁迫会导致玉米生育期延长。其中，郑单958、伟科702、衡单6272和登海605进入大喇叭口期的时间与其CK一致，而其他品种均推迟1～2 d，可以看出，郑单958、伟科702、衡单6272和登海605在生长前期表现出了较好的耐旱性。干旱胁迫下，参试玉米品种的抽穗期推迟2～5 d，成熟期延后，最终，全生育期较CK延长了 3～7 d。

表2 干旱处理对参试玉米品种生育期的影响Table 2 Effects of drought dress on the growth period of maize cultivars

2.1.2 对玉米农艺性状的影响干旱处理的参试玉米品种株高、穗位高、茎粗和倒伏力均＜其CK（表3），表明干旱胁迫会导致玉米株高和穗位高降低，茎粗变细，倒伏力下降。其中，郑单958、伟科702、衡单6272、登海605、沧玉76的株高和倒伏力降幅均＜参试品种平均值，郑单958、沧玉6s、沧玉7s、沧玉76、浚单20的穗位高降幅＜参试品种平均值，郑单958、伟科702、衡单6272、登海605、沧玉76和先玉335的茎粗降幅均≤参试品种平均值，可以看出，干旱对各品种株高、茎粗和倒伏力的影响较为一致，而对穗位高的影响与其他3项指标相比差异较大。因此，不建议将穗位高的差值作为抗旱性的评价指标。

表3 干旱处理对参试玉米品种农艺性状差值的影响Table 3 Effects of drought dress on the agronomic traits of maize cultivars

利用株高、茎粗和倒伏力3个农艺性状对参试玉米品种的抗旱性进行综合评价，认为郑单958、伟科702、衡单6272、登海605和沧玉76抗旱性较好。

2.1.3 对玉米产量和产量性状的影响干旱处理的参试玉米品种产量性状和产量均＜其CK（表4），表明干旱胁迫会导致玉米产量性状变差，产量降低。其中，郑单958、伟科702、登海605的产量性状及产量的降幅均≤参试品种平均值，衡单6272除行粒数外其他性状的降幅也均＜参试品种平均值，可以看出，这4个品种在产量性状及产量方面表现出较好的抗旱性。

值得注意的是，沧玉76各项农艺性状的差值均＜参试品种平均值，在农艺性状方面表现出了较好的抗旱性；但是，在产量性状及产量方面，除行粒数外，其他性状的差值均＞参试品种平均值，表现较差。说明沧玉76营养器官的干旱适应性优于生殖器官。因此，在对作物进行抗旱性能评价时，必须要全面考虑。

表4 干旱处理对参试玉米品种产量及其相关性状差值的影响Table 4 Effects of drought dress on the yield and yield components of maize cultivars

2.2 参试玉米品种的抗旱性评价

2.2.1 利用抗旱指数评价参试玉米品种的DI为0.57～1.05（表5），差异较大，表明参试玉米品种的抗旱性差异较大。其中，伟科702的DI最大，其次是郑单958（1.02），二者抗旱性评价均为强；登海605、衡单6272的DI分别为0.99和0.96，抗旱性评价均为中等；浚单20的DI最小，抗旱性评价为极弱；其他品种的DI为0.63～0.77，抗旱性评价均为弱。

2.2.2 利用抗旱指标隶属度评价参试玉米品种的抗旱指标隶属度平均值为0.16～0.77（表6），差异较大，表明参试玉米品种的抗旱性差异较大。其中，伟科702抗旱指标隶属度平均值最大，抗旱级别为Ⅰ级；郑单958、衡单6272和登海605抗旱指标隶属度平均值为0.68～0.69，抗旱级别均为Ⅱ级；先玉335、沧玉7s和沧玉76抗旱指标隶属度平均值为0.42～0.54，抗旱级别均为Ⅲ级；浚单20抗旱指标隶属度平均值最小，抗旱级别为Ⅴ级；其他品种抗旱指标隶属度平均值为0.33～0.38，抗旱级别均为Ⅳ级。该评价结果与利用抗旱指数得到的抗旱性评价结果基本一致。

表5 参试玉米品种的抗旱指数及其抗旱性评价Table 5 Comparison of drought index of maize cultivars

3 结论与讨论

作物的抗旱性是多因素控制的复杂的综合性状体现，与构成玉米植株的各个器官和组织有关，在作物各生育阶段及产量上均有所表现。产量是作物抗旱性评价的重要指标，因此，与产量评价相关的抗旱指数广泛应用于各种作物的抗旱性评价当中。但是，单一的产量指标无法表征玉米各生育阶段的抗旱性，因此，引入隶属度对抗旱相关性状进行综合评价，以消除利用个别指标进行评价的片面性。隶属度值是［0，1］闭区间上的纯数，使参试品种各指标的抗旱性具有可比性，是一种较为可靠的评价方法[14]。分别利用抗旱指数和隶属度，对河北省10个主栽玉米品种的抗旱性进行评价，结果显示，2种方法的评价结果基本一致，均显示伟科702、郑单958、衡单6272和登海605抗旱性较好，其次是先玉335、沧玉7s和沧玉76，沧玉6s、蠡玉86和浚单20抗旱性较差。

表6 参试玉米品种的抗旱指标隶属度及其抗旱级别Table 6 Drought subordinate function values and drought tolerance of maize cultivars

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