導(dǎo)語(yǔ)：不同類型玉米種抗旱性田間實(shí)驗(yàn)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

干旱脅迫是中國(guó)玉米生產(chǎn)發(fā)展與產(chǎn)量提高的第一限制因素，特別是在西北干旱半干旱地區(qū)，一般干旱使玉米減產(chǎn)25％左右，大旱年減產(chǎn)30％～35％，旱災(zāi)嚴(yán)重年份部分地區(qū)幾乎絕收［1－2］。增強(qiáng)玉米自身抗旱能力是減少干旱威脅的一種重要、經(jīng)濟(jì)、有效的途徑［3－4］。準(zhǔn)確評(píng)價(jià)玉米品種的抗旱性是培育和篩選抗旱玉米品種的重要前提［5－6］。有關(guān)學(xué)者已從生理、生態(tài)、遺傳和育種［4，6－7］等不同角度對(duì)玉米抗旱性做了大量研究，提出與抗旱性有關(guān)的生理生化和形態(tài)等第二性狀指標(biāo)，并從不同程度應(yīng)用到玉米育種實(shí)踐中［7－9］。由于抗旱性是多個(gè)性狀作用的結(jié)果，任何單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)玉米抗旱性評(píng)價(jià)，都難以獲得準(zhǔn)確有效的結(jié)果，必須進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)［3，5］，同時(shí)作物的生產(chǎn)是一個(gè)種群過(guò)程，而非個(gè)體的表現(xiàn)［9］。因此，玉米抗旱性鑒定與評(píng)價(jià)，應(yīng)在群體條件下進(jìn)行研究［10－11］。通過(guò)在西北干旱地區(qū)進(jìn)行的大田鑒定，本試驗(yàn)探究不同玉米品種在干旱條件下的形態(tài)與產(chǎn)量性狀；采用產(chǎn)量抗旱指數(shù)為評(píng)價(jià)參數(shù)，分析各性狀與參數(shù)間的關(guān)系；運(yùn)用逐步回歸分析、灰色關(guān)聯(lián)分析、主成分分析和聚類分析，選擇出有效的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)各品種的抗旱性進(jìn)行分類。篩選出有效抗旱性鑒定評(píng)價(jià)參數(shù)和指標(biāo)，明確不同基因型玉米品種的抗旱性，為玉米抗旱材料的鑒選、抗旱遺傳育種及節(jié)水栽培理論和方法提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1．1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)作物示范園（E108°7′，N34°52′）進(jìn)行，試驗(yàn)地前茬作物為冬小麥，土壤為壚土，土壤0～20cm耕層的有機(jī)質(zhì)為12．1g／kg、全氮為0．963g／kg、有效氮為52．6mg／kg、速效磷為10．4mg／kg、速效鉀為272mg／kg。玉米生育期間降水量與氣溫見(jiàn)圖1，與歷年降水量和氣溫相比較，溫度增高，降水量減少。供試玉米品種見(jiàn)表1。采用2因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)因素為水分，設(shè)置干旱脅迫和正常灌水（對(duì)照）2個(gè)處理，副區(qū)因素為品種，每小區(qū)5行，行距0．667m，行長(zhǎng)5．5m，小區(qū)面積16．5m2，密度60000株／hm2。4次重復(fù)，其中1個(gè)重復(fù)供取樣測(cè)定，其余3個(gè)重復(fù)收獲計(jì)產(chǎn)。正常灌水處理：苗期、拔節(jié)期、抽雄期、灌漿期4個(gè)生育期灌水量均為每小區(qū)1．2m3（低壓管道出水口處用水表測(cè)量）。干旱脅迫處理：即前期控水（出苗后至吐絲一直不灌水，依靠自然降雨，吐絲后與正常灌水相同）。為減少灌水處理的水分滲漏，灌水和不灌水處理間用隔離區(qū)隔開(kāi)。2008年6月至10月降雨量296．1mm，為歷年平均值（360．5mm）的82．07％。玉米出苗至吐絲期降雨較少，僅為126．1mm，為歷年平均值（174．5mm）的72．26％。施肥水平為純N20kg／667m2，純P10kg／667m2，其中40％氮肥和全部的磷肥作為底肥一次施入，60％的氮肥喇叭口期（13葉展）作為追肥施入。其余管理同大田。

1．2測(cè)定項(xiàng)目與方法

1．2．1雌雄開(kāi)花間隔（ASI）生長(zhǎng)期內(nèi)記載吐絲和散粉間隔時(shí)間，單位為天（d）。

1．2．2葉卷曲度采用目測(cè)法按郭龍彪等［12］田間鑒定將葉卷曲度分為5個(gè)級(jí)別。卷曲級(jí)別＝∑（N×S／T），N為同一級(jí)別卷曲株數(shù)，S為卷葉級(jí)別值，T為總株數(shù)。

1．2．3保綠性采用目測(cè)法按MahalashmiV［13］的方法，綠葉片數(shù)在整株綠葉數(shù)中的比例分為0～9個(gè)級(jí)別，0級(jí)為0～10％相對(duì)綠葉面積，9級(jí)為90％～100％相對(duì)綠葉面積。

1．2．4產(chǎn)量性狀玉米散粉結(jié)束后每一行測(cè)量10株株高和穗位高；成熟后實(shí)收中間兩行稱鮮質(zhì)量，根據(jù)兩行鮮質(zhì)量、果穗數(shù)得到單穗鮮質(zhì)量的平均值，利用單穗鮮質(zhì)量的平均值選取其中10個(gè)果穗，考查每穗穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量、禿尖長(zhǎng)、籽粒曬干后采用Kette888型水分儀測(cè)定籽粒含水量，將含水量統(tǒng)一折算為14％計(jì)算單株穗質(zhì)量和單株粒質(zhì)量。分別計(jì)算產(chǎn)量抗旱系數(shù)（DroughtCoefficient，DC）和抗旱指數(shù)（DroughtResistanceIndex，DI）：DC＝干旱產(chǎn)量／對(duì)照產(chǎn)量，DI＝DC×干旱產(chǎn)量／所有品種干旱處理產(chǎn)量。

1．3數(shù)據(jù)處理

采用DPS軟件的單因素方差分析（ANO－VA）檢驗(yàn)各指標(biāo)在不同水分水平下的差異性，采用SigmaPlot10．0軟件作圖。

2結(jié)果與分析

2．1干旱脅迫對(duì)玉米籽粒產(chǎn)量的影響

由圖2可看出，玉米干旱處理的籽粒產(chǎn)量均明顯低于正常處理，不同品種間產(chǎn)量及其受干旱影響的程度有較大差異。干旱處理下各品種的產(chǎn)量比正常處理降低80．97～220．19kg，平均減少160．34kg，變異系數(shù)為26．32％，表明不同基因型玉米品種產(chǎn)量對(duì)干旱脅迫的相應(yīng)程度不同。正常處理的產(chǎn)量與干旱處理的產(chǎn)量顯著正相關(guān)（r＝0．4566）（圖3－A），在正常灌溉水平下高產(chǎn)的品種在干旱情況下也具有高產(chǎn)的潛力，鄭單958、浚單20、先玉335、秦龍11、栗玉2號(hào)、富友9號(hào)等16個(gè)玉米品種可適應(yīng)較寬的干旱脅迫，但并不意味著在干旱條件下篩選品種沒(méi)有必要，進(jìn)一步通過(guò)抗旱性鑒定，篩選出5個(gè)最優(yōu)抗旱豐產(chǎn)性品種（圖3－B）。且籽粒產(chǎn)量呈連續(xù)的正態(tài)或偏正態(tài)分布，為典型的數(shù)量性狀，足以說(shuō)明玉米抗旱機(jī)制極為復(fù)雜，因此，篩選抗旱性狀指標(biāo)進(jìn)行抗旱機(jī)制及育種研究至關(guān)重要。

2．2不同玉米品種抗旱表觀性狀相關(guān)及有效指標(biāo)的篩選

理論上干旱敏感品種在干旱條件下會(huì)出現(xiàn)缺水癥狀。分別取正常和干旱處理的單株調(diào)查抗旱相關(guān)的性狀指標(biāo)，從圖4可以看出，所有調(diào)查樣品的性狀均表現(xiàn)一定的變異，在同一供水條件下各樣品性狀的變異幅度相差很大，變異系數(shù)從小到大的順序是株高＜穗粗＜穗行數(shù)＜穗長(zhǎng)＜穗粒數(shù)＜行粒數(shù)＜千粒質(zhì)量＜產(chǎn)量＜穗位高＜結(jié)實(shí)長(zhǎng)＜葉卷曲度＜雌雄開(kāi)花間隔＜保綠性。其中，產(chǎn)量和保綠性在品種間變異較大，而株高、穗粗和穗行數(shù)變異較小，不同供水條件下性狀的變異程度也不同。在干旱脅迫下，除個(gè)別性狀如株高、穗粗和行粒數(shù)等，大部分性狀品種間的變異大于供水條件，說(shuō)明干旱脅迫加大品種間的差異，表明不同品種具有不同的忍耐干旱脅迫的能力。為了選擇有效的抗旱性評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)品種各性狀間的關(guān)系進(jìn)行分析。從表2可看出，正常灌水下，DC與DI評(píng)價(jià)參數(shù)除與產(chǎn)量、千粒質(zhì)量和保綠性達(dá)極顯著或顯著相關(guān)外，與其他9個(gè)性狀間相關(guān)性不顯著。而在干旱脅迫條件下，單株產(chǎn)量、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、雌雄開(kāi)花間隔和保綠性與DC和DI分別呈顯著正相關(guān)和極顯著負(fù)相關(guān)，其中雌雄開(kāi)花間隔和保綠性與DI相關(guān)系數(shù)分別為0．9115、0．7943，且在干旱脅迫下與產(chǎn)量呈極顯著相關(guān)（r＝0．7943，r＝－0．5389）。由圖5可看出，在干旱脅迫下產(chǎn)量與雌雄開(kāi)花間隔和保綠性均極顯著相關(guān)（r＝0．5924，r＝0．5462），說(shuō)明這2個(gè)形態(tài)指標(biāo)在干旱條件下直接影響品種的抗旱性。由通徑分析可知，雌雄開(kāi)花間隔和保綠性對(duì)抗旱指數(shù)的貢獻(xiàn)為0．4381和0．4528。綜合灰色關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果（表3），形態(tài)指標(biāo)雌雄開(kāi)花間隔、保綠性和產(chǎn)量性狀指標(biāo)單株產(chǎn)量、穗粒數(shù)為表征玉米抗旱性的關(guān)鍵指標(biāo)。即由這4個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)和鑒定品種的抗旱性強(qiáng)弱。

2．3不同玉米品種的抗旱性評(píng)價(jià)與鑒定

根據(jù)綜合評(píng)價(jià)篩選出穗粒數(shù)、單穗產(chǎn)量、雌雄開(kāi)花間隔和保綠性4個(gè)指標(biāo)，對(duì)不同基因型玉米品種的抗旱性進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明（圖6），第Ⅰ類是東單11至豫玉22等26個(gè)品種，為不抗旱類型；第Ⅱ類是天泰10號(hào)至長(zhǎng)城799等20個(gè)品種，為中抗類型；第Ⅲ類是鄭單958、先玉335、粟玉2號(hào)等5個(gè)品種，為抗旱類型；與根據(jù)產(chǎn)量抗旱指數(shù)對(duì)玉米品種的抗旱性聚類結(jié)果（圖7）比較，形態(tài)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)品種抗旱性，再次從15個(gè)抗旱品種篩選出5個(gè)，說(shuō)明以形態(tài)指標(biāo)結(jié)合產(chǎn)量抗旱指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)品種抗旱性具有準(zhǔn)確性和可靠性，也佐證篩選形態(tài)指標(biāo)雌雄開(kāi)花間隔和保綠性的典型性。

3討論

玉米是否抗旱最終體現(xiàn)在產(chǎn)量方面［14］，玉米抗旱性對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響已有大量的研究報(bào)道，產(chǎn)量作為抗旱研究的重要因素之一具有可行性和有效性，受到眾多科研工作者的關(guān)注和重視［8－9］。在以往研究中，較多的是產(chǎn)量抗旱系數(shù)，這種方法只能說(shuō)明旱地玉米的穩(wěn)產(chǎn)性，未能說(shuō)明其高產(chǎn)性或高產(chǎn)潛力的可塑性，而抗旱指數(shù)是在抗旱系數(shù)的基礎(chǔ)上考慮到脅迫產(chǎn)量，表明抗旱基因型同時(shí)具有干旱脅迫下產(chǎn)量高和抗旱系數(shù)的雙重標(biāo)準(zhǔn)［1－2］。本研究以玉米產(chǎn)量抗旱指數(shù)為基礎(chǔ)，得出有效雌雄開(kāi)花間隔、保綠性形態(tài)指標(biāo)與產(chǎn)量呈極顯著相關(guān)的結(jié)果（r＝0．7943，r＝－0．5389），與羅淑平［6］和BanzingerM等［7］的結(jié)論相一致。說(shuō)明雌雄開(kāi)花間隔期、保綠性等形態(tài)指標(biāo)可應(yīng)用于玉米抗旱品種的鑒定和篩選。玉米抗旱性是由多種因素相互作用而構(gòu)成的一個(gè)較為復(fù)雜的綜合性狀，用單一指標(biāo)很難準(zhǔn)確評(píng)定玉米的抗旱性，必須將多個(gè)指標(biāo)運(yùn)用不同的分析方法進(jìn)行綜合分析，才能真實(shí)評(píng)價(jià)玉米抗旱性的本質(zhì)［3，5］。本研究通過(guò)田間鑒定，以產(chǎn)量抗旱指數(shù)為評(píng)價(jià)參數(shù)，運(yùn)用逐步回歸分析、灰色關(guān)聯(lián)分析和聚類分析，篩選出雌雄開(kāi)花間隔、保綠性形態(tài)指標(biāo)與產(chǎn)量性狀，以這3個(gè)指標(biāo)對(duì)玉米抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，鑒選出抗旱性好的鄭單958、粟玉2號(hào)、先玉335等5個(gè)品種和陜單902、豫玉22、沈單16、陜單308等26個(gè)抗旱性差的品種。從產(chǎn)量抗旱指數(shù)進(jìn)行聚類的15個(gè)抗旱品種篩選出5個(gè)，說(shuō)明以形態(tài)指標(biāo)結(jié)合產(chǎn)量抗旱指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)品種抗旱性具有準(zhǔn)確性，也驗(yàn)證了雌雄開(kāi)花間隔和保綠性的可靠性。

4結(jié)論

干旱處理下玉米品種籽粒產(chǎn)量均比正常處理明顯降低，雌雄開(kāi)花間隔增加，株高和穗位高降低，穗短小，禿尖多，穗粒數(shù)少，粒質(zhì)量輕，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降。雌雄開(kāi)花間隔、保綠性與產(chǎn)量抗旱指數(shù)之間呈極顯著或顯著相關(guān)。并利用這些指標(biāo)鑒選出鄭單958、粟玉2號(hào)、富友9號(hào)、先玉335等5個(gè)抗旱性好的品種和陜單902、豫玉22、沈單16、陜單308等26個(gè)抗旱性差的品種。雌雄開(kāi)花間隔、保綠性形態(tài)性狀是田間鑒定玉米抗旱性綜合評(píng)價(jià)有效的指標(biāo)，運(yùn)用形態(tài)指標(biāo)結(jié)合產(chǎn)量性狀來(lái)評(píng)價(jià)玉米品種抗旱性較為客觀、簡(jiǎn)單易行。