(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 太原 030031)

干旱是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中影響作物產(chǎn)量和種植范圍的重要環(huán)境因素之一。我國(guó)水資源分布南方多北方少，北方水資源僅占全國(guó)的30%。隨著全球氣候逐步變暖，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境不斷惡化，旱情發(fā)生頻率和強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。干旱對(duì)玉米生產(chǎn)的影響在眾多的非生物逆境因素中被列為第一位[1]，每年因旱災(zāi)而受損的土地約為 133.3 萬hm2[2]。山西省干旱面積大，旱地約占總耕地面積的80%，并且近年來一直干旱少雨，嚴(yán)重制約著玉米的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性。

春季干旱已成為影響旱作玉米正常播種與出苗的關(guān)鍵問題[3],玉米從萌發(fā)到出苗這一階段對(duì)水分最為敏感，對(duì)玉米后期的生長(zhǎng)也最為重要[4]。種子萌發(fā)階段是作物能否在干旱條件下完成生育周期的關(guān)鍵時(shí)期之一，不僅會(huì)影響播種質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)影響到植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育[5]。近年來，隨著機(jī)械單粒播種技術(shù)的快速推進(jìn)，干旱地區(qū)玉米種子的萌發(fā)期抗旱性顯得尤為重要[6-8]。此外，玉米苗期遇旱會(huì)降低其出苗能力和保苗率，導(dǎo)致減產(chǎn)。因此，苗期耐旱性也是玉米育種中需要考慮的重要性狀。

目前，玉米品種在審定過程中大多采用多年多點(diǎn)試驗(yàn)[9]，尚未設(shè)定專門的玉米抗旱性鑒定試驗(yàn)。并且對(duì)玉米品種的抗旱性鑒定大多僅限于萌發(fā)期或苗期單獨(dú)的試驗(yàn)研究，二者結(jié)合鑒定的試驗(yàn)尤為少見。為探討山西省玉米主栽品種的抗旱性，本研究選取45個(gè)已經(jīng)通過審定并在山西及全國(guó)各省應(yīng)用推廣的玉米雜交種，對(duì)其進(jìn)行了萌發(fā)期和苗期抗旱性鑒定與評(píng)價(jià)，以期為旱區(qū)玉米品種選擇、抗旱玉米品種選育和評(píng)價(jià)及玉米節(jié)水栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取近年來山西省審定推廣的普通玉米品種45個(gè)(見表1)，對(duì)照為先玉335。

表1 玉米供試品種

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)分為萌發(fā)期抗旱性鑒定和苗期抗旱性鑒定兩部分。參考“河北省地方標(biāo)準(zhǔn)——玉米抗旱性鑒定技術(shù)規(guī)范[10]”，并加以改進(jìn)。

1.2.1種子萌發(fā)期抗旱性鑒定方法

種子萌發(fā)期抗旱性鑒定采用高滲溶液法。-0.3 MPa的PEG-6000水溶液對(duì)種子進(jìn)行脅迫處理，以無離子水培養(yǎng)為對(duì)照。

1) 種子不包衣和不拌種。

2) 15%PEG-6000水溶液。

3) 30粒種子為一個(gè)重復(fù)，共4次重復(fù)。對(duì)照與上同。

4) 培養(yǎng)箱中28 ℃培養(yǎng)，光照強(qiáng)度750～1 250 lx，第2、4、6、8天調(diào)查發(fā)芽率。

5) 種子萌發(fā)耐旱指數(shù)(按照 Bouslama 等[11]的公式)計(jì)算：

GDRI=(PIs÷PIc)×100%；

PI=1.00×nd 2+0.75×nd 4+0.50×nd 6+0.25×nd 8；

PIc=1.00×nd 2 ck+0.75×nd 4 ck+0.50×nd 6 ck+0.25×nd 8 ck；

PIs=1.00×nd 2 s+0.75×nd 4 s+0.50×nd 6 s+0.25×nd 8 s。

式中，PI為種子萌發(fā)指數(shù)，nd 2、nd 4、nd 6、nd 8分別為2、4、6、8 d的種子萌發(fā)率；PIc為脅迫條件下對(duì)照萌發(fā)指數(shù)；PIs為脅迫條件下種子萌發(fā)指數(shù)；GDRI為種子萌發(fā)耐旱指數(shù)。

幼苗干旱存活率(%)=(干旱處理后的存活苗數(shù)/試驗(yàn)苗數(shù))×100%。

表2 種子萌發(fā)期的抗旱性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.2苗期抗旱性鑒定方法

苗期抗旱性鑒定在旱棚內(nèi)進(jìn)行，采用盆栽反復(fù)干旱法。

1) 種子不包衣或不拌種。

2) 在日均溫度(25±5)℃條件下進(jìn)行。

3) 4次重復(fù)，每重復(fù)30株。

4) 播種：在塑料方盆中裝入10 cm厚中等肥力的耕層土，灌水到田間持水量的85%以上，播種、覆土2 cm。

5) 第1次干旱脅迫至復(fù)水：幼苗長(zhǎng)至3葉1心期停止供水，土壤含水量降至田間持水量的30%～40%時(shí)調(diào)查原始苗數(shù)。降至20%～15%時(shí)復(fù)水，使土壤含水量達(dá)到75%～85%，72 h調(diào)查存活苗數(shù)。以幼苗或葉片恢復(fù)鮮綠色為存活。

6) 第2次干旱脅迫至復(fù)水：第1次復(fù)水后，進(jìn)行第2次脅迫。當(dāng)土壤含水量降至田間持水量的20%～15%時(shí)，第2次復(fù)水， 72 h調(diào)查存活苗數(shù)。以幼苗或葉片恢復(fù)鮮綠色為存活。

7) 苗期反復(fù)干旱存活率[12]計(jì)算：

表3 玉米苗期抗旱性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 種子萌發(fā)期抗旱性鑒定結(jié)果分析

種子萌發(fā)脅迫指數(shù),反映了種子在高滲溶液中的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，是評(píng)價(jià)種子萌發(fā)期抗旱性的可靠指標(biāo)[13]。試驗(yàn)結(jié)果(表4)表明，種子萌發(fā)耐旱指數(shù)高于ck的有15個(gè)品種，占33.3%。

2.2 種子抗旱萌發(fā)耐旱指數(shù)綜合評(píng)價(jià)

在45個(gè)品種中有15個(gè)品種種子萌發(fā)耐旱指數(shù)高于對(duì)照?？购敌詷O強(qiáng)的沒有，強(qiáng)的3個(gè)，中強(qiáng)的10個(gè)，弱的18個(gè)，極弱的14個(gè)。見表5。

2.3 苗期反復(fù)干旱抗旱性試驗(yàn)結(jié)果

干旱后幼苗存活率作為苗期抗旱性鑒定指標(biāo),是我國(guó)作物抗旱性鑒定中常用的鑒定指標(biāo)之一。試驗(yàn)對(duì)45個(gè)品種及對(duì)照進(jìn)行了“干旱—復(fù)水—干旱—復(fù)水”處理，并對(duì)復(fù)水后的成活數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算耐旱成活率(表6)。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可看出，對(duì)照先玉335抗旱性極強(qiáng)。試驗(yàn)材料中有8個(gè)品種的抗旱性與對(duì)照處于同一級(jí)別，且干旱存活率均高于對(duì)照，占試驗(yàn)品種的17.8%。

2.4 苗期抗旱性綜合評(píng)價(jià)

在45個(gè)品種中有8個(gè)品種苗期干旱成活率高于對(duì)照?？购敌詷O強(qiáng)的8個(gè)，強(qiáng)的15個(gè)，中強(qiáng)的9個(gè)，弱的4個(gè)，極弱的9個(gè)。見表7。

表4 試驗(yàn)材料種子萌發(fā)期抗旱性鑒定結(jié)果

表5 玉米種子萌發(fā)期抗旱性綜合評(píng)價(jià)

表6 玉米材料苗期反復(fù)干旱抗旱性鑒定結(jié)果

表6(續(xù))

表7 玉米苗期反復(fù)干旱抗旱性綜合評(píng)價(jià)

3 結(jié)論與討論

植物的抗旱性是一個(gè)復(fù)雜的綜合特性，由多基因控制、多因素相互作用而成[14,15]；不僅作用于構(gòu)成植株體的各個(gè)器官、組織,而且發(fā)生在生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段,最終決定產(chǎn)量[15]。張仁和等[16]的研究表明，干旱脅迫影響玉米植株生長(zhǎng)和光合作用，使植株生物量顯著下降。本研究從玉米的生長(zhǎng)發(fā)育角度出發(fā),分別測(cè)定了種子萌發(fā)抗旱指數(shù)和干旱后幼苗存活率，形成了種子萌發(fā)率、種子萌發(fā)耐旱指數(shù)和幼苗反復(fù)干旱存活率三位一體的初級(jí)鑒定指標(biāo)。對(duì)于在有春旱發(fā)生的玉米生產(chǎn)區(qū)了解芽、苗期抗旱性，對(duì)促進(jìn)玉米成苗、減少旱境造成的減產(chǎn)有重要意義。

本研究結(jié)合玉米抗旱萌發(fā)和苗期反復(fù)失水試驗(yàn)，鑒定出抗旱性品種即萌發(fā)期抗旱級(jí)別達(dá)到中等(MR)、苗期反復(fù)干旱抗旱性達(dá)到強(qiáng)(R)的品種有：并單62、瑞普909、中地88、并單72、潞玉1403、瑞普9001、盛玉688、福盛園1號(hào)、潞玉1611共9個(gè)品種。從鑒定結(jié)果看，玉米的抗旱性強(qiáng)弱有的表現(xiàn)在萌發(fā)期，有的表現(xiàn)在苗期。結(jié)合不同品種的抗旱特點(diǎn)和不同種植區(qū)的氣候條件，因地制宜地選擇、推廣品種，對(duì)于增產(chǎn)增收有重要的現(xiàn)實(shí)意義。