田桂欽 史麗麗 張瑩瑩 李永江 董文恒 張 盼 張曉輝 龐文喜 盧道文 孫海潮 宋俊喬
(安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河南 安陽 455000)
玉米品種區(qū)域試驗(yàn)是按照既定試驗(yàn)方案,對(duì)新選育和新引進(jìn)品種的生育性狀進(jìn)行鑒定的過程,是玉米品種審定的基礎(chǔ),是對(duì)新育成玉米品種的重要特征特性進(jìn)行綜合鑒定的重要環(huán)節(jié)[1],是玉米新品種進(jìn)入市場(chǎng)必不可少的一步[2]。玉米各性狀之間存在著相互作用與關(guān)聯(lián)[3],近30年來,相關(guān)性分析已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于玉米的相關(guān)研究[3-4],這些研究主要是普通玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性分析,鮮食糯玉米綜合性狀之間的相關(guān)性分析研究相對(duì)較少[5]。
本文作者對(duì)2015-2021年玉米國(guó)家區(qū)試報(bào)告中鮮食糯玉米區(qū)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,分析了參試品種的產(chǎn)量、品質(zhì)性狀及相關(guān)綜合性狀相關(guān)性,以期為鮮食糯玉米育種及相關(guān)研究提供一定的理論依據(jù)。
以2015-2021年參加國(guó)家鮮食糯玉米區(qū)域試驗(yàn)的541個(gè)品種(組合)為試驗(yàn)材料。
根據(jù)國(guó)家玉米品種試驗(yàn)實(shí)施方案,鮮食糯玉米試驗(yàn)不設(shè)重復(fù),小區(qū)面積24 m2,6行區(qū),密度為52 500株/hm2,收中間4行計(jì)產(chǎn)。試驗(yàn)周邊應(yīng)設(shè)置與小區(qū)行數(shù)相同的保護(hù)行,為防止花粉直感造成相互影響,每個(gè)品種在2邊行套袋自交或互交20株(穗),以備品嘗鑒定和評(píng)價(jià),套袋隔離直至采收。糯玉米最佳采收期為授粉后的24~26 d,參試品種每個(gè)試點(diǎn)測(cè)產(chǎn)、品嘗鑒定時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況確定。
鮮食糯玉米國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)主要包括東華北區(qū)、黃淮海區(qū)、東南區(qū)、西南區(qū),各區(qū)域情況簡(jiǎn)要介紹如下。
東華北區(qū):包括河北省北部、陜西省、遼寧省、北京市、內(nèi)蒙古自治區(qū)、黑龍江省、吉林省、新疆維吾爾族自治區(qū),該區(qū)域土壤以黑色、棕色土為主,土壤肥沃,氣候?qū)贉貛А⒑疁貛?,冬季氣候寒冷干燥,夏季氣候溫暖濕?rùn),≥10℃活動(dòng)積溫2 000~3 600℃,年降雨量200~800 mm,無霜期130~180 d。
黃淮海區(qū):包括安徽省、河南省、陜西省、天津市、江蘇省、陜西省、北京市、山東省、河北省南部,該區(qū)域地勢(shì)平坦,海拔較低,土壤主要有黃土、壤土、棕色土,氣候?qū)倥瘻貛?,?0℃活動(dòng)積溫3 600~4 000℃,年降雨量400~800 mm,無霜期170~240 d。
西南區(qū):包括重慶市、貴州省、四川省、云南省、湖北省,該區(qū)域近90%的土地分布在丘陵山區(qū)和高原,屬溫暖到亞熱帶濕潤(rùn)氣候,土壤多為紅、黃黏壤土,雨量充沛、水熱資源豐富,≥10℃活動(dòng)積溫4 700~5 500℃,年降雨量800~1 200 mm,無霜期240~330 d。
東南區(qū):包括上海市、廣東省、江西省、福建省、江蘇省、安徽省、浙江省、廣西壯族自治區(qū)、海南省,該區(qū)域?qū)賮啛釒駶?rùn)氣候,氣溫較高,雨量充沛,土壤多為黃壤和紅壤,土質(zhì)黏重,肥力不高,≥10℃活動(dòng)積溫4 500~9 000℃,年降雨量1 000~2 500 mm,無霜期250~365 d。
測(cè)定項(xiàng)目主要包括鮮食糯玉米的品質(zhì)性狀、農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量。品質(zhì)性狀包括鮮果穗產(chǎn)量、皮渣率、感官品質(zhì)、氣味風(fēng)味、色澤、糯性、柔韌性、皮厚薄、品嘗品質(zhì);農(nóng)藝性狀包括株高、穗位、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、禿尖長(zhǎng)、鮮百粒重、出籽率、空稈率、倒伏倒折率、生育期。品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定按照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部試行辦法和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 524-2002糯玉米)執(zhí)行。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于2015-2021年中國(guó)玉米新品種動(dòng)態(tài)(玉米品種區(qū)試報(bào)告)中鮮食糯玉米區(qū)域試驗(yàn)。采用DPS 18.10和Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。
由表1可知,東華北區(qū)鮮果穗產(chǎn)量最高、變異系數(shù)最大,西南區(qū)鮮果穗產(chǎn)量最低、變異系數(shù)最小;皮渣率含量東華北區(qū)最低、西南區(qū)最高,變異系數(shù)西南區(qū)最低;感官品質(zhì)西南區(qū)最大、變異系數(shù)最大,東南區(qū)變異系數(shù)最小;氣味風(fēng)味東南區(qū)最大、變異系數(shù)最??;色澤、皮厚薄均以黃淮海區(qū)最大,東南區(qū)變異系數(shù)最??;糯性東華北區(qū)最大,變異系數(shù)東南區(qū)最?。蝗崮坌愿鲄^(qū)差異性較?。黄穱L品質(zhì)總分以黃淮海區(qū)最高、西南區(qū)最低,變異系數(shù)黃淮海區(qū)最大、東南區(qū)最小。
表1 不同區(qū)域參試鮮食糯玉米品種產(chǎn)量和品質(zhì)性狀分析
續(xù)表1
由表2可知,鮮食糯玉米育種水平隨著年份的增加呈穩(wěn)步上升趨勢(shì),且自2019年以來,產(chǎn)量隨年份增加幅度較大。在不同區(qū)域間,鮮食糯玉米品質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)及品嘗品質(zhì)總分變異系數(shù)較小,在0.3%~2.4%之間,皮渣率變異系數(shù)最高為34.1%,鮮果穗產(chǎn)量變異系數(shù)較高為9.6%。鮮食糯玉米品質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)及品嘗品質(zhì)總分在不同年份間變異系數(shù)較小,在0.6%~2.4%之間,鮮果穗產(chǎn)量變異系數(shù)最高為13.2%,皮渣率變異系數(shù)較低為3.5%。皮渣率在不同年份間變異系數(shù)顯著低于不同區(qū)域間。
表2 鮮食糯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)在不同區(qū)域和年度間的變化情況
對(duì)2015-2021年參試品種的農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見表3。由表3可知,在所有區(qū)域所有農(nóng)藝性狀中,倒伏倒折率的變異系數(shù)最大,空稈率、禿尖長(zhǎng)的變異系數(shù)次之,穗位變異系數(shù)較大,株高、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、鮮百粒重、生育期的變異系數(shù)都較小。由此可知,在所有農(nóng)藝性狀中,倒伏倒折率、空稈率、禿尖長(zhǎng)的穩(wěn)定性較差,易受環(huán)境影響;株高、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、鮮百粒重、生育期等性狀受環(huán)境影響較小。株高、穗位、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、生育期都是東華北區(qū)最大,禿尖長(zhǎng)西南區(qū)最大、東華北最小,出籽率東南區(qū)最大、東華北區(qū)最小,鮮百粒重西南區(qū)最大,倒伏倒折率黃淮海區(qū)最大、西南區(qū)最小。
由表4可知,除東南區(qū)生育期與鮮果穗產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)外,鮮百粒重、穗粗、生育期、穗行數(shù)與鮮果穗產(chǎn)量呈正相關(guān),且相關(guān)性比較大,空稈率與鮮果穗產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。
鮮果穗產(chǎn)量、株高、穗位、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)在各區(qū)域間表現(xiàn)為東華北區(qū)>黃淮海區(qū)>東南區(qū)>西南區(qū)(除穗長(zhǎng)的西南區(qū)>東南區(qū)外),本研究中所述鮮果穗產(chǎn)量是各區(qū)域7年內(nèi)所有品種區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量的平均值。不同區(qū)域間鮮果穗產(chǎn)量出現(xiàn)差異的原因可能是氣候、土壤、育種目標(biāo)等多種因素造成的。東華北區(qū)土壤多為黑色、棕色土,土質(zhì)肥沃,且玉米生育期最長(zhǎng),玉米生長(zhǎng)季節(jié)晝夜溫差大,有利于干物質(zhì)的積累,故鮮果穗產(chǎn)量最高[11-12]。而黃淮海區(qū)玉米生育期最短,鮮果穗產(chǎn)量卻比西南區(qū)、東南區(qū)高,可能是因?yàn)辄S淮海區(qū)是我國(guó)兩大玉米優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)之一,該區(qū)域地勢(shì)平坦、土壤肥沃,玉米多為夏播種植,雨熱同季,有利于玉米生產(chǎn)[6-9]。西南區(qū)地形、地勢(shì)多變,氣候變化復(fù)雜,高溫多濕、干旱災(zāi)害頻發(fā),山地水土流失嚴(yán)重,土壤稀薄,所以玉米產(chǎn)量不高[10]。東南區(qū)雖然鮮果穗產(chǎn)量不高,但是出籽率在4個(gè)區(qū)域中卻最高,可能是因?yàn)樵搮^(qū)域在育種中注重糯玉米食用品質(zhì)和加工特性的選育,一般選擇鮮果穗產(chǎn)量較高、出籽率高、糯性好、氣味風(fēng)味好的品種。
鮮果穗產(chǎn)量隨年份逐年增加,說明育種水平日益提高。鮮果穗產(chǎn)量在不同區(qū)域和年份間變異系數(shù)較大,一方面可能是近年來氣候多變,產(chǎn)量變化較大;另一方面可能是各單位育種水平不一、育種目標(biāo)不盡相同造成。有的育種家可能注重籽粒顏色的豐富多彩,有的可能更注重加工特性的選擇,如穗粗、穗長(zhǎng)中等,穗軸較細(xì)、口感口味較好等。
541個(gè)鮮食糯玉米參試品種(組合)的皮渣率和品嘗品質(zhì)在不同區(qū)域間有顯著差異,皮渣率含量東華北區(qū)最低;品嘗品質(zhì)總分黃淮海區(qū)最高。變異系數(shù)皮渣率最高,品嘗品質(zhì)總分最低。不同年份間皮渣率變異系數(shù)顯著低于不同區(qū)域間,說明地域氣候特點(diǎn)、品種特征特性、種植方式對(duì)皮渣率影響更大。
在不同區(qū)域間,倒伏倒折率的變異系數(shù)最大,空稈率、禿尖長(zhǎng)的變異系數(shù)次之,穗位變異系數(shù)較大,說明這些性狀易受環(huán)境影響,新品種抗倒性鑒定需要進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)試,品種推廣范圍要嚴(yán)格依據(jù)品種表現(xiàn)來確定。從農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性系數(shù)可以看出,鮮百粒重、穗粗和穗行數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性系數(shù)均排在前列,且呈正相關(guān),表明參試品種百粒重越大、穗越粗、穗行數(shù)越多,鮮果穗產(chǎn)量越高。由于鮮食玉米產(chǎn)量是鮮果穗產(chǎn)量,受穗粗影響較大,但選擇粗穗品種時(shí)要注意穗軸粗細(xì),穗軸太粗會(huì)降低鮮食玉米使用價(jià)值。空稈率與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),說明空稈率嚴(yán)重影響產(chǎn)量,選育高產(chǎn)品種要重視對(duì)空稈率的鑒定。今后糯玉米育種依然是以選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適品種為主,但是也會(huì)更注重口感和品嘗品質(zhì)的選擇,甜加糯型品種和適宜工業(yè)加工的品種的選育將會(huì)是今后糯玉米育種的重要方向。