玉米品种抗倒伏关联特性的鉴定

白永新，张润生，李鹏，魏振飞，白宇皓，张建华，郭盛

（山西省农业科学院玉米研究所，山西忻州034000）

玉米品种抗倒伏关联特性的鉴定

白永新，张润生，李鹏，魏振飞，白宇皓，张建华，郭盛

（山西省农业科学院玉米研究所，山西忻州034000）

玉米倒伏已成为影响玉米高产的重要因素。以植株特征、茎秆强度、根系状况、茎秆主要成分、籽粒品质等为要素，研究分析玉米抗倒伏能力的大小。结果表明，茎秆抗拉弯强度与抗倒性有显著的正相关性，可作为抗倒性鉴定的指标之一；茎秆主要成分、籽粒品质与品种抗倒性没有相关性；气生根和不定根的生长数量、发育好坏影响玉米植株的抗倒性。

玉米；抗倒伏；相关性；分析

近年来，随着玉米生产发展和玉米品种更新换代步伐的加快，玉米种植密度大幅度提高，达到了6.00万～7.50万株/hm2，比2000年以前每公顷增加0.75万～1.50万株，使得倒伏成为玉米生产的主要问题之一[1]，影响了产量的进一步提高。玉米倒伏既受气候的影响，栽培措施与玉米的倒伏也有关联[2-4]，而玉米品种本身特性与抗倒伏能力最为密切。

本研究从品种本身出发，围绕株高、穗位、茎粗、茎秆强度、根系发达特性、籽粒及茎秆的品质指标等[5]来深入了解玉米品种的抗倒性，旨在为玉米品种的大力推广和科学栽培提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料

参试品种为山西省近年来的主推品种，分别为太玉339、登海618、利民33、瑞普908、晋单71、先玉508、大丰30、先玉696、瑞普959、郑单958、并单16、先玉335，共12个。

1.2 试验方法

试验于2015年在山西省农业科学院玉米研究所试验地进行。每个品种分别设6.00万、6.75万、7.50万株/hm2共3个密度，每品种每个密度种植10行，面积30 m2。一般在玉米灌浆末期，每个处理、每个品种分别随机抽取5个样本进行性状测定，取其平均值，其中，籽粒品质、茎秆品质的分析样品取自6.75万株/hm2密度下。

1.3 测定项目及方法

茎秆强度测定包括茎秆抗拉弯强度、茎秆表皮穿刺强度、茎秆抗折断压力的测定[6-9]，籽粒品质包括粗淀粉、粗蛋白、粗脂肪的分析，茎秆品质指标包括粗纤维、可溶性糖、粗蛋白的检测，并调查根系数量和田间倒伏率。

茎秆抗拉弯强度测定方法是在玉米穗位节位置应用YYD-1型茎秆强度测定仪，水平推植株，使其向侧方倾斜30°，45°时茎秆强度测定仪的读数记录。茎秆表皮穿刺强度方法是在玉米地上第2节间和第3节间中部位置，应用YYD-1型茎秆强度测定仪进行茎秆表皮穿刺。茎秆抗折断压力的测定方法是选取玉米地上第3，4，5节茎秆，在室内利用测定平台与YYD-1型测定仪连接，测定每节在弯曲折断时的压力。

2 结果与分析

2.1 茎秆抗拉弯强度测定

从表1可以看出，6.00万株/hm2时，12个玉米品种30°时推力范围在1.16～4.31 kg，45°时推力为1.91～4.88 kg，推力较大的3个品种为登海618、瑞普959、利民33，推力最小的品种为先玉508。6.75万株/hm2时，12个玉米品种30°时推力范围在1.40～2.61 kg，45°时推力为1.62～3.04 kg，推力较大的3个品种为登海618、先玉335、利民33，推力最小的品种为郑单958。

7.50 万株/hm2时，12个参试玉米品种30°时的推力范围为1.22～4.67 kg，45°时推力范围为1.64～5.27 kg，推力较大的3个品种为登海618、瑞普959、利民33，推力最小的品种为晋单71。

同一品种在不同密度下，倾斜45°的推力大于30°时的推力。

表1 各品种茎秆抗拉弯强度比较kg

2.2 茎秆表皮穿刺强度测定

由表2可知，6.00万株/hm2时，第2节的穿刺强度值大于第3节的数值。参试的12个玉米品种第2节的穿刺强度在6.54～9.15 kg，第3节的穿刺强度在6.26～9.25 kg。穿刺强度位居前列的品种为太玉339、先玉508、利民33，第2节的最小值为登海618，第3节为并单16。

表2 各品种茎秆表皮穿刺强度比较kg

6.75 万株/hm2时，参试的12个玉米品种在第2节的穿刺强度为7.06～10.78 kg，第3节的穿刺强度为6.51～9.69 kg。第2节穿刺强度位列前3的品种是瑞普959、大丰30、瑞普908，穿刺强度最小的是登海618；第3节穿刺强度位列前3的品种是瑞普908、大丰30、先玉696，穿刺强度最小的品种是并单16。7.50万株/hm2时，参试的12个玉米品种在第2节的穿刺强度为7.06～9.21 kg，第3节的穿刺强度为7.56～8.81 kg。第2节穿刺强度位列前3的是先玉508、利民33、大丰30，最小的是晋单71；第3节穿刺强度位列前3的是利民33、先玉508、太玉339，最小的是晋单71。

6.00 万、6.75万株/hm2时，除个别品种外，第2节的穿刺强度均大于第3节[3]；7.50万株/hm2时，第2节的穿刺强度大于第3节，且第3节大于第2节的穿刺强度的品种数各占50%。

2.3 茎秆抗折断压力测定

由表3可知，6.00万株/hm2时，12个玉米品种第3节的抗折断压力为24.11～46.85 kg，第4节的抗折断压力为15.32～35.56 kg，第5节的抗折断压力为10.04～21.12 kg。第3，4，5节抗折断压力位居前3的品种均为先玉696、晋单71、瑞普908。6.75万株/hm2时，12个玉米品种第3节的抗折断压力为18.51～46.64 kg，第4节的抗折断压力为12.46～53.29 kg，第5节的抗折断压力为10.82～30.14 kg。第3节抗折断压力位居前3的品种是利民33、先玉508、瑞普959，第4节抗折断压力位居前3的品种是太玉339、先玉508、瑞普959，第5节抗折断压力位居前3的品种是太玉339、晋单71、利民33，第3，4，5节抗折断压力最小的品种均是并单16。

表3 各品种茎秆抗折断压力的比较kg

7.50 万株/hm2时，12个玉米品种第3节的抗折断压力为19.06～50.12 kg，第4节的抗折断压力为13.90～47.37 kg，第5节的抗折断压力为8.89～37.48 kg。第3节抗折断压力位居前3的是晋单71、瑞普959、先玉696，第4节抗折断压力位居前3的是瑞普959、晋单71、大丰30，第5节抗折断压力位居前3的是瑞普959、晋单71、大丰30，第3，4，5节抗折断压力最小的品种均是并单16。

在3个种植密度下[10-13]，所有参试品种第3，4，5节的抗折断压力依次变小。

2.4 品种籽粒品质分析

品质分析由山西省食品工业研究所承担，12个玉米品种粗淀粉含量在68.6%～72.7%，粗淀粉含量较高的3个品种是太玉339、瑞普908、利民33，含量最少的品种是并单16。12个玉米品种粗蛋白含量在8.3%～10.3%，含量较高的3个品种是瑞普908、并单16、大丰30，最低的品种是郑单958。12个玉米品种粗脂肪含量在4.4%～6.4%，含量较高的2个品种是并单16、先玉696，最低的品种是太玉339（表4）。

表4 籽粒品质分析%

2.5 玉米品种茎秆主要成分分析

12个玉米品种茎秆主要成分粗纤维含量在24.6%～39.6%，粗纤维含量较高的3个品种是先玉335、郑单958、瑞普959，含量最小的品种是利民33。粗蛋白含量在2.9%～5.4%，含量较高的3个品种是利民33、并单16、郑单958。可溶性糖含量在7.1%～20.7%，含量较高的3个品种是瑞普908、利民33、大丰30，最低的品种是瑞普959（表5）。

表5 茎秆主要成分分析%

2.6 玉米品种气生根与不定根系生长情况

由表6可知，6.00万株/hm2时，气生根数最多的是先玉696，达17.5条，最少的是并单16，位列前3名的品种是先玉696、郑单958、瑞普908；不定根最多的是登海618，达44条，最少的是并单16，为25.5条，位列前3的品种是登海618、先玉335、先玉508。

6.75 万株/hm2时，气生根数最多的是瑞普959，达18条，最少的是先玉696，为7条，位列前3名的品种是瑞普959、瑞普908、晋单71（太玉339并列）；不定根最多的是太玉339，达55条，最少的是郑单958，为24条，位列前3的品种是太玉339、大丰30、瑞普959。

7.50 万株/hm2时，气生根数最多的是登海618，达18条，最少的是并单16，为6条，位列前3名的品种是登海618、瑞普908、先玉508；不定根最多的是太玉339，达49条，最少的是登海618，为22.6条，位列前3的品种是太玉339、晋单71、先玉696。

12个玉米试验品种有7个品种的气生根在6.75万株/hm2的密度时最多，12个品种中各有3个品种在6.00万、7.50万株/hm2时气生根最多。说明中高密度时利于气生根的生长，低密度和高密度不利于气生根的发育。12个玉米品种在3个密度下不定根的生长情况各有4个品种表现好，说明密度对玉米品种不定根系发育的影响不明显。

表6 玉米根系生长情况条

2.7 田间倒伏率调查结果分析

经3个密度鉴定，12个玉米品种随着密度加大，倒伏率也相应增高，一般品种7.50万株/hm2的倒伏率大于6.75万株/hm2的倒伏，6.75万株/hm2的倒伏率大于6.00万株/hm2的倒伏率。12个玉米品种的平均田间倒伏率在19.2%～98.3%，抗倒性较好的品种是登海618、瑞普959、利民33，较差的品种是晋单71、先玉335（表7）。

2.8 茎秆强度及其他性状与倒伏率的关联性分析

茎秆抗拉弯强度与倒伏率相关性分析[14-15]表明，倾斜30°时，其直线相关系数r＝-0.638**，经相关性的假设性测验（P＜0.01），呈极显著负相关，用y代表倒伏率，x代表倾斜30°时拉力，建立的直线回归方程为y＝118.16－23.18x，方程的意义表示x在区间[0，5.5]时，需要的拉力每增加1 kg，倒伏率就会降低23.18%。倾斜45°时，其直线相关系数r＝-0.476**，经相关性的假设性测验（P＜0.01），呈显著负相关，用y代表倒伏率，x代表倾斜45°时拉力，建立的直线回归方程为y＝105.34－17.00x，方程的意义表示x在区间[0，5.5]时，需要的拉力每增加1 kg，倒伏率就会降低17.00%（图1）。从以上结果可以看出，玉米茎秆抗拉强度可以作为衡量植株倒伏率的重要标准。

在3个密度下，茎秆表皮穿刺强度的测定数值大小与倒伏率无明显的相关性，这与品种茎秆表皮厚薄或者纤维组织坚韧度大小有关，虽然穿刺强度大小不一样，但抗倒性相差不多。

茎秆抗折断压力因为数值大小和田间实际倒伏存在差异，没有一致的规律性，所以，二者没有相关性。

籽粒各项品质指标粗淀粉、粗蛋白、粗脂肪与品种抗倒性没有相关性[16-17]。茎秆主要成分粗纤维素、粗蛋白、可溶性糖含量与抗倒性也无相关性。

一般低秆比高秆的抗倒性要好[5]，穗位低比穗位高的抗倒性也好，但茎粗大小与抗倒性不是越粗的抗倒性越好，穗位过高，如超过株高的1/3，会降低植株的抗倒性。

气生根在低密度和较高密度生长较少，在中高密度生长较多；不定根的生长数量与密度大小不是十分密切。气生根和不定根的生长数量、发育好坏影响玉米植株的抗倒性。

表7 田间倒伏率情况调查%

3 结论与讨论

利用茎秆抗拉弯强度鉴定玉米抗倒伏能力，可在较低密度6.00万株/hm2时，对玉米品种进行抗倒伏鉴定，对参试品种在灌浆后期或蜡熟期，在穗位节利用YYD-1型茎秆强度测定仪，水平推植株，使其向侧方倾斜30°时的数值可作为鉴定指标，具体数值中抗要达到2.55 kg以上，高抗要达3.57 kg以上，可作为抗倒性的指标之一。倾斜45°也可作为抗倒性的指标，但由于需要更大的推力，容易造成茎秆的折断，不利于田间调查，再者倾斜30°时的相关系数大于倾斜45°时的相关系数。

以上的初步结论与分析，因结果为1 a试验所得，部分品种有缺苗现象，加之当年生育后期风力不大，倒伏多是根倒，茎倒伏较少，茎秆折断几乎没有，所以，本研究的结论仍需在倒伏多发年进一步验证。

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Identification of Traits Associated with Lodging Resistance in Maize

BAI Yongxin，ZHANG Runsheng，LI Peng，WEI Zhenfei，BAI Yuhao，ZHANGJianhua，GUOSheng
（Institute of Maize，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Xinzhou 034000，China）

Corn lodging had become one of the key factors limits the grain yield of maize.In this study,plant characteristics and other 4 aspects including stalk strength,root system characteristics,principal composition of stalk and grain quality were analyzed to illustrate the influences on lodging resistance in maize.The results showed that the tensile and bending strength of stem had closely positive correlation with lodging resistance,which could be used to evaluate the lodging resistance.The principal composition of stalk and grain quality was not closely related to the lodging resistance in maize varieties,development and number of brace root and adventitious root had effects tolodging resistance.

maize;lodging resistance;correlative;analysis

S513

A

1002-2481（2016）11-1592-06

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.11.04

2016-08-23

山西省科技攻关项目（20150311002-2）；山西省农业科学院重点项目（YZD1516）

白永新（1962-），男，山西保德人，研究员，主要从事玉米遗传育种研究及示范推广工作。