玉米农艺性状、穗部性状与产量关系的研究进展

谷 月

（辽宁省种业发展中心，辽宁 沈阳 110000）

玉米杂交种的广泛应用，推动了科技人员对杂种优势的探索和研究。我国科研人员对玉米杂交种的大量性状开展了杂种优势研究，其中在生育性状、农艺性状和产量性状等方面的研究相对较多。王振华对玉米株型和果穗性状的研究表明，F1代的产量性状的优势表现有所不同[1]。汪德润等研究发现，玉米杂种F1代各农艺性状都存在杂种优势，其中单粒重、单株产量杂种优势最为明显[2]。现将国内外关于不同相关性状对玉米产量影响的研究进展介绍如下，以期为玉米育种工作提供理论依据。

1 玉米主要农艺性状与产量的关联度

Meghji等通过研究美国20世纪40年代、50年代和60年代有代表性的玉米杂交种发现，随着年代的递进，玉米茎节数不断增加，株高和穗位逐渐降低[3]。Ci等人研究发现，中国玉米品种从20世纪50年代到2000年间，株高增幅从20世纪80年代开始呈波浪式改变；20世纪50-70年代穗位高每年增加7.2 cm，20世纪70年代至2000年每年下降3 cm；叶片数相对稳定；叶面积的年增长速率为443 cm2[4]。通过对1959-1989年间加拿大安大略省的12个玉米杂交种研究发现，新品种的叶面积比老品种略大[5～7]。Wang等人对1964-2001年间的29个中国玉米品种研究发现，叶长、叶宽均随着品种的变化而有所增加[8]。Li等通过对比我国1964-2001年间的29个杂交种与美国10个Pioneer杂交种发现，所有玉米品种的茎粗均有小幅增加[9]。

2013年，王丽华等使用灰色关联度分析方法对中国东南地区普通玉米的主要农艺性状间的关系开展研究，得到10个玉米杂交种的产量及主要农艺性状间的关系。关联度分析表明，11个主要农艺性状与产量的关联度由强至弱依次为百粒重＞穗长＞行粒数＞叶片数＞雄穗分枝数＞穗柄长度＞穗粗＞秃顶＞穗位高＞行粒数＞株高；通过关联度分析结果可知，在育种过程中，应在保持适当株高的前提下，选择百粒重大、穗长较长、行粒数多、全生育期叶片数较多的品种进行推广[10]。2012年，张晶等以优质甜玉米为研究对象，同样运用灰色关联度分析方法，分析了青苞玉米产量与主要农艺性状的关系，结果表明，主要农艺性状与青苞产量的关联度大小排序为行粒数＞穗行数＞穗粗＞株高＞穗位＞穗长＞百粒重，其中行粒数、穗行数是影响青苞产量的最大因素，与产量呈显著正相关，百粒重对青苞产量的影响最小[11]。李妍妍等以我国不同时期有代表性的20个玉米单交种及其32份亲本为试验材料，采用裂区试验设计，先后对产量与主要农艺性状变化进行相关、通径分析，并分析影响产量构成的主要因子，结果表明，品种产量随时间推进逐渐提高，亲本产量与品种产量呈极显著正相关；产量与穗粗、单株穗干重、单株粒干重、穗轴粗、子粒长、株高、叶片宽、生育期、百粒重、行数和出籽率呈极显著或显著正相关，与穗上叶夹角、雄穗分枝数呈极显著或显著负相关；出籽率、百粒重、穗位高、生育期、穗长、穗行数等对产量增加直接作用最大；穗粗、密度、穗干重、百粒重是影响产量的主要因子。2009年，李妍妍等研究发现，适当提高玉米种植密度、改变株型和果穗性状是优化玉米产量的关键因素[12]。陈发波等对西南地区及四川区试玉米组合主要性状进行研究分析，结果表明，产量高的组合的株高、穗位高、穗长、行粒数、子粒深度、穗行数和出籽率与对照品种存在显著或极显著差异；除穗长和行粒数与单株产量呈显著或极显著正相关外，其他性状与单株产量的相关系数均未达到显著水平；各性状对单株产量的直接作用强弱依次为穗长＞穗行数＞子粒深度＞行粒数＞株高＞穗位高＞出籽率，其中穗长和穗行数对单株产量的直接效应达显著或极显著水平[13]。

2 穗部性状

玉米的主要产量器官为雌穗，因此穗粒数和粒重直接影响了玉米的产量。Karlent等研究表明，中等肥力条件下，穗粒数受种植密度影响最大，直接影响玉米总产量[14]。M.Tollenaar通过对1959-1988年间6个玉米品种的研究发现，玉米产量和粒重在近代品种中表现相对较高[15]。Duvick通过对20世纪30年代至2000年间美国51个杂交种和4个开放授粉品种的研究发现，随着时间的推进，每100株玉米的总穗数和百粒重都有所增加，单穗粒则稍微减少[16]。董树亭等对20世纪60年代、80年代和2000年的中国玉米主要品种研究表明，新的玉米品种与旧的品种相比，穗长、穗粗呈逐渐增长趋势，且新品种有偏高的穗行数、行粒数和穗粒数[17]。卢道文等选择17个玉米杂交种对其多个主要农艺性状与产量进行通径分析，结果表明，出籽率、千粒重、穗长、出籽率、穗长、千粒重与玉米产量呈显著正相关，同时兼顾其他农艺性状可以有效提高玉米产量[18]。2006年，宋继娟等通过吉林省通化市农业科学研究院长期丰歉定位实验结果分析得出，玉米穗部性状之间存在着相互促进和制约的连锁关系；穗重、穗粗、穗粒重和百粒重与产量呈显著或极显著正相关，秃尖长度与产量呈负相关；玉米穗部性状中穗粗、穗重、秃尖长度、百粒重对产量的直接效应为正值，其中穗重对产量的直接效应最大，是玉米产量形成的主导因素[19]，而穗长与穗粒重对产量的直接效应为负值[19]。