洪德峰 马俊峰 卫晓轶 马毅 魏锋 王稼苜 张学舜 唐振海
(河南省新乡市农业科学院,河南 新乡 453002)
近年来,黄淮海夏玉米区域自然灾害频发,雨量时空分布不均,生物逆境严重,多种病害、高温热害发生严重等对玉米产量产生严重影响[1-4],同时随着玉米全程机械化操作技术的发展,农机农艺配套技术不完善,适宜籽粒收获玉米品种缺乏等因素,都影响着玉米的生产。为了应对各种灾害和适应玉米全程机械化操作,新乡市农业科学院加大种质创新改良力度,选育出高产、宜机收、耐密、抗倒、抗病虫害的玉米新品种,“新单61”即在此基础上选育的,于2018年分别通过河南省和国家(黄淮海区)审定,审定编号分别为豫审玉2018040和国审玉2018120。
为研究“新单61”的高产潜力和灌浆特性,连续2a在河南省新乡市农业科学院试验基地进行试验,对“新单61”及其亲本进行田间观测记载,同时对“新单61”灌浆进程进行了测定。
试验设置在河南辉县市三小营村新乡农科院试验基地,试验地土壤为壤土。“新单61”亲本分别种植4行,行长4m,用于田间进行植株性状的调查记载。种植12行,行长50m的“新单61”进行田间观测记载及灌浆进程测定。记载按照国家普通玉米田间试验记载项目及标准进行。
在“新单61”散粉期,选择生育期一致的植株200株进行标记,在授粉后10d开始取样,而后每7d取样1次,每次分3批次进行,每批次5穗。
样品处理:每穗数穗行数、行粒数,选择籽粒长势均匀一致的穗行取样,称鲜重并测量其体积,置于120℃干燥箱进行杀青40min,而后80℃烘干至恒重。
采用Excel2003进行数据统计处理。
“新单61”是利用新乡市农业科学院自选系“新美09”和“新01A3”组配而成,2011年参加品种鉴定试验,组合表现突出,通过连续3a的多点鉴定试验后,于2015年参加河南省区域试验,2016年参加国家区域试验,2017年同时参加河南省生产试验及国家区域试验和生产试验,完成试验程序。
2.1.1 亲本选育及表现
新乡市农业科学院于2006年引进河南农大美系综群,经连续8代自交选育出“新美09”自交系,属于瑞德类群。“新01A3”是新乡农科院于2001年河南省夏玉米生产示范种A加入热带种质“8085泰”,而后连续用“昌7-2”回交2次,经自交4代后选育而成。选育进程见图1。
图1 “新单61”亲本选育进程
“新01A3”为中熟类型,在>10℃积温3400℃的条件下,夏播生育期为104d左右,株型紧凑,株高160cm左右,穗位70cm左右,雄穗分枝多(5~7个)且短,粉量大,散粉持续时间长达5~7d。穗长14~16cm,穗行数16行,籽粒黄色、硬粒,穗轴白色,百粒重28.0g左右,抗病性突出,同时兼抗大斑病、小斑病、青枯病(茎腐病)以及瘤黑粉等病害,茎秆粗壮坚韧,气生根发达,抗倒性强。
“新美09”属于中早熟类型,夏播生育期为100d左右,株高270cm左右,穗高80cm左右,株型清秀、紧凑,叶色淡绿,叶片上冲,节间较长,上部呈之字型,雄穗分枝数少(1~2个),穗长16cm,穗行数14行,籽粒纯黄、硬粒,穗轴白色,百粒重31.0g左右。一般配合力较高,抗倒性强。
2.1.2 “新单61”的特征特性及产量表现
2.1.2.1 “新单61”及其亲本生育期进程
根据田间记载调查,“新单61”及其双亲的生育期见表1。
表1 “新单61”及其亲本生育期
2.1.2.2 “新单61”的植株特性
“新单61”夏播生育期106d左右,属中早熟类型。幼苗芽鞘浅紫色,子叶呈卵圆形,整株19片叶,株型清秀、紧凑,株高270.6~276.0cm,穗高106.0~110.0cm,穗位适中,叶片颜色浅,呈淡黄色,雄穗分枝多(11~15个),花药浅紫色,花丝浅紫色。
2.1.2.3 “新单61”的籽粒特性
“新单61”结实性好,穗长约17.2~18.0cm,穗粗4.8~5cm,穗行数12~16行,多为14行,行粒数31.3~34.1粒,穗轴粗2.2~2.4cm,穗轴硬、白色,无虚尖。籽粒硬粒型浅黄,千粒重为329.0~342.0kg,出籽率高达85.2%~87.5%,容重高达768g·L-1,粗蛋白质含量11.23%,粗脂肪含量3.8%,粗淀粉含量73.06%,赖氨酸含量0.39%,为粮饲兼用型,指标达国家饲用一级标准。
2.1.2.4 “新单61”的抗性
“新单61”经人工接种鉴定及田间记载,高抗茎腐病(青枯病),抗瘤黑粉病和穗腐病,感小斑病及弯孢菌叶斑病,高感锈病。
2.1.2.5 “新单61”的产量表现
“新单61”于2015年参加河南省夏玉米75000株·hm-2组区试,12点次全部增产,平均产量11491.5kg·hm-2,较“郑单958”增产23.4%,差异达到极显著水平。2016年继续参试,11点次中9点次增产,增产点比率达81.8%,平均产量9883.5kg·hm-2,较“郑单958”增产10.3%,差异达到极显著水平。2017年参加省生产试验,12点次全部增产,平均产量9891.0kg·hm-2,较“郑单958”增产9.1%。
2016—2017年连续2a参加国家黄淮海夏玉米75000株·hm-2组区域试验,平均产量达到10112.25kg·hm-2,较“郑单958”增产5.14%。2017年参加生产试验,12点次全部增产,平均产量为9786.0kg·hm-2,较“郑单958”增产5.86%[5,6]
新乡市农科院连续3a进行“新单61”高产试验示范,种植面积分别为0.73hm2、1.50hm2、2.00hm2,经测产验收,产量分别达到15084kg·hm-2、14872.5kg·hm-2和15441.0kg·hm-2。
2.2.1 “新单61”籽粒体积变化特征
由图2可知,在授粉至授粉后31d,“新单61”体积变化基本呈现直线增长趋势,授粉后31d直至成熟,其体积变化趋于平缓,增长速率变小。对其体积变化进行线性拟合,“新单61”籽粒体积变化符合方程为y=-1.8839x2+18.169x-4.488,其中R2=0.9961。
图2 “新单61”百粒籽粒体积变化
2.2.2 “新单61”籽粒鲜重变化特征
2017—2018年进行在授粉后10d开始取样,以后每7d取样1次,经测定“新单61”籽粒鲜重变化如图3。
图3 “新单61”百粒籽粒鲜重变化
由图3可知,“新单61”籽粒鲜重呈现弧形增长,至授粉后24d,鲜重增长速率趋于平缓,至38d,基本不再增大,其最大鲜重为38.26g。其鲜重增加的过程,经曲线拟合,符合公式y=-1.7432x2+16.04x+0.459,其中R2=0.9871。
由图4可知,“新单61”籽粒干重基本呈现直线增长趋势,截至授粉后38d取样百粒干重为29.38g,转换成含水量14%时的籽粒百粒重为33.49g。籽粒干重增长进程经曲线拟合,符合公式y=-0.3307x2+7.9473x-2.014,其中R2=0.9879。
图4 “新单61”百粒籽粒干重变化
“新单61”父本“新01A3”是河南省新乡市农业科学院近年育成的黄改系,具有综合抗性较强,配合力较高等特点。利用“新01A3”、姊妹系“新6”及其改良系“新4095”等,分别于2010年选育出“新单33”、“新单36”,2013年选育出“新单38”,2017年选育出“新单68”,2019年选育“新单58”和“新单65”等省审和国审玉米品种[7,8]。“新单61”具有高产、稳产、多抗、优质等突出特点,适合高密种植。根据其灌浆进程的研究,结合黄淮海小麦—玉米种植习惯,适当延迟玉米收获时间及推迟小麦播种时间,“新单61”适宜玉米全程机械化操作,可进行机收籽粒。而玉米品种仅仅是影响机械化收获的一个条件,其它如宽窄行种植模式[9],玉米收获机械设备[10],籽粒烘干等方面都影响玉米全程机械化操作的进程,还需要农机农融合的发展阶段。
前人研究表明,灌浆时间影响玉米籽粒质量及产量[11-14];而刘明[15]和张海艳[16]等研究表明,玉米籽粒质量的形成取决于灌浆速率而非灌浆持续时间,籽粒质量与平均灌浆速率和最大灌浆速率呈显著正相关,与灌浆活跃期相关系数较小。黄智鸿等[17]研究超高产玉米的灌浆特性表明,灌浆速率对籽粒质量和单株籽粒产量的贡献大于有效灌浆期。本研究中,“新单61”灌浆持续时间长,体积膨大快速达到最大库容,后期脱水快,基本能达到玉米籽粒机收标准。