田桂钦 史丽丽 张莹莹 李永江 董文恒 张 盼 张晓辉 庞文喜 卢道文 孙海潮 宋俊乔
(安阳市农业科学院 河南 安阳 455000)
玉米品种区域试验是按照既定试验方案,对新选育和新引进品种的生育性状进行鉴定的过程,是玉米品种审定的基础,是对新育成玉米品种的重要特征特性进行综合鉴定的重要环节[1],是玉米新品种进入市场必不可少的一步[2]。玉米各性状之间存在着相互作用与关联[3],近30年来,相关性分析已经被广泛应用于玉米的相关研究[3-4],这些研究主要是普通玉米产量与主要农艺性状之间的相关性分析,鲜食糯玉米综合性状之间的相关性分析研究相对较少[5]。
本文作者对2015-2021年玉米国家区试报告中鲜食糯玉米区试试验数据进行整理,分析了参试品种的产量、品质性状及相关综合性状相关性,以期为鲜食糯玉米育种及相关研究提供一定的理论依据。
以2015-2021年参加国家鲜食糯玉米区域试验的541个品种(组合)为试验材料。
根据国家玉米品种试验实施方案,鲜食糯玉米试验不设重复,小区面积24 m2,6行区,密度为52 500株/hm2,收中间4行计产。试验周边应设置与小区行数相同的保护行,为防止花粉直感造成相互影响,每个品种在2边行套袋自交或互交20株(穗),以备品尝鉴定和评价,套袋隔离直至采收。糯玉米最佳采收期为授粉后的24~26 d,参试品种每个试点测产、品尝鉴定时间根据实际情况确定。
鲜食糯玉米国家区域试验主要包括东华北区、黄淮海区、东南区、西南区,各区域情况简要介绍如下。
东华北区:包括河北省北部、陕西省、辽宁省、北京市、内蒙古自治区、黑龙江省、吉林省、新疆维吾尔族自治区,该区域土壤以黑色、棕色土为主,土壤肥沃,气候属温带、寒温带,冬季气候寒冷干燥,夏季气候温暖湿润,≥10℃活动积温2 000~3 600℃,年降雨量200~800 mm,无霜期130~180 d。
黄淮海区:包括安徽省、河南省、陕西省、天津市、江苏省、陕西省、北京市、山东省、河北省南部,该区域地势平坦,海拔较低,土壤主要有黄土、壤土、棕色土,气候属暖温带,≥10℃活动积温3 600~4 000℃,年降雨量400~800 mm,无霜期170~240 d。
西南区:包括重庆市、贵州省、四川省、云南省、湖北省,该区域近90%的土地分布在丘陵山区和高原,属温暖到亚热带湿润气候,土壤多为红、黄黏壤土,雨量充沛、水热资源丰富,≥10℃活动积温4 700~5 500℃,年降雨量800~1 200 mm,无霜期240~330 d。
东南区:包括上海市、广东省、江西省、福建省、江苏省、安徽省、浙江省、广西壮族自治区、海南省,该区域属亚热带湿润气候,气温较高,雨量充沛,土壤多为黄壤和红壤,土质黏重,肥力不高,≥10℃活动积温4 500~9 000℃,年降雨量1 000~2 500 mm,无霜期250~365 d。
测定项目主要包括鲜食糯玉米的品质性状、农艺性状和产量。品质性状包括鲜果穗产量、皮渣率、感官品质、气味风味、色泽、糯性、柔韧性、皮厚薄、品尝品质;农艺性状包括株高、穗位、穗长、穗粗、穗行数、秃尖长、鲜百粒重、出籽率、空秆率、倒伏倒折率、生育期。品质指标的测定按照农业农村部试行办法和行业标准(NY/T 524-2002糯玉米)执行。
试验数据来源于2015-2021年中国玉米新品种动态(玉米品种区试报告)中鲜食糯玉米区域试验。采用DPS 18.10和Excel 2010进行数据统计与分析。
由表1可知,东华北区鲜果穗产量最高、变异系数最大,西南区鲜果穗产量最低、变异系数最小;皮渣率含量东华北区最低、西南区最高,变异系数西南区最低;感官品质西南区最大、变异系数最大,东南区变异系数最小;气味风味东南区最大、变异系数最小;色泽、皮厚薄均以黄淮海区最大,东南区变异系数最小;糯性东华北区最大,变异系数东南区最小;柔嫩性各区差异性较小;品尝品质总分以黄淮海区最高、西南区最低,变异系数黄淮海区最大、东南区最小。
表1 不同区域参试鲜食糯玉米品种产量和品质性状分析
续表1
由表2可知,鲜食糯玉米育种水平随着年份的增加呈稳步上升趋势,且自2019年以来,产量随年份增加幅度较大。在不同区域间,鲜食糯玉米品质各项参数及品尝品质总分变异系数较小,在0.3%~2.4%之间,皮渣率变异系数最高为34.1%,鲜果穗产量变异系数较高为9.6%。鲜食糯玉米品质各项参数及品尝品质总分在不同年份间变异系数较小,在0.6%~2.4%之间,鲜果穗产量变异系数最高为13.2%,皮渣率变异系数较低为3.5%。皮渣率在不同年份间变异系数显著低于不同区域间。
表2 鲜食糯玉米产量和品质指标在不同区域和年度间的变化情况
对2015-2021年参试品种的农艺性状进行统计分析,结果见表3。由表3可知,在所有区域所有农艺性状中,倒伏倒折率的变异系数最大,空秆率、秃尖长的变异系数次之,穗位变异系数较大,株高、穗长、穗粗、穗行数、鲜百粒重、生育期的变异系数都较小。由此可知,在所有农艺性状中,倒伏倒折率、空秆率、秃尖长的稳定性较差,易受环境影响;株高、穗长、穗行数、鲜百粒重、生育期等性状受环境影响较小。株高、穗位、穗长、穗粗、穗行数、生育期都是东华北区最大,秃尖长西南区最大、东华北最小,出籽率东南区最大、东华北区最小,鲜百粒重西南区最大,倒伏倒折率黄淮海区最大、西南区最小。
由表4可知,除东南区生育期与鲜果穗产量呈负相关外,鲜百粒重、穗粗、生育期、穗行数与鲜果穗产量呈正相关,且相关性比较大,空秆率与鲜果穗产量呈负相关。
鲜果穗产量、株高、穗位、穗长、穗行数在各区域间表现为东华北区>黄淮海区>东南区>西南区(除穗长的西南区>东南区外),本研究中所述鲜果穗产量是各区域7年内所有品种区域试验产量的平均值。不同区域间鲜果穗产量出现差异的原因可能是气候、土壤、育种目标等多种因素造成的。东华北区土壤多为黑色、棕色土,土质肥沃,且玉米生育期最长,玉米生长季节昼夜温差大,有利于干物质的积累,故鲜果穗产量最高[11-12]。而黄淮海区玉米生育期最短,鲜果穗产量却比西南区、东南区高,可能是因为黄淮海区是我国两大玉米优势产区之一,该区域地势平坦、土壤肥沃,玉米多为夏播种植,雨热同季,有利于玉米生产[6-9]。西南区地形、地势多变,气候变化复杂,高温多湿、干旱灾害频发,山地水土流失严重,土壤稀薄,所以玉米产量不高[10]。东南区虽然鲜果穗产量不高,但是出籽率在4个区域中却最高,可能是因为该区域在育种中注重糯玉米食用品质和加工特性的选育,一般选择鲜果穗产量较高、出籽率高、糯性好、气味风味好的品种。
鲜果穗产量随年份逐年增加,说明育种水平日益提高。鲜果穗产量在不同区域和年份间变异系数较大,一方面可能是近年来气候多变,产量变化较大;另一方面可能是各单位育种水平不一、育种目标不尽相同造成。有的育种家可能注重籽粒颜色的丰富多彩,有的可能更注重加工特性的选择,如穗粗、穗长中等,穗轴较细、口感口味较好等。
541个鲜食糯玉米参试品种(组合)的皮渣率和品尝品质在不同区域间有显著差异,皮渣率含量东华北区最低;品尝品质总分黄淮海区最高。变异系数皮渣率最高,品尝品质总分最低。不同年份间皮渣率变异系数显著低于不同区域间,说明地域气候特点、品种特征特性、种植方式对皮渣率影响更大。
在不同区域间,倒伏倒折率的变异系数最大,空秆率、秃尖长的变异系数次之,穗位变异系数较大,说明这些性状易受环境影响,新品种抗倒性鉴定需要进行多点测试,品种推广范围要严格依据品种表现来确定。从农艺性状与产量的相关性系数可以看出,鲜百粒重、穗粗和穗行数与产量的相关性系数均排在前列,且呈正相关,表明参试品种百粒重越大、穗越粗、穗行数越多,鲜果穗产量越高。由于鲜食玉米产量是鲜果穗产量,受穗粗影响较大,但选择粗穗品种时要注意穗轴粗细,穗轴太粗会降低鲜食玉米使用价值。空秆率与产量呈负相关,说明空秆率严重影响产量,选育高产品种要重视对空秆率的鉴定。今后糯玉米育种依然是以选育高产、优质、多抗、广适品种为主,但是也会更注重口感和品尝品质的选择,甜加糯型品种和适宜工业加工的品种的选育将会是今后糯玉米育种的重要方向。