玉米新品种郧单25 的选育、综合分析及高产栽培技术

余长平, 周华平, 叶青松, 吴承国, 肖能武, 秦光明, 李永学, 王致云, 陈 强, 刘永忠

（1.湖北省十堰市农业科学院, 湖北 十堰 442000；2.华中农业大学植物科学技术学院, 武汉 430070）

郧单25 是十堰市农业科学院和华中农业大学联合选育的玉米新品种, 2019—2020 年参加湖北省山区组玉米区域试验和生产试验, 在各级试验中均表现出高产、稳产、抗逆、质优、广适的特点, 2021 年通过湖北省农作物品种审定委员会审定, 目前已在湖北省及周边地区示范推广种植。为评价该品种的推广价值和适应区域, 加速玉米品种更新换代, 依据2019—2020 年湖北省品种区域试验及生产试验统计数据, 对郧单25 的丰产性、稳产性、生态适应性进行综合分析和评价, 以期为该品种的合理布局和大面积推广提供理论基础。同时为了探索玉米品种郧单25 的生产潜力, 采用裂区试验设计, 研究不同施肥水平（A）和种植密度（B）对郧单25 产量及主要农艺性状的影响, 分析了其获得高产的最优密肥组合, 旨在为该品种的生产与推广提供科学依据。

1 玉米新品种郧单25 的选育过程

十堰市农业科学院和华中农业大学以SYL1611为母本, DSQ4 为父本配成的杂交组合, 母本SYL1611 选自杂交种先玉1170, 属SS 群, 系谱为先玉1170F2×-50-8-4-3-2-1。父 本DSQ4 选 自 顶 交组 合S7913×Suwanl, 系 谱 为（S7913×Suwan 1）F2-37-1-2-1-1-N-1。2008 年春季在湖北省兴山县基地组配顶交组合S7913×Suwanl, 2008 年冬季在海南省光坡基地种植（S7913×Suwanl）F1, 并混粉；2009年起在兴山县和海南省穿梭进行自交及鉴定筛选, 2012 年秋命名为DSQ4。2016 年冬季在海南省陵水基地组配杂交组合, 2017 年在组合鉴定试验中表现良好, 2018 年在湖北省多点品种比较试验中表现突出, 2019—2020 年参加湖北省山区组区域试验及生产试验, 表现优异, 于2021 年通过湖北省农作物品种审定委员会审定, 审定编号为鄂审玉20210012。

2 郧单25 的综合分析

2.1 区域试验

2019—2020 年郧单25 参加湖北省山区组玉米区域试验和生产试验, 区域试验选取鄂西的恩施市、利川市、房县、竹山县、兴山县等具有较强代表性的试验点。试验统一用华玉11 作对照, 采用随机区组排列, 重复3 次, 5 行区, 小区长6.00 m, 宽3.33 m, 密度为4.95 万株/hm2, 四周设保护行, 实收小区中间3行计产。

2.2 分析方法

通过各试验点的产量平均数（X）和丰产性效应值分析品种的丰产性。通过产量变异系数（CV）[1］、高稳系数（HSCi）[2, 3］、适应性参数（ai）[4］综合分析品种的稳产性。通过产量与环境的回归系数（bi）[5］对品种适应性进行衡量分析。

2.3 高产栽培模式

试验于2020 年在湖北省兴山县黄粮镇石槽溪村进行, 该地区位于湖北省西部, 海拔1 189 m。供试玉米品种为郧单25, 试验采用两因素裂区设计, 施肥量（A）为主处理, 4 月26 日播种时每公顷施入阿波罗牌复合肥750 kg, 追肥为三宁牌尿素（湖北三宁化工集团）, 设5 个处理：A1（苗肥37.5 kg/hm2, 穗 肥75.0 kg/hm2）、A2（苗 肥75.0 kg/hm2, 穗 肥150.0kg/hm2）、A3（苗肥112.5kg/hm2, 穗肥225.0 kg/hm2）、A4（苗肥150.0 kg/hm2, 穗肥300.0 kg/hm2）、A5（苗肥187.5 kg/hm2, 穗肥375.0 kg/hm2）, 施(追)肥按公顷施用量分行称重穴施[6］。种植密度为副处理B, 设5个水平, 即B1（3.75 万株/hm2）、B2（4.50 万株/hm2）、B3（5.25 万 株/hm2）、B4（6.00 万 株/hm2）、B5（6.75 万株/hm2）。共25 个处理, 重复3 次, 共计75 个小区, 每小区5 行, 行长6.00 m, 行宽3.33 m, 小区面积20 m2, 实收中间3 行计产, 换算成含水量14%的产量。4 月26 日播种, 6 月7 日定苗, 6 月10 日追施苗肥, 7 月3 日追施穗肥, 10 月7 日收获。

3 结果与分析

3.1 郧单25 综合表现分析

3.1.1 区域试验方差分析结果 由表1 可知, 2019年和2020 年区域试验品种间产量差异均达极显著水平, 品种与试点间的互作差异也达极显著水平, 可以利用这2 年的区域试验数据进行玉米品种郧单25的丰产性、稳产性和适应性分析。

表1 区域试验方差分析

3.1.2 丰产性分析 由表2 可知, 2019 年湖北省山区组玉米区域试验中, 郧单25 平均单产达11 680.20 kg/hm2, 比华玉11（CK）增产11.0%, 增产明显（8 个试验点全部增产）, 居第1 位；2020 年郧单25 平均单产达10 392.75 kg/hm2, 比华玉11（CK）增产14.17%, 增产显著（8 个试验点全部增产）, 居第1位；2年平均单产达11 036.48 kg/hm2, 比华玉11（CK）增产12.47%, 增产显著（16 个试验点全部增产）。2020 年生产试验中, 平均单产达10 972.50 kg/hm2, 比华玉11（CK）增产10.9%, 增产点率100%。综上试验结果, 郧单25 是丰产性好、具有较高产量潜力的玉米新品种。

表2 2019—2020 年郧单25 区域试验与生产试验产量结果

3.1.3 主要农艺性状及经济性状 通过研究郧单25 参加湖北省玉米区域试验和生产试验结果, 可以得出该品种主要特征特性。

主要农艺性状、经济性状：湖北省山区春播生育期134.5 d；株型半紧凑, 幼苗叶鞘紫色, 花药浅紫色, 花丝浅紫色；果穗筒型, 子粒黄色, 半马齿型, 红轴。株高347 cm、穗位高154 cm, 空秆0.8%, 双穗率0。果穗长18.5 cm, 粗5.3 cm, 秃尖长1.0 cm, 穗行17.2 行, 行粒36.3 粒, 穗粒重251.0 g, 千粒重393.2 g, 干穗出子率87.3%。

品质表现：品质经农业部谷物品质监督检验测试中心的测定, 郧单25 容重753 g/L, 粗蛋白含量10.06%, 粗脂肪5.32%, 粗淀粉72.14%, 赖氨酸0.32%。

抗性表现：田间倒伏1.8%, 折断0.3%；大斑病3级, 小斑病3 级, 纹枯病9 级病株率0.2%, 茎腐病0.8%, 锈病5 级, 穗腐病3 级, 灰斑病3 级, 螟害3 级, 弯孢菌叶斑病1 级, 病毒病1.7%。

3.1.4 郧单25 稳产性分析 郧单25 参加2019—2020 年区域试验的丰产性、稳定性及适应性指标参数见表3。2019 年其丰产性参数效应值为1.55, 居F组10 个参试品种第1 位, 2020 年为1.00, 居D 组10个参试品种的第3 位, 2 年平均值为1.28, 远高于对照品种华玉11, 进一步说明其有良好的丰产性。

变异系数是反映变异程度的参数, 系数越小, 表明其变异程度越小, 产量的稳定性越好。郧单25 2 年产量变异系数分别为10.17%和6.36%, 2 年平均值为8.27%, 略高于对照华玉11, 但低于10.00%, 这在一定程度上反映了该品种的相对稳定性较好。

高稳系数（HSC）是考察品种高产稳产的综合性指标, 其值越大表明品种高产、稳产性越好, 郧单25在2 年区域试验中, 其HSC分别为87.61% 和89.54%, 2 年平均HSC比对照华玉11 高8.95 个百分点, 表明郧单25 具有良好的高产、稳产特性。

从适应性参数上看, 2 年郧单25 的适应性参数（ai）分别为1.00 和1.09, 等于或者接近于1.00, 同样说明了该品种在不同环境条件下产量的变异程度相对较低, 平均稳定性相对较好。

3.1.5 适应性分析 以参试品种在各试点的平均产量作为因变量, 以各参试点全部供试品种的平均值为自变量进行回归分析, 以回归系数的大小来衡量品种的适应性[7］（表3）。2019 年郧单25 的回归系数为0.79, 与对照华玉11 相当；2020 年回归系数为1.06, 略大于1.00。2 年均值为0.93, 小于1.00, 表明该品种对环境变化不敏感, 适应性较强。

表3 郧单25 稳产性指标分析

2020 年在湖北省十堰市、宜昌市等10 个试验点开展生产试验, 郧单25 平均产量为10 972.5 kg/hm2, 比对照华玉11 增产10.9%, 10 个点全部增产, 增产点率达100%。株型半紧凑, 整齐度好, 田间长势强, 平均生育期138 d, 比对照早2 d。株高350 cm、穗位高144 cm, 空秆率为0.3%, 倒伏（折）率为0。果穗长19.6 cm、粗5.6 cm、秃尖长0.4 cm；平均每穗17.5 行, 每行38.7 粒, 干穗出子率为87.5%, 千粒重399.7 g。筒型果穗、红轴、半马齿型、黄粒。大斑病3 级、小斑病3 级、灰斑病3 级、锈病3 级、穗腐病3 级, 无纹枯病和茎腐病发生。2020—2021 年在湖北省各点大面积连片种植示范中, 该品种均表现出生长势强, 整齐度高, 子粒外观品质优, 丰产、稳产性高的特性, 适应性广。

3.2 高产栽培技术措施

3.2.1 施肥量和种植密度对郧单25 主要农艺性状的影响 由表4 可知, 在同一种植密度水平下, 随着施肥量的增加, 郧单25 的株高、穗位高、穗粗、穗长、穗行数、出子率总体呈上升趋势, 秃尖长随着施肥量的增加后减小, 千粒重先增加后降低, 在A3 处理时达到最大值, 行粒数比较稳定, 在36.9～37.3 粒。

表4 不同肥料和密度处理对玉米郧单25 农艺性状的影响

在同一施肥量下, 随着种植密度的增加, 郧单25 的株高、穗位高、秃尖长呈增加趋势, 穗粗、穗长、穗行数、出子率呈下降趋势, 行粒数变化比较稳定, 千粒重呈先增后减的趋势, 在B3 处理水平时达到最大值。

3.2.2 施肥量和种植密度对郧单25 产量的影响

1）不同种植密度与施肥量对郧单25 产量影响的方差分析。对种植密度和施肥量进行方差分析表明, A 因素施肥量及B 因素种植密度对郧单25 产量影响均达极显著水平（FA=18.85,FB=76.10）, 施肥量与种植密度间的互作对产量的影响也达到极显著水平（FA×B=5.42）（表5）。

表5 施肥量和种植密度裂区试验的方差分析

2）不同施肥量、种植密度处理下郧单25 的产量比较。从表6 可以看出, A3 处理下郧单25 产量最高, 单产达13 398.68 kg/hm2, 其次为A4 处理, 单产为12 623.10 kg/hm2, A5 处理单产12 201.27 kg/hm2, 居第三位；A1 处理单产最低, 为11 495.85 kg/hm2。处理A3 与处理A4 间差异显著, 与A5、A2、A1 处理间差异极显著；处理A4 与A5 间差异不显著；处理A5 与A2、A1 处理间产量差异达显著水平；处理A2与A1 间产量差异不显著。

表6 不同施肥量、种植密度处理下郧单25 的产量比较

种植密度对郧单25 产量的影响差异显著, 种植密度为B4 时, 郧单25 单产达13 520.33 kg/hm2, 排第一位；处理B5 单产达13 031.58 kg/hm2, 排第二位；处理B1 单产达10 469.26 kg/hm2, 排第五位。处理B4单产显著高于处理B5, 极显著高于处理B3、B2、B1；处理B5 与B3 间差异不显著, 极显著高于处理B2、B1；处理B3 极显著高于处理B2、B1；处理B2 极显著高于处理B1。

3）施肥量与种植密度互作对郧单25 产量的影响。施肥量与密度互作间的F测验达极显著水平, 故对各施肥量下不同种植密度条件的产量差异显著性进行分析, 从表7 施肥量与密度互作多重比较分析可以看出, 在A1 施肥水平时, A1B4 处理产量最高为12 726 kg/hm2, 处理A1B3、A1B4、A1B5 间产量差异未达显著水平, A1B1 产量最低, 与A1B3、A1B4、A1B5 处理间差异显著。在A2 施肥水平时, A2B4 处理产量最高, 与处理A2B2、A2B3、A2B5 间产量差异不显著, 极显著高于A2B1。在A3施肥水平时, A3B3 处理产量排第1, 为15 670 kg/hm2, 处理A3B4产量排第2, 为15 012 kg/hm2, 极显著高于其他3个处理组合。在A4 施肥水平时, A4B4 处理产量最高为14 271 kg/hm2, 处理A4B5产量排第2, 为14 036 kg/hm2, 极显著高于其他处理。在A5施肥水平时, A5B4处理产量最高为13 306 kg/hm2, A5B5产量为13 259 kg/hm2, 排第2, A5B1 产量最低, 为10 318 kg/hm2。总体来看, 产量高的两组处理是A3B3 和A3B4。

表7 施肥量与种植密度互作对郧单25 产量的影响 （单位：kg/hm2）

4 讨论

4.1 郧单25 丰产稳产及适应性分析

区域试验对参试品种进行丰产、稳产及适应性鉴定, 可科学评价其应用推广区域, 是目前中国品种选育和推广的重要环节；利用区域试验数据, 采用方差分析、高稳系数法、标准差比数法和Eberhart-Russell 模型来综合分析某品种丰产稳产适应性是目前常用的方法[8］。本研究表明, 郧单25 的主要特点：①丰产性突出。2019—2020 年参加湖北省山区组玉米区域试验, 2019 年单产达11 680.2 kg/hm2, 比对照增产11.0%；2020 年单产达10 392.75 kg/hm2, 比对照增产14.17%, 2 年平均值为11 036.55 kg/hm2, 比对照增产12.47%。2 年丰产性效应值分别为1.55 和1.00, 平均值为1.275, 远高于对照品种华玉11, 说明郧单25 丰产性好。②稳定性强。2 年变异系数分别为10.17%和6.36%, 平均值为8.265%, 比对照略高, 但低于10.000%, 说明其稳产性较好。其高稳系数平均值为88.58%, 比对照品种华玉11 高8.95 个百分点, 且其2 年区域试验均比华玉11 增产超过11%, 表明郧单25 是高产稳产性品种。③适应性广。湖北省山区地形复杂, 气候条件多变, 玉米生育前期多低温干旱, 不利于出苗；中期多高温干旱, 影响授粉灌浆；后期多阴雨寡照, 病虫害易流行暴发, 对玉米品种的要求较高。郧单25 在2019—2020 年的区域试验及生产试验的结果表明, 其株型半紧凑, 出苗整齐, 生长旺盛, 具有增产潜力大、综合品质优、抗性强的特点, 其2 年回归系数分别为1.00 和1.09, 2 年平均值较稳定且趋近于1.00, 表明郧单25 适宜种植范围广, 适宜湖北省海拔500～1 200 m 地区种植[8］。

4.2 高产栽培技术措施

研究显示玉米单产增加的众多因素中, 品种发挥了重要作用, 产量增益的35%～40%来源于遗传改良[9］, 通过选育高产、稳产、抗逆的玉米新品种并在生产上大面积推广应用是提高玉米产量的重要因素。但好的玉米品种, 如果没有配套的栽培技术措施, 就不能完全达到增产增效的目的。在玉米栽培中, 施肥是玉米个体生长发育的重要保证, 密度是协调个体和群体的有效措施, 密度和肥料是影响玉米产量的关键栽培技术措施[10, 11］。因此, 通过本研究探明玉米种植密度和施肥量与玉米新品种郧单25增产之间的关系, 找到该品种适宜的种植密度和施肥量水平尤为重要。

玉米是C4 高光效作物, 适宜的种植密度是玉米高产的重要保障。研究者分析表明, 在低种植密度时, 玉米个体性状整体优良, 但单位面积穗数不足限制了玉米产量的提高；增加种植密度可提高玉米光温资源利用率, 依靠群体发挥增产潜力；密度过大会造成田间通风透光不畅, 导致减产, 玉米产量随种植密度的增加整体上呈现抛物线形状变化[12-14］。本研究表明, 在同一施肥水平时, 在低密度B1 水平时产量最低, 在B1～B4 水平时, 产量随着种植密度的增加而增加, 超过B4 水平时产量呈下降趋势, 说明种植密度为6.00 万株/hm2以下时, 能较好地协调玉米植株个体和群体的关系, 从而获得高产, 与前人的结果基本一致[15］。

研究表明, 在其他条件不变的情况下, 施肥对粮食增产的贡献率为30%～45%[16］, 其中氮素是影响玉米产量的最直接因素。目前, 中国很多地区生产上存在施肥不合理现象, 比如施肥量过多或不足、化肥施用配比不均衡等。黄鹏等[17］研究表明, 减量施肥15%时, 玉米的氮肥利用率有所提高, 对光照的利用效率也有明显增高, 有利于玉米干物质的形成和增加, 从而提高产量；但是施肥量进一步降低到30%时, 产量显著降低。本研究中, 在低施肥量A1 处理时, 产量最低, 在A1～A3 处理时, 产量随着施肥量的增加而增加, A3～A5 处理时, 郧单25 产量随着施肥量的增加而减少, 杂交玉米郧单25 的最适施肥量为A3 处理。

本研究结果还表明, 施肥量和种植密度间存在显著的互作效应, 在实际生产中可根据土壤肥力条件及当地施肥水平配置合理的种植密度, 同样可以获得较理想的产量水平。各密肥处理中, A3B3 单产达15 670 kg/hm2, 居第1；A3B4单产达15 012 kg/hm2, 居第2, 两者之间差异不显著。在施肥量相同的情况下, B4 处理密度大于B3 处理, 管理费工费时, 生产中风险要大于B3, 所以认为A3B3 是最优的密肥组合。

5 小结

综上所述, 玉米新品种郧单25 丰产性突出、增产潜力大, 稳产性强, 属强优势玉米杂交种, 适应性广, 具有良好的生产潜力和推广应用价值。密肥试验的结果表明, 一定范围内增密或增肥均可提高郧单25 的产量, 随着密度的增加, 玉米新品种郧单25产量先增后减；随着施肥量的增加, 玉米品种郧单25 产量在A1～A4 处理范围内呈增加趋势, 但再增施肥料产量又下降；从经济角度分析, A3B3 处理为最优密肥组合, 即密度为5.25 万株/hm2, 每公顷施750 kg 复合肥作底肥, 337.5 kg 尿素作追肥（苗肥:穗肥=1:2）, 单产达15 670 kg/hm2, 效益最佳。