不同基因型玉米间作的抗病稳产生态效应研究

李豪远 吴占清 陈威 许海良 彭星星 马凯琳

摘要  以河南主推的玉米品种为材料，在2020—2021年研究不同基因型玉米间作对玉米多种病害抗性和产量的影响，旨在为河南种粮大户提供理论依据。以德单5号、登海605、中科玉505、裕丰303为材料，研究品种间作对群体产量以及茎腐病、小斑病、穗腐病和南方锈病发病的影响。结果表明，不同基因型玉米间作较单作能够提高复合群体对茎腐病、小斑病、穗腐病和南方锈病的抗性，间作产量均远远高于各品种单作产量，增产效益显著。德单5号与登海605间作更能提高复合群体产量，稳产性更有保障。

关键词  基因型；玉米；间作；复合群体；抗病性；产量

中图分类号  S513  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）04-0017-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.004

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Ecological Effects Study on Disease Resistance and Yield Stability of Different Genotypes of Maize Intercropping

LI Hao.yuan， WU Zhan.qing， CHEN Wei et al

（Kaifeng Academy of Agriculture and Forestry， Kaifeng， Henan 475004）

Abstract  In 2020-2021， the effects of intercropping of different maize genotypes on multiple disease resistance and yield were studied using the main maize in Henan Province as materials， aiming at providing theoretical basis for farmers in Henan Province. Dedan 5， Denghai 605， Zhongkeyu 505 and Yufeng 303 were used as materials to study the effects of intercropping on population yield， as well as the incidence of stem rot， leaf spot， ear rot and southern rust. Results showed that intercropping different genotypes of maize could improve the resistance of the composite population to stem rot， small leaf spot， ear rot and southern rust compared to monocropping. The yield of intercropping was significantly higher than that of monocropping each variety， with significant yield increase benefits. Intercropping between Dedan 5 and Denghai 605 could improve the yield of the composite population and ensure the stability of yield.

Key words  Genotype;Maize;Intercropping;Compound groups;Disease resistance;Yield

基金項目  河南省中央引导地方科技发展专项“粮饲通用型玉米抗旱种质创制及新品种选育”（Z20221343006）;开封市科技攻关专项“抗南方锈病青贮玉米种质资源创制与利用”（2202019）。

作者简介  李豪远（1993—），男，河南平顶山人，研究实习员，硕士，从事玉米育种研究。

收稿日期  2023-03-24；修回日期  2023-04-24

玉米作为中国第一大作物，在全国粮食安全和经济发展中占着举足轻重的地位［1-2］。河南省玉米的种植面积385万hm2左右，仅次于小麦。随着中央和国务院要求大力发展土地流转政策的不断深入，越来越多的种粮大户涌现出来，劳动力的相对稀缺程度开始上升，种粮成本不断升高。大面积种植配合全程机械化才能够大大节省生产成本、增加收益，但栽培品种单一化和种质资源狭窄也日趋严重［3］。黄淮海夏玉米区环境多变，单一化种植会导致群体抵御自然灾害能力较差［4-6］。不同作物间作对机械化要求较高，不同基因型的同种作物间作丰富了群体遗传多样性，减轻病虫害，减少化肥农药的使用量，对提高群体抗逆性和产量有着重要意义［7-8］。鉴于此，笔者通过对河南几个主栽玉米品种单、间作种植，探索其复合群体的抗逆增产效应，以期为河南玉米种植大户提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  试验材料

以河南主推的4个玉米品种（德单5号、登海605、中科玉505、裕丰303）为材料。

1.2  试验方法

采用完全随机排列设计，进行不同密度下等行距单作和间作试验（表1）。行距60  cm，种植密度分别为67 500和75 000株/hm2。

1.3  田间管理

玉米在6月15日前播种，严格按照规格进行；播种后立即浇蒙头水；3叶期间苗，5叶期定苗，定苗前喷施内吸性杀虫剂。其他管理与当地水平相当。

1.4  测定项目

1.4.1  病害发生情况调查。玉米小斑病、南方锈病与镰刀菌茎腐病在吐丝期40 d后对发病情况进行调查。玉米穗腐病在玉米成熟后期进行调查。

1.4.2  考种计产。乳熟末期进行空秆率、双穗率调查；玉米成熟后（10月1日）收获中间3行计产并对结果进行数据统计与分析。

2  结果与分析

2.1  不同基因型玉米间作复合群体的抗病效果

2.1.1

单、间作镰刀菌茎腐病发病率。由表2可知，在不同种植密度下，2020—2021年间所有处理中，DH605单作茎腐病发病率均为最低，抗病表现最好。就品种单作来看，不同年份不同密度下，2020年DH605茎腐病发病率均为0；2021年DH605茎腐病发病率分别为0.39%、1.06%；DH605对茎腐病抗性最好，YF303抗病性最差，发病率均为当年最高。就不同品种单、间作模式来看，品种间作能够提高玉米群体对茎腐病的抗性，两年间DD5与DH605间作群体发病率均低于DD5单作，高于DH605单作；其他间作群体的发病率除67 500 株/hm2种植密度下DD5与ZKY505间作外，均高于DD5单作，分别低于对应的ZKY505单作和YF303单作。两年间不同种植密度下，DD5与DH605间作比DD5单作发病率下降最多，在67 500株/hm2种植密度下分别降低1.35百分点、1.99百分点，在75 000株/hm2种植密度下分别降低1.33百分点、2.75百分点。从不同间作模式来看，两年间DD5与YF303间作茎腐病发病率均为当年最高，与其他两个间作模式相比抗病性略差。

2.1.2

单、间作小斑病病情指数。由表2可知，在不同种植密度下，两年间所有处理中，DD5单作对小斑病抗性表现最好，2020年DD5病情指数分别为11.19、12.03，2021年DD5病情指数分别为13.21、15.78；YF303单作病情指数最高，抗病性最差。从品种单作来看，两年间同样表现为DD5对小斑病的抗性最好，YF303抗病性最差。从不同品种单、间作模式来看，除2020年67 500株/hm2种植密度下DD5与ZKY505间作外，3个间作群体病情指数均高于DD5单作。从不同间作模式来看，与其他2个间作模式相比，两年间DD5与ZKY505间作小斑病病情指数均为当年最低，2020年病情指数分别为11.07、12.08，2021年病情指数分别为13.44、16.22。

2.1.3  单、间作穗腐病发病率。由表2可知，在不同种植密度下，两年间所有处理中，DH605单作发病率均为最低，抗病表现最好。2020年DH605穗腐病发病率分别为0.22%、0.64%，2021年DH605穗腐病发病率分别为1.25%、1.77%，均为当年最低；就品种单作来看，两年间DH605对穗腐病抗性最好，DD5次之。就不同品种单、间作模式来看，两年间DD5与DH605间作群体发病率均低于DD5单作，高于DH605单作；其他间作群体的发病率却高于DD5单作，分别低于ZKY505单作和YF303单作。从不同间作模式来看，两年间DD5与DH605间作对穗腐病抗性最好，其他间作模式也能提高玉米群体对穗腐病的抗性。

2.1.4  單、间作南方锈病病情指数。由表2可知，在不同种植密度下，两年间所有处理中，DD5单作病情指数均为最低，抗病表现最好；DH605对南方锈病抗性最差，2020年病情指数分别为38.24、45.27，2021年病情指数分别为50.93、58.29；从品种单作来看，两年间同样表现为DD5对南方锈病的抗性最好，DH605抗病性最差。就不同品种单、间作模式来看，3个间作群体病情指数均高于DD5单作之外，却分别低于对应的DH605单作、ZKY505单作和YF303单作。从不同间作模式来看，两年间DD5与ZKY505间作对南方锈病的抗性最好，其他间作模式也能提高玉米群体对南方锈病的抗性。

2.2  不同基因型玉米间作复合群体的增产效果

由表3可知，不同密度下，两年间所有处理中DD5与DH605间作产量最高。2020年产量分别可达到10 933.65、10 573.65 kg/hm2，2021年同样为当年最高值，分别可达到10 689.90、10 163.70 kg/hm2。就品种单作来看，不同密度下，DH605产量两年间均为最高，DD5产量次之；就不同品种单、间作模式来看，品种间作增产效应明显，所有间作产量均远远高于单作。就不同间作模式来看，DD5与DH605间作产量均为当年最高，两年平均增产率同样最高，与其他2个间作模式相比丰产性、稳产性更好。

3  结论与讨论

3.1  不同基因型玉米间作有利于提高群体抗病性

该试验结果表明，不同基因型玉米间作有利于提高复合群体抗性。不同抗茎腐病、穗腐病玉米品种间作组合，除DD5与DH605间作群体发病率低于DD5单作、高于DH605单作外，其他间作群体发病率均高于DD5单作，分别低于ZKY505单作、YF303单作；不同抗小斑病、南方锈病玉米品种的间作组合，所有间作群体病情指数均大于DD5单作，分别小于DH605单作、ZKY505单作、YF303单作。整体来看，不同基因型玉米间作能够提高复合群体抗性。但需根据当地病害发生程度，针对性选择间作品种才能起到最大作用。

3.2  不同基因型玉米间作可以提升复合群体产量

该研究表明，在双基因型玉米间作系统中，不同基因型组合对产量有明显影响。DD5与DH605间作与单作相比对空秆率影响不大，其他间作模式较DD5单作空秆率增加，较ZKY505单作、YF303单作空秆率降低。在67 500株/hm2种植密度下，不同品种与DD5间作较其单作双穗率降低，对其他品种影响不大。两年间不同种植密度下，DD5与DH605间作、DD5与ZKY505间作和DD5与YF303间作模式群体产量均超过各品种单作产量，其中DD5与DH605间作增产效应最明显，较品种单作增产率可达到10%，间作群体结实性较好。DD5与ZKY505间作、DD5与YF303间作群体产量较DD5单作增产效应稍差。

我国玉米种质资源较为匮乏，直接导致玉米品种的遗传基础日益狭窄，单一品种种植生产风险较大。通过不同基因型玉米品种间作，可以增加田间群体的生物多样性，优化群体冠层结构，增强通风透光能力和光能利用率，增强对逆境胁迫的抗性，从而实现高产、稳产［9-10］。玉米实施间作可提高其产量，与单作相比可达到显著增产水平［11］，间作平均比单作增产4.04%～17.14%［12］。通常来说玉米间作的品种类型越多，其复合群体的丰产性越高，稳产性越好［13］。通过高秆与矮秆玉米品种、抗病与感病玉米品种、丰产性与稳产性品种间作有利于提高群体抗病性［14］。近年来，由于玉米新品种审定渠道较多，玉米新品种出现“井喷式”增长，该研究只针对了4个品种间作模式的研究，对于其他大面积推广品种间作的稳产抗逆生态效应尚需进一步研究。

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52卷4期                  李豪远等  不同基因型玉米间作的抗病稳产生态效应研究

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