不同地理气候条件对玉米杂交新组合产量及相关性状的影响

程偉东1，杜 青1，张刘其2，谭贤杰1，李石初1，吴崇藜2，周锦国1，李桂珍1，磨 康1

摘要：【目的】分析玉米杂交新组合在广西南宁市和马来西亚民都鲁市的种植表现，探讨其对不同环境气候的适应性及稳定性，为选育丰产稳产、适应性广的杂交新品种及种质改良提供参考。【方法】2013年分别在广西南宁市和马来西亚民都鲁市对15个玉米杂交新组合进行试种，以马来西亚品种NK7328为对照，分别调查不同组合生育期、植株性状、果穗性状、籽粒产量及其相关性状等，并进行稳定性和适应性分析。【结果】方差分析结果表明，百粒重、单穗重和穗行数3个性状稳定性较好，而实际产量、生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、行粒数、秃尖长等性状稳定性较差，易受环境变化的影响。所有参试组合在南宁和民都鲁试点的产量分别为6209.27～10847.01和5041.01～7990.97 kg/ha；除NP6外，参试15个组合在南宁试点的产量比民都鲁试点增加253.00～5147.00 kg/ha，但部分组合的单穗重和百粒重与产量表现不一致；在南宁试点以NP11的产量、单穗重和百粒重最高。在民都鲁试点，NP6的产量、单穗重和百粒重整体表现较高，其次为KJ1226。在南宁和民都鲁试点，参试组合的生育期分别为110.67～120.33和85.67～90.33 d，在南宁试点的生育期比民都鲁试点增加24.33～31.33 d。综合来看，在两试点株高和穗位高均表现较好的玉米杂交组合为12上HP02、NP2、NP6、S126和KJ1226，表现较差的组合为S12A226。S126、12上HP02、NP41、GD1219、NP2在两个试点的丰产性、稳产性和适应性优于其他组合，NP11、NP5在南宁具有较好的丰产性和稳定性，而GA1366在民都鲁丰产性和适应性较好。【结论】S126和12上HP02的丰产性、稳产性和适应性均优于其他组合；杂交组合的遗传特性（基因型）是决定其产量及相关性状是否受环境气候变化影响的主要因素。

关键词： 玉米；杂交新组合； 地理气候条件；产量性状；果穗性状；影响

中图分类号： S513 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）01-0029-08

0 引言

【研究意义】玉米是世界重要的农作物，其种植面积和总产量已跃居第一。玉米集粮用、饲用、工业用于一身，有极大的增值潜力。随着人口的持续增加及人们生活水平的不断提高，全球对玉米的需求量越来越大，玉米对全球经济和社会的影响愈加显著。环境气候变化对玉米生产发展的影响越来越明显，不仅影响玉米的产量、种植制度和适应区域，还影响玉米的品质。玉米是东盟国家重要的作物之一，也是中国—东盟农业合作的重要领域。东盟国家如泰国、越南、印度尼西亚等玉米杂交育种虽起步于20世纪60年代后，但进展很快，育成并推广了许多优良玉米新品种（文仁来等，2012）。近年来，广西组配了部分玉米杂交新组合，但尚未在广西进行种植。因此，在广西和东盟国家对新组配的玉米杂交组合进行试种，筛选表现优良的玉米组合，对丰富广西和东盟国家玉米品种，提高其玉米产量，促进玉米产业的可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】近年来，部分学者对我国和东盟国家的各种作物进行试种试验，研究其在异地环境条件下的性状变化和适应性。文仁来等（2012）于2007～2010年在广西南宁对113个中国玉米新品种、77个东盟国家玉米新品种进行品种比较试验，结果表明，东盟品种春秋播产量间差异较小，东盟玉米品种秋播的产量高于中国品种；中国玉米品种行粒数少于东盟品种；东盟玉米品种出籽率比中国品种稳定；中国玉米品种的千粒重略高于东盟品种。SREAN等（2012）于旱季在柬埔寨马德望省对3个中国杂交水稻品种（早优362、特优362和桂源优362）与当地水稻品种（Senpidao）进行比较试验，结果表明，3个杂交水稻品种株高、每穗粒数、穗长和产量表现优于当地品种，但分蘖数较低。黄江流等（2014）在越南谅山省对巨峰、无核早红葡萄进行引种试验，结果表明，巨峰葡萄及无核早红葡萄2010～2012年产量分别为13.69、17.50、16.24 t/ha及10.81、16.02、20.92 t/ha。覃永嫒等（2015）在越南谅山省对7个广西桂单系列玉米品种及当地主推玉米品种B265（對照）进行品比试验， 结果表明，桂单0810、桂单162极显著高于对照品种（增产22.9%和22.2%），而其他品种减产8.8%～19.0%；大部分桂单系列玉米品种生育期推迟0～4 d，但出苗率均在95%以上。【本研究切入点】目前，马来西亚的玉米育种和品种培育研究还较落后，基本没有自主培育的品种，且玉米种植面积较少，玉米主要靠从中国等国家进口。近年来，广西与马来西亚在玉米研究领域进行了较多合作，但有关广西玉米杂交新组合在马来西亚的试种研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】2013年对选育组配的15个优良玉米杂交新组合在马来西亚沙捞越州民都鲁市和广西南宁市进行试种对比试验，鉴定并筛选适合在马来西亚推广应用的玉米杂交新品种，为我国热带、亚热带玉米品种的培育和改良提供科学依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

参试的玉米杂交新组合有15个，分别是NP2、NP5、NP6、NP11、NP25、NP41、GD1219、S12A226、S12A233、S12A263、GA1366、KJ1226、S126、桂单162和12上HP02，均由广西农业科学院玉米研究所选育并提供；NK7328是马来西亚当地的对照品种（先正达公司选育），购自马来西亚当地市场。

1. 2 试验方法

试验于2013年春季分别在广西农业科学院玉米研究所明阳试验基地（东经108°2′、北纬22°27′）及马来西亚天源农业有限公司沙捞越州民都鲁试验基地（东经113°2′、北纬3°10′）进行。广西南宁市常年平均气温21.6 ℃，平均最高气温26.2 ℃，平均最低气温18.5 ℃，年降雨量1320.7 mm，年日照时数1724.6 h，年降雨日数104.7 d。马来西亚民都鲁市常年平均气温26.6 ℃，平均最高气温30.8 ℃，平均最低气温23.4 ℃，年降雨量3749.4 mm，年日照时数2129.2 h，年降雨日数192.0 d。

2013年春季南宁试点于2月21日播种，3月2日出苗；民都鲁试点于3月14日播种，3月19日出苗。统一采用随机区组设计，3次重复，4行区，行长5.00 m、行宽0.68 m，小区面积13.60 m2；播种时4粒种子/穴，定苗时20株/行、80株/区，种植密度55875株/ha。田间统一标准管理，基肥施复合肥（N∶P∶K=15∶15∶15）150 kg/ha。于3～4叶期进行补苗、间苗和定苗；于5～6叶期施苗肥尿素187.5 kg/ha、钾肥（硫酸钾）37.5 kg/ha，并中耕、除草、盖肥；大喇叭期施尿素150 kg/ha+复合肥300 kg/ha，并进行大培土、除草、盖肥。

1. 3 测定项目及方法

试验过程中观察记录玉米生育期，收获前田间测量株高和穗位高，收获时以中间2行计产。果穗晒干后随机抽取10个果穗测量穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖；脱粒晒干后测量粒重、百粒重，计算单株粒重和产量（水分以13%为基准）。

1. 4 统计分析

采用Excel 2003整理试验数据，采用DPS 9.5统计软件按不同性状将两个地点数据进行联合方差分析。

2 结果与分析

2. 1 玉米新组合在两试点种植不同性状差异性分析

方差分析结果（表1）表明，同一试点内仅株高和穗位高在不同区组间差异达显著水平（P<0.05，下同），其他性状差异均不显著（P>0.05，下同），说明随机区组的3个重复间误差较小；不同杂交组合间的11个性状差异均达显著或极显著（P<0.01，下同）水平；在两个试点间，除百粒重、单穗重和穗行数3个性状差异不显著外，果穗长差异显著，其他性状差异达极显著水平，说明百粒重、单穗重和穗行数3个性状受两试点的环境气候影响较小，表现较稳定；而其他性状易受环境条件的影响，稳定性较差。在品种与试点的互作中，其对株高、穗位高、穗行数、行粒数、单穗重和实际产量等6个性状的影响不显著，而对果穗长、果穗粗和生育期等3個性状影响达显著水平，对秃尖长和百粒重等性状的影响极显著。

2. 2 玉米杂交组合在不同试点株高和穗位高比较

由表2可知，在两试点株高和穗位高综合表现较好的玉米杂交组合为12上HP02、NP2、NP6、S126和KJ1226，其中组合12上HP02和NP2的平均株高和穗位高与大部分组合差异达显著或极显著水平；在两个试点植株性状相对表现较差的组合为S12A226，株高和穗位高显著或极显著低于大部分组合。除KJ1226、GA1366和NP5外，其他杂交组合在南宁试点的株高和穗位高均高于民都鲁试点。两个试点所有杂交组合的株高介于250.00～330.00 cm，其中S126和NP5两个组合在两地相差低于10.00 cm，其他组合为10.00～30.00 cm。两个试点不同组合穗位高在86.00～140.00 cm，除NP25和S12A263外，其他组合穗位高均超过100.00 cm；其中，两个试点穗位高相差低于5.00 cm的组合有NP2、S126、NP5、12上HP02和NP6。

2. 3 玉米杂交组合两地种植产量性状和生育期比较

由表3可知，所有参试组合在南宁和民都鲁试点的产量分别为6209.27～10847.01和5041.01～7990.97 kg/ha；除NP6外，参试15个组合在南宁试点的产量均高于民都鲁试点，增幅为253.00～5147.00 kg/ha；大部分参试组合的单穗重以南宁试点较高，而大部分组合的百粒重以民都鲁试点较高；其中NP6在民都鲁试点的产量、单穗重和百粒重均高于南宁试点，表现较好。NP6和GA1366两个组合在民都鲁的实际产量均高于7700.00 kg/ha，分别为7785.51和7990.97 kg/ha，比民都鲁当地对照品种NK7328分别增产19.76%和22.92%。

综合来看，NP11在南宁试点的产量、单穗重和百粒重均最高，分别为10847.01 kg/ha、181.14和36.92 g，比民都魯试点增加5147.01 kg/ha、39.27和4.92 g；其次为组合NP5，产量、单穗重和百粒重分别为10166.83 kg/ha、170.88和35.67 g，比民都鲁试点增加3792.44 kg/ha、15.16和6.42 g；12上HP02的产量性状整体表现也较好，而组合S12A263的产量、NK7328的单穗重及S12A226的百粒重均最低。S126在南宁试点的产量仅次于NP11，但其单穗重和百粒重较低。在民都鲁试点，组合GA1366、NP6和NK7328的产量、单穗重和百粒重分别最高，最低分别为S12A263、S12A226和NP5。NP6的产量、单穗重和百粒重整体表现较高，其次为KJ1226；GA1366、S126虽然获得较高的产量和单穗重，但是百粒重较低；虽然S12A263的百粒重最高，但是其产量和单穗重也较低，说明大部分组合的产量性状不能同时提高。对于平均产量、平均单穗重和平均百粒重，仅部分组合间差异达显著或极显著水平，大部分组合间差异不显著。

由表3可知，南宁和民都鲁试点所有组合的生育期分别为110.67～120.33和85.67～90.33 d，所有参试组合在南宁试点的生育期比民都鲁试点增加24.33～ 31.33 d，而以GA1366和KJ1226增加幅度较小，分别为24.33和24.67 d，说明所有参试组合的生育期受环境气候的影响较明显。两个试点均以组合S12A226平均生育期最长，显著或极显著高于其他组合；以组合KJ1226生育期最短，显著或极显著低于其他组合。

2. 4 玉米不同杂交组合两地种植穗部性状比较

由表4可知，16个参试组合的穗长在两地表现不一致，其中GA1366等9个组合在南宁试点的穗长稍高于民都鲁试点。南宁、民都鲁试点的平均穗长最长的组合是GD1219，为20.62 cm，显著高于S12A233，而极显著高于其他组合；其次为S12A233、KJ1226、12上HP02和S126，平均穗长极显著高于其他组合；组合S12A226的平均穗长最短，显著低于NP41，而极显著低于其他组合；其他品种部分间差异达显著或极显著水平。

对于穗粗，所有组合在民都鲁试点表现较好，穗粗高于南宁试点0.11～0.45 cm。南宁和民都鲁两地的平均穗粗均以组合NP5最高，其次为NP11、NP6和S12A226，均高于5.00 cm，显著或极显著高于其他组合；而以GD1219、NP2组合最低，显著或极显著低于其他组合。

对于穗行数，16个组合在两个试点差异不明显，在-0.73～1.47；相差最小的组合是S12A233，相差最大的组合是S12A226。在南宁和民都鲁试点穗行数最高的组合分别为S12A226和 KJ1226，而均以组合S12A233最低。S12A226和KJ1226组合的平均穗行数极显著高于其他组合，除桂单162外，S12A233与其他组合差异达显著或极显著水平。

对于行粒数，不同玉米杂交组合均以民都鲁试点表现较好，分别比南宁试点增加0.76～7.73粒；南宁试点以组合GD1219行粒数最高、组合NP25最低，而在民都鲁试点分别为组合S12A263和NP6。方差分析结果表明，不同杂交组合间，平均行粒数以组合S12A263最高，除GD1219外，极显著高于其他处理5.10～9.08粒；组合GD1219的平均行粒数也显著或极显著高于大部分组合。

由表4可知，南宁试点的所有杂交组合果穗秃尖均相对低于民都鲁试点；两地秃尖长相差最小的组合是12上HP02、NK7328、桂单162和S126，差异最大的组合是S12A263。南宁试点秃尖最长的组合为S12A233，其次为NP41，其他组合介于0～0.15，没有秃尖的组合是NP2和桂单162。在民都鲁试点秃尖最长的组合是S12A263，秃尖很少或几乎无秃尖的组合为12上HP02、NK7328和桂单162，其他组合的秃尖长介于0.11～1.06 cm。方差分析结果表明，S12A263秃尖长与S12A233差异不显著，而显著高于其他组合；其他部分组合间差异达显著或极显著水平。

由表5可知，除单穗重、百粒重、穗行数外，供试杂交组合的其他相關性状在南宁和民都鲁两地间差异均达显著或极显著水平；其中南宁试点所有品种的平均产量、生育期、株高和穗位高均极显著高于民都鲁试点，单穗重和穗行数稍高于民都鲁试点，而穗粗、行粒数、秃尖均极显著低于民都鲁试点。

2. 5 玉米不同杂交组合产量丰产性及稳定性分析

对供试杂交组合的产量丰产性及稳定性参数评估的结果（表6）表明，S126、12上HP02、NP41、GD1219、NP2的丰产性、稳产性和适应性优于其他组合，能很好或较好的适应南宁和民都鲁两地环境；NP11、NP5在南宁具有较好的丰产性、稳定性；GA1366在民都鲁适应性表现较好。

3 讨论

许多研究表明，随着温度的升高，水稻、玉米等禾本科类作物的干物质和产量均有所下降，作物生长发育速度加快，生育期缩短，减少了光合作用累积干物质的时间（Brown and Rosenberg，1997；赵峰和千怀遂，2004；肖国举等，2007；陈鹏狮等，2009）。郑洪建和董树亭（2000）指出，气温对玉米产量的影响主要发生在玉米生长发育的中后期，气温过高或过低都将造成不同程度的减产；只有在最适热量条件下，在玉米产量形成期才能大幅提高玉米单产；玉米生长后期气象条件匹配，将有利于光合产物累积，实现稳产，但积温过高，将加速叶片衰老，引起玉米早衰。周曙东等（2010）认为，应对气候变化的农业技术措施应包括选育抗逆性强的农作物新品种，增强农作物抵御自然灾害的能力。覃志豪等（2013）认为，气候变化对农业的影响有双重表现，一方面会加剧农业生产的逆境（包括生物逆境和非生物逆境），另一方面会增加宝贵的光热资源，利于作物生长发育。黄吉美等（2013）研究玉米新品种在云南省不同地区的栽培适应性时指出，玉米产量受品种基因型影响大于环境的影响，玉米产量的高低主要取决于品种本身的遗传特性。高国庆等（2013）在柬埔寨金边对6个广西优良水稻新品系进行试种，结果表明，在常规移栽和直播两种方式下，大粒型水稻品种的产量构成因子变化更明显，所有参试品种的稻米食味品质无明显变化。

3. 1 环境气候对玉米杂交新组合产量及其相关性状的影响

在本研究中，南宁和马来西亚民都鲁两个试点在地理纬度上相差19°17′、经度上相差5°，距离相差2000多km；两地常年平均最高气温、平均气温和最低气温均相差5 ℃左右，南宁市常年平均降雨量、降雨日数和日照时数均显著少于民都鲁市。马来西亚民都鲁市属于明显的热带雨林气候，南宁市属于亚热带季风性气候，说明民都鲁市比南宁市具有更丰富的热量、丰沛的降水、强烈的光照。两地虽然气候温暖，干湿季节分明，但是民都鲁市的四季不明显，昼夜温差不大，自然灾害少，而南宁市的四季比较分明，冬少夏多，冬季昼夜温差较大，旱涝等自然灾害比较频繁。

本研究结果表明，大部分杂交组合的产量及其相关性状对环境气候变化表现敏感，受环境气候变化的影响较大，导致产量变化幅度明显。大部分杂交组合实际产量在两地相差超过750 kg/ha，且多數杂交组合的实际产量相差均高于1000 kg/ha，其中以NP11的实际产量相差达到最高，为5147 kg/ha。此外，部分杂交组合对环境气候变化比较钝感， NP6和GA13662个杂交组合在南宁和民都鲁的实际产量均超过7500 kg/ha，但两者相差均少于405 kg/ha，说明经鉴定和筛选，可获得丰产性、稳产性和适应性在两地均较好的杂交组合。虽然单穗重和百粒重同样受环境气候变化的影响，但其影响程度不如实际产量明显；环境气候变化对不同杂交组合的单穗重和百粒重的影响程度也有所不同，但均无较明显的规律性。

3. 2 环境气候对不同杂交组合生育期和植株性状的影响

在本研究中，发现生育期与实际产量一样，同样明显受到环境气候变化的影响。由于南宁的气温比民都鲁低5 ℃左右，因此所有参试玉米杂交组合在南宁的生育期均长于民都鲁24 d以上；由于参试杂交组合在民都鲁的生育期较短，造成植株干物质累积相对较少，因此大部分杂交组合的实际产量均低于南宁试点。在植株性状方面，大部分杂交组合的株高及穗位高均以南宁试点较高，可能是因其在南宁试点生育期延长而造成。说明玉米生育期和植株性状易受到环境气候变化的影响。

3. 3 环境气候对玉米杂交组合果穗性状的影响

在观察记载的果穗性状中，穗长、穗粗和穗行数3个性状在南宁试点与民都鲁试点虽然有变化和差异，但是变化和差异幅度均不明显，说明这3个性状较稳定，不易受到环境气候变化的影响。所有参试杂交组合在民都鲁试点的秃尖长均长于南宁试点，可能是因其在民都鲁试点的生育期均短于南宁试点，植株体内累积的干物质有限，造成果穗顶部容易产生较长的秃尖。说明果穗秃尖长这个性状也较易受到环境气候变化的影响。但民都鲁试点的穗粗及行粒数均高于南宁试点，其差异可能是由环境气候变化或土壤差异的影响所造成，今后还需进一步研究和验证。

4 结论

本研究结果表明，S126是丰产性、稳产性和适应性最好的组合，表现比较好的组合还有12上HP02、NP41、GD1219和NP2；杂交组合的遗传特性（基因型）是决定其产量及相关性状是否受环境气候变化影响的主要因素。因此，在选育玉米新品种时，应重视对易受环境气候变化影响的性状进行选择，提高育成品种的丰产性、稳产性和适应性。

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（責任编辑 韦莉萍）