吉林省玉米主推品种杂交模式耐密性分析 (20130411).doc

吉林省玉米主推品种杂交模式耐密性分析摘要：本试验采用裂区试验设计，密度为主区，品种为副区。对吉林省4个主推的具有不同杂种优势模式的品种，及4个自选品种，在3万株/hm213万株/hm2密度下设置7个密度梯度进行耐密性分析。从试验分析可以看出四个群体均具有不同的耐密优势：其中改良Reid外杂选耐密性最高；改良Reid塘四平头及改良Reidlancaster具有一定的耐密潜力；美杂选旅大红骨有耐密潜力但还需要进一步改良。实验结果得出：四个主推品种耐密性顺序为利民33郑单958农华101先玉335；四个改良品种的耐密性顺序为JNY301JNY611JNY986JNY886，JNY301、JNY611和JNY986是改良比较成功的杂交种，JNY886具有耐密植潜力，但还需继续改良。关键词：玉米；杂交模式；密度早在1990年李竞雄先生就提出了密植育种法的概念1，明确指出了密植育种的必要性。2008年张世煌2认为中国玉米育种研究进展缓慢的一个重要原因是长期忽视了在高密度和其他逆境条件下选育自交系和鉴定杂交组合。近年国内玉米育种工作者在玉米耐密抗逆育种方面做了大量研究，育种技术得到了发展与应用。未来玉米生产全程机械化程度会进一步增加，要求杂交种综合性状优良，即单株产量适宜、生育期早、耐密性好、抗倒性强等，因此持续提高玉米杂交种耐密性和抗逆性已成为我国玉米育种的首要任务。本文选用吉林省玉米生产中主要杂种优势模式的代表品种为试验材料，在7种密度环境条件下，对杂交种及其组配模式的耐密性进行研究，以期为玉米耐密植品种选育提供参考。1 材料与方法1.1 供试材料试验材料由吉林农业大学种子科学与工程教研室提供。2011年在吉林农业大学育种基地组配JNY611、JNY986、JNY886和JNY301等4个杂交种，2012年用组配的4个强优势杂交种以及先玉335、郑单958、农华101和利民33等4个吉林省主推品种进行密度试验，按照品种杂种优势模式分成4组。分组及品种名称见表1-1。表1-1供试材料Table1-1 Experimental materials组号Serial number品种Variety血缘Consanguinity杂种优势模式Heterotic pattern第一组先玉335 XY335PH6WCPH4CV改良ReidlancasterJNY611J1492J1395第二组郑单958 ZD958郑58昌7-2改良Reid塘四平头JNY986郑58J1986第三组农华101 NH101NH60S121美杂选旅大红骨吉农玉886NH60J1658第四组利民33 LM33L201L269改良Reid外杂选JNY301郑58J14651.2 试验设计2012年在吉林农业大学育种基地和长岭流水镇试验地对4组8个杂交种在3万、4.5万、6万、7.5万、9万、 11万、13万株/hm2密度下进行裂区试验设计5。密度为主区，品种为副区，3次重复，3行区，行长7米，行距0.65米，田间管理同大田。在田间以小区中间行中间连续测量10株，收获测量植株对应果穗进行室内考种。由于受台风布拉万影响，长春试验点倒伏全部报废，因此仅分析长岭试验点数据。1.3 统计方法试验原始数据先在Excel软件中进行处理，再用 DPS6软件进行分析。耐密系数由苏方宏7提出的耐密公式计算各杂交种的耐密系数N值。2 结果分析2.1密度压力下各杂交种主要性状的方差分析及多重比较对8个玉米杂交种10个主要性状进行分析，方差分析F值列于表1-2。由表1-2可知，10个性状在密度，品种，密度品种的互作的效应间差异均达到极显著水平，表明密度和品种对这10个性状的影响真实存在。因此对存在真实差异的性状进行多重比较。表 1-2性状方差分析F值Table 1-2 F value of ANOFVA for traits变异来源性状群体产量单株产量倒伏率空杆率株高茎粗穗位籽粒长穗长秃尖密度3055.718*19733.97*182.575*1032.244*1082*123.002*152.298*78.142*766.194*239.783*品种351.898*139.37*49.569*1253.785*1206*44.877*794.844*12.785*26.093*148.234*密度品种102.667*86.4*8.693*341.813*123.9*8.223*20.78*5.112*13.967*9.275*密度:F0.05=3.00,F0.01=4.82;品种:F0.05=2.03,F0.01= 2.69;密度品种:F0.05=1.48,F0.01=1.74多重比较中主处理和副处理均值极值分析表列于表1-3。表1-3 主处理和副处理均值极值分析表性状群体产量/kg单株产量/g倒伏率%空杆率%株高/cm极值极大值极小值极大值极小值极大值极小值极大值极小值极大值极小值主处理密度31331313313393主处理均值13138.435173299.159.72.83015.080.04340.71196.5副处理均值11516.18360.9193.4159.43.52021.330.05340.7301.1副处理品种JNY611JNY886JNY611JNY986XY335JNY301JNY886JNY301JNY886ZD958性状茎粗/cm穗位/cm籽粒长/cm穗长/cm秃尖/cm极值极大值极小值极大值极小值极大值极小值极大值极小值极大值极小值主处理密度3131333&4.513313133主处理均值2.881.74143.4121.51.250.9521.211.52.60.3副处理均值2.472.17156.1105.51.221.0718.516.32.20.8副处理品种XY335LM33JNY886LM33JNY611JNY301JNY886NH101JNY886ZD958Table 1-3多重比较结果分析：群体产量、单株产量、籽粒长均值均以JNY611（改良Reidlancaster）最高，茎粗均值以先玉335（改良Reidlancaster）最高；穗长均值则以JNY886（美杂选旅大红骨）最高；倒伏率和空杆率均值则以JNY301（改良Reid外杂选）最小，秃尖均值则以郑单958（改良Reid塘四平头）最小；株高均值以郑单958（改良Reid塘四平头）最小；穗位均值利民33（改良Reid外杂选）最低。2.2密度压力下杂种优势模式品种的耐密性分析及改良品种的评价鉴于多重比较结果分析，对吉林省主推品种和改良的杂交种按照优良的性状进行作图，对不同杂种优势模式进行耐密性分析和对改良品种进行评价。2.2.1 ReidLancaster杂种优势模式耐密性分析对ReidLancaster杂种优势模式的品种及改良杂交种的群体产量、单株产量、茎粗、籽粒长、倒伏率和空杆率等性状作图分析，如图1-1图1-5所示。JNY611与先玉335的杂种优势模式均为ReidLancaster，由图1-2、图1-3和图1-4可知，改良的JNY611与先玉335在单株产量、籽粒长度和茎粗等3个性状随密度变化下降趋势基本相同；由图1-5和图1-6显示，两个品种在大于7.5万株/hm2时空杆率逐渐增大，在大于6万株/hm2时，倒伏率增大，且先玉335空杆率和倒伏率在高密度下均大于JNY611；群体产量从图1-1中可以得出两个品种群体产量在6万株/hm2密度下产量最高，7.5万株/hm2密度下次之，产量下降趋势基本相同，各密度下JNY611产量均高于先玉335群体产量。先玉335的耐密系数N先玉335=4.09，JNY611的耐密系数为N JNY611=4.57。综上所述，JNY611和先玉335耐密性较好。2.2.2改良Reid塘四平头杂种优势模式耐密性分析对改良Reid塘四平头杂种优势模式的品种及改良杂交种的群体产量、单株产量、株高、秃尖、倒伏率和空杆率等6个性状进行作图分析，如图2-1图2-6所示。JNY986与郑单958的组配模式均为改良Reid塘四平头。从图2-2和2-4可知，郑单958和JNY986的单株产量和秃尖长的变化趋势基本相同；图2-5和图2-6显示，JNY986和郑单958在种植密度达到7.5万株/hm2时出现倒伏，在7.5万株/hm2以上时，空杆率明显增大；群体产量从图2-1中可知，JNY986在6万株/hm2密度下群体产量最高，而郑单958则在7.5万株/hm2密度下群体产量最高，各密度下郑单958的群体产量均大于JNY986的群体产量；郑单958耐密系数为N郑单958=6.86，JNY986的耐密系数为NJNY986=4.38。综上所述：郑单958耐密性强，JNY986具有一定的耐密潜力。2.2.3美杂选旅大红骨杂种优势模式耐密性分析对美杂选旅大红骨杂种优势模式的品种及改良杂交种的群体产量、单株产量、穗长和倒伏率作图分析，如图3-1图3-4所示。JNY886和农华101组配模式均为美杂选旅大红骨。由图3-4可看出两个品种在大于7.5万株/hm2密度下出现少量倒伏；由图3-3可以看出在小于9万株/hm2密度时，JNY886的穗长均值大于农华101，在大于9万株/hm2密度时，两个杂交品种下降变化趋势基本相同；由图3-2显示，在小于6万株/hm2密度时，JNY886单株产量均值大于农华101，在大于6万株/hm2密度时，反之；由图3-1可以看出农华101在6万株/hm2密度下群体产量最高，7.5万株/hm2次之，而JNY886则在4.5万株/hm2密度下群体产量最高；农华101耐密系数为N农华101=4.88，JNY886耐密系数为NJNY886=3.93。综上所述，农华101的耐密性较好，JNY886的耐密性较差。2.2.4改良Reid外杂选杂种优势模式耐密性分析对改良Reid外杂选杂种优势模式的品种及改良杂交种的群体产量、单株产量、穗位、倒伏率和空杆率等5个性状进行作图分析，如图4-1图4-5所示。JNY301与利民33杂种优势模式均为改良Reid外杂选系。由图4-4和4-5可知，JNY301在各密度下基本无倒伏现象，LM33在7.5万株出现少量倒伏；图4-3显示利民33的穗位高度在各密度下均低于JNY301穗位均值；图4-2显示JNY301与利民33随密度增高单株产量下降趋势基本一致；群体产量从图4-1可得，JNY301和利民33在9万株/hm2密度下的群体产量最高，两个品种群体产量变化趋势基本一致；利民33的耐密系数为N利民33=8.93，JNY301的耐密系数为NJNY301=6.04。综上所述，利民33和JNY301具有很高的耐密性。2.2.5 吉林省4个主要模式杂交种耐密产量比较先玉335和农华101的最高群体产量出现在6万株/hm2，郑单958的最高群体产量出现在7.5万株/hm2，利民33的最高群体产量出现在9万株/hm2，群体产量高低顺序为郑单958先玉335利民33农华101，杂交种耐密性顺序为利民33(N利民33=8.93)郑单958(N郑单958=6.86)农华101（N农华101=4.88）先玉335（N先玉335=4.09）。进一步对8个杂交种产量和密度的试验数据进行回归分析，得出二者的关系曲线，拟合度最好的为二次曲线，回归方程分别为：郑单958: Y=-0.000002598x2+0.3895x-806.2 (R2=0.94) 先玉335: Y=-0.000003 x2+0.2537x+4721.1 (R2=0.92)利民 3 3： Y=-0.000002536 x2+0.3911x-1560.1 (R2=0.98)农华101: Y=-0.000002267 x2+0.3212x-1483.1 (R2=0.93)JNY986: Y=-0.000001665 x2+0.2121x+4314.1 (R2=0.86)JNY611: Y=-0.000002 x2+0.2841x+3667.3 (R2=0.89)JNY301: Y=-0.000002216 x2+0.3342x+339.9 (R2=0.96)JNY886: Y=-0.00000121 x2+0.074x+11165.1 （R2=0.90)从回归方程看出，8个杂交种产量与密度呈二次抛物线的关系，抛物线的开口向下，说明每一个杂交种都有一个种植最佳密度和此密度下的最大产量。计算的8个杂交种的理论最佳密度分别为：7.5万株/hm2、4.2万株/hm2、7.7万株/hm2、7.1万株/hm2、6.37万株/hm2、7.10万株/hm2、7.54万株/hm2、3.06万株/hm2。3 分析与讨论先玉335（PH6WCPH4CV）和JNY611(J1492J1359)是ReidLancaster模式代表的杂交种。本试验中先玉335在6万株/hm2密度下的群体产量（14103.57kg）最高，密度增加其空杆率、倒伏率和秃尖增加，先玉335耐密性中等(N先玉335= 4.09)。JNY611的群体产量在6万株/hm2密度下最高(14988kg)，产量超过先玉335，JNY611在高密度下空杆率较低，而先玉335空杆率较高。PH6WC是国外Reid群骨干系，突出优点是抗旱性强，缺点是易倒伏；PH4CV是国外Lancaster群骨干系，突出优点是耐密性好，缺点是易倒伏89。PH6WC和PH4CV未能实现耐密优势性状互补。J1492和J1359分别是从Reid血缘和Lancaster血缘中选育的自交系，从实验结果可得出JNY611表现出比先玉335具有更高的耐密性（NJNY611= 4.57）。因此JNY611的改良比较成功，具有一定的耐密潜力和增产潜力。郑单958（郑58昌7-2）和JNY986（J1312昌7-2）是国内改良Reid塘四平头模式代表的杂交种。本试验中在7.5万株/hm2密度下郑单958的群体产量（14287.5kg）最高，空杆率低、倒伏率低、秃尖短、多数性状随密度增加变化较缓和，表现出较强的耐密性(N郑单958=6.86)。JNY986在6万株/hm2密度下群体产量（12396kg）最高，郑58是国内改良Reid群骨干系，突出优点是矮杆、耐密植、抗倒伏；昌7-2是国内塘四平头群骨干系，突出优点是耐密性好，缺点易倒伏。JNY986（NJNY986 =4.38）耐密性低于郑单958，高于先玉335，J1312还有待改良，JNY986具有一定的耐密潜力，可以进一步加以改良利用。农华101（NH60S121）和JNY886（NH60J1658）属于美杂选旅大红骨模式代表的杂交种。本试验中在6万株/hm2密度下农华101的群体产量（13586.67kg）最高，空杆率低、倒伏率低、秃尖短、多数性状随密度增加变化较缓和，表现出较强的耐密性（N农华101= 4.88）。JNY886在4.5万株/hm2密度下JNY886群体产量（13852.5kg）最高，其耐密性不如农华101（NJNY886= 3.93）。NH60是美杂选系，突出优点是矮杆、耐密植、抗倒伏；S121是国内旅大红骨群骨干系，突出优点是矮杆，耐密性好，抗倒性强。NH60与S121实现了耐密性状互补J1658是S121的改良系，主要是想改良S121的米质和进一步提高耐密性，从本试验数据来看J1658的改良效果不理想。利民33（L201L269）和JNY301（郑58J1465）属于改良Reid外杂选模式杂交种。本试验中在9万株/hm2密度下利民33的群体产量(13646kg)最高，其空杆率低、倒伏率低、秃尖短，表现出超强的耐密性(N利民33=8.94)。在9万株/hm2密度下JNY301群体产量（13293kg）最高，其它性状与利民33相似，抗倒性比利民33强，群体产量低于利民33，具有一定的耐密潜力（NJNY301=6.04）。L201是以竖叶6-3铁7922为基础选育的自交系，L269以国外杂交种KX0769为基础材料自交育成，两个自交系优点是矮杆、耐密植，抗倒性强。利民33组配模式为改良Reid外杂选，该模式可以充分利用父母本群的耐密基因，来组配高度耐密杂交种。而先锋母本Reid群和旅大红骨群耐密性差、塘四平头群抗倒伏性差限制了其杂交模式的进一步应用，因此须进行相应改良12。改良Reid塘四平头模式代表杂交种郑单958的最佳产量密度为7.5万株/hm2，该模式杂交种空杆率低、倒伏率低、秃尖短表现出较强的耐密性。ReidLancaster模式代表杂交种先玉335的最佳产量密度为6万株/hm2，该模式杂交种空杆率高、倒伏率高不适宜密植。美杂选旅大红骨模式代表杂交种农华101的最佳产量密度为6万株/hm2，该模式杂交种空杆率低、倒伏率低