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摘要：
为了筛选出适合山东地区种植的抗旱玉米品种，以37个玉米杂交种为材料，以抗旱指数和抗旱隶属度为依据进行控水试验。结果表明：抗旱性极强品种有鲁单9088、连胜188、天泰33、郑单958，抗旱强的是东单60、三水218、济玉96，德利农988与登海661为不抗旱品种，其它玉米杂交种抗旱性一般或者较弱。
关键词：玉米；抗旱鉴定；抗旱指数；抗旱隶属度
中图分类号：S513.037文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）03-0018-04
Identification of Drought Resistance of
Summer Maize Cultivars in Shandong Province
Sun Xudong1，2， Liu Kaichang1，2*， Li Zongxin2， Zhao Haijun2
（1.College of Agronomy and Plant Protection， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109，China；
2. State Key Laboratory of Wheat and Maize， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100，China）
AbstractIn order to select the suitable drought-resistant maize varieties for Shandong Province，the drought tolerance of 37 maize hydrids was assessed based on subordinate function values （SV） and drought index （DI）. The results showed that Ludan 9088， Liansheng 188， Tiantai 33 and Zhengdan 958 were the highest drought-resistant cultivars， Dongdan 60， Sanshui 218 and Jiyu 96 were medium drought-resistant cultivars， Delinong 988 and Denghai 661 were not drought-resistant cultivars， and the others were drought-sensitive cultivars.
Key wordsMaize；Drought identification；Drought index；Subordinate function values
玉米是我国第一大粮食作物。近几年随着全球气候恶化和水资源减少，干旱已经成为限制中国玉米生产发展和产量提高的第一非生物胁迫要素，干旱对玉米产量的影响可达20%～50%[1]。中国气象局2012年预测，在未来10～50年我国阶段性干旱、季节性干旱和区域性干旱发生频率增加且面积扩大[2]。黄淮海地区夏玉米生长中期常因伏旱、夹秋旱或持续干旱高温引起玉米开花抽丝受阻、结实不佳从而造成减产甚至绝收。解决玉米干旱问题的方法除改善水利设施条件、保证水分供应外，筛选抗旱性强、高产的玉米品种也是一条主要途径[3，4]。
目前，许多学者就作物抗旱性进行了大量研究，并且提出很多可以作为抗旱性鉴定的指标[5]。王黄英等[6]认为，以抗旱指数、株高、地上部干物重、产量等作为主要指标可以综合评价玉米抗旱性。白莉萍等[7]认为干旱对玉米株高、产量、穗部性状等均产生不良影响，减产严重。采用任何一个单一指标来评价玉米品种的抗旱性都无法获得比较可靠的结果，因此需结合不同生理生化指标及产量等农艺性状指标进行全面分析才可能得到准确结果[8]。本试验主要采用抗旱指数和模糊隶属度法对山东省37个玉米主推品种进行抗旱性评价，以期筛选出抗旱性较好的玉米品种，用以指导山东省黄淮海地区玉米品种的选用。
1材料与方法
1.1供试材料
供试玉米品种37个（表1），为山东省目前主推品种和生产潜力大的品种。
1.2试验设计与方法
试验于2013年在山东省农业科学院饮马泉实验站防雨棚内进行。棚内每小区水泥池长2.4 m，宽2.4 m，下不封底。试验共2个处理：对照（土壤相对含水量70%）和干旱胁迫（土壤相对含水量40%），随机区组设计，重复3次。防雨棚晴天开启，雨天关闭。等行距播种，行距40 cm，株距22 cm。6月28日播种，10月10日收获。
完熟期每个处理取5株测定株高、穗位高、茎粗和干物重。收获后各小区收获计产考种，测定穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、穗粒数和产量。
1.3测定项目及方法
1.3.1供试品种性状间差值选产量、株高、穗位高、茎粗、穗长和穗粗6个性状并计算干旱胁迫与对照间的性状差值，求出每个品种各性状差值的平均值。性状差值=对照性状值-干旱性状值。
1.3.2抗旱指数计算抗旱系数（DC）=干旱胁迫后产量/对照产量；抗旱指数（DI）=抗旱系数（DC）×干旱胁迫后产量/干旱胁迫后所有品种平均产量；参照兰巨生[9]评价标准对37个品种进行抗旱性鉴定。抗旱指数按5级标准划分，≥1.20 为极强（HR）；1.01～1.19 为强（R）；0.81～1.00 为中等（MR）；0.60～0.80为弱（S）；≤0.60为极弱（HS）。
1.3.3隶属度计算隶属度公式：Uij=（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin）。公式中Uij为某品种对于第i项指标的隶属度；Xij为某品种对于第i项指标的测定值；Ximin为全部品种第i项指标的最小值；Ximax为全部品种第i项指标的最大值；i为某项指标，j为某个品种。 隶属度按5级 [10]标准划分：隶属度≥0.7 为极强抗，定为Ⅰ级；≥0.6 为强抗，定为Ⅱ级；≥0.4为中抗，定为Ⅲ级；≥0.3为弱抗，定为Ⅳ级；<0.3为不抗，定为Ⅴ级。
1.4数据处理
数据处理与表的制作采用Microsoft Excel。
2结果与分析
2.1不同水分处理供试品种的性状差值
有研究表明，与产量关系密切的农艺性状主要有株高、穗位高、茎粗、穗长和茎粗[11]，因此可通过计算两种水分处理下的产量和5个性状差值来初步观察玉米不同杂交种的抗旱能力大小。从表2中可以看出，干旱处理下的产量全部小于对照，前者较对照平均减少5 358.67 kg/hm2，有18个品种的产量降幅大于平均产量差值，登海661干旱下较对照产量下降15 483 kg/hm2，有19个品种的产量差值小于平均差值；株高最高降低 95.67 cm，最少降低1.00 cm，平均降低32.33 cm，有17个品种的株高差值大于平均差值，20个品种的株高差值小于平均差值；穗位高差值最大为49.67 cm，有6个品种穗位差为负值（即干旱穗位高于正常处理），穗位高平均降低26.96 cm，8个品种穗位差大于平均差，23个品种穗位差小于平均差；茎粗差异不大，茎粗差平均2.39 mm，最大茎粗差9.22 mm，8个品种平均茎粗差为负值， 21个品种茎粗差大于平均差，8个品种茎粗差小于均差；穗长平均降低2.66 cm，穗长最大降低10.17 cm，8个品种的穗长差为负值，20个品种的穗长差大于均差，9个品种穗长差小于均值；穗粗平均减少4.39 mm，穗粗最大降低19.29 mm，10个品种穗粗为负值，19个品种穗粗大于均差，8个品种穗粗小于均差。
2.2供试品种抗旱指数比较
由表3可以看出，以抗旱指数为标准对37个品种进行抗旱性排序，其中抗旱系数大于1.20的有7个品种，抗旱性极强，分别是连胜188、鲁单9088、青农105、天泰33、聊玉22、郑单958和伟科702；抗旱系数在1.01～1.12的品种4个，抗旱性强，分别是三水218、东单60、济玉96和蠡玉37；抗旱系数在0.81～1.00的品种有2个，抗旱性中等，它们是青农8号和鲁单9066；抗旱系数在0.60～0.80的品种有7个，抗旱性弱，分别是登海6702、济玉1号、鲁单818、齐单1号、天泰58、登海605和天泰55；其它的抗旱系数都小于0.60为抗旱性极弱品种。
2.3供试品种抗旱性指标隶属度比较
用穗粒重、地上部干物重、株高等8个性状指标与抗旱指数一起计算出各个品种的平均隶属度。从表4中可以看出，有4个品种隶属度大于0.70，属Ⅰ级强抗品种，为鲁单9088、连胜188、天泰33和郑单958；隶属度在0.60～0.69的品种有8个，属Ⅱ级抗品种，为东单60、青农105、聊玉22、济玉96、天泰55、登海605、鲁单9066和三水218；隶属度在0.40～0.59的品种有20个，为Ⅲ级中抗品种；隶属度在0.30～0.39的品种有3个，为Ⅳ级弱抗品种，分别是连胜15、中单909和浚单20；隶属度小于0.30的品种有2个，为Ⅴ级不抗品种，它们是德利农988和登海661。
3结论与讨论
抗旱指数主要反映各个品种在水分胁迫条件下的敏感程度和丰产性，又能够体现出品种的产量水平，是大多数研究者认同的抗旱指标。玉米抗旱性为多基因综合作用结果，单一指标无法准确评价玉米抗旱性。采用抗旱隶属度法，通过对与抗旱性相关的性状进行综合评价，大体上可以消除品种本身对单项指标造成的影响，能够较为准确可靠地反映品种的整体抗旱水平[12]。不同抗旱性品种之间产量和农艺性状差异很大。通过两种筛选方式筛选出来的抗旱性品种结果较为一致。抗旱性极强品种有鲁单9088、连胜188、天泰33、郑单958；抗旱性强的是东单60、三水218、济玉96；其它玉米杂交种抗旱性一般或者较弱；德利农988与登海661抗旱性很差，为不抗旱品种。
参考文献：
[1]韩金龙，王同燕，徐子利，等. 玉米抗旱机理及抗旱性鉴定指标研究进展[J]. 中国农学通报，2010，26（21）：142-146.
[2]朴明鑫，李成，金峰学，等. 玉米耐旱鉴定研究进展[J].玉米科学，2013，21（4）：89-93.
[3]柳延涛，陈寅初，李万云，等. 作物抗旱生理生化特性研究进展[J]. 耕作与栽培，2011（2）：6-7.
[4]孔翔彬，白星焕，王同芹，等. 不同基因型玉米自交系抗旱性鉴评[J]. 山东农业科学，2011（1）：16-20.
[5]孙彩霞，沈秀瑛. 作物抗旱性鉴定指标及数量分析方法的研究进展[J]. 中国农学通报，2002，18（1）：49-51.
[6]王黄英，郭还威，罗坤，等. 几个玉米品种抗旱性的直接鉴定[J]. 玉米科学，2000，8（1）：40-41.
[7]白莉萍，隋方功，孙朝晖，等. 土壤水分胁迫对玉米形态发育及产量的影响[J]. 生态学报，2004，27（7）：1556-1560.
[8]尹光华，沈业杰，张颖，等. 玉米品种抗旱生理生化指标研究[J]. 华北农学报，2010，25（增刊）：88-92.
[9]兰巨生. 作物抗旱指数的概念和统计方法[J]. 华北农学报，1990，5（2）：20-25.
[10]张倩，张洪生，刘淑梅，等. 不同高产玉米品种抗旱性的比较研究[J]. 中国农学通报，2012，28（30）：125-130.
[11]李国强，周吉，徐萍，等. 玉米抗旱节水产量性状相关及通径分析[J]. 华北农学报，2009，24（增刊）：131-136.
[12]张丽华，赵洪祥，谭国波，等. 不同玉米杂交种抗旱性比较研究[J]. 玉米科学，2012，20（3）：29-33.
为了筛选出适合山东地区种植的抗旱玉米品种，以37个玉米杂交种为材料，以抗旱指数和抗旱隶属度为依据进行控水试验。结果表明：抗旱性极强品种有鲁单9088、连胜188、天泰33、郑单958，抗旱强的是东单60、三水218、济玉96，德利农988与登海661为不抗旱品种，其它玉米杂交种抗旱性一般或者较弱。
关键词：玉米；抗旱鉴定；抗旱指数；抗旱隶属度
中图分类号：S513.037文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）03-0018-04
Identification of Drought Resistance of
Summer Maize Cultivars in Shandong Province
Sun Xudong1，2， Liu Kaichang1，2*， Li Zongxin2， Zhao Haijun2
（1.College of Agronomy and Plant Protection， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109，China；
2. State Key Laboratory of Wheat and Maize， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100，China）
AbstractIn order to select the suitable drought-resistant maize varieties for Shandong Province，the drought tolerance of 37 maize hydrids was assessed based on subordinate function values （SV） and drought index （DI）. The results showed that Ludan 9088， Liansheng 188， Tiantai 33 and Zhengdan 958 were the highest drought-resistant cultivars， Dongdan 60， Sanshui 218 and Jiyu 96 were medium drought-resistant cultivars， Delinong 988 and Denghai 661 were not drought-resistant cultivars， and the others were drought-sensitive cultivars.
Key wordsMaize；Drought identification；Drought index；Subordinate function values
玉米是我国第一大粮食作物。近几年随着全球气候恶化和水资源减少，干旱已经成为限制中国玉米生产发展和产量提高的第一非生物胁迫要素，干旱对玉米产量的影响可达20%～50%[1]。中国气象局2012年预测，在未来10～50年我国阶段性干旱、季节性干旱和区域性干旱发生频率增加且面积扩大[2]。黄淮海地区夏玉米生长中期常因伏旱、夹秋旱或持续干旱高温引起玉米开花抽丝受阻、结实不佳从而造成减产甚至绝收。解决玉米干旱问题的方法除改善水利设施条件、保证水分供应外，筛选抗旱性强、高产的玉米品种也是一条主要途径[3，4]。
目前，许多学者就作物抗旱性进行了大量研究，并且提出很多可以作为抗旱性鉴定的指标[5]。王黄英等[6]认为，以抗旱指数、株高、地上部干物重、产量等作为主要指标可以综合评价玉米抗旱性。白莉萍等[7]认为干旱对玉米株高、产量、穗部性状等均产生不良影响，减产严重。采用任何一个单一指标来评价玉米品种的抗旱性都无法获得比较可靠的结果，因此需结合不同生理生化指标及产量等农艺性状指标进行全面分析才可能得到准确结果[8]。本试验主要采用抗旱指数和模糊隶属度法对山东省37个玉米主推品种进行抗旱性评价，以期筛选出抗旱性较好的玉米品种，用以指导山东省黄淮海地区玉米品种的选用。
1材料与方法
1.1供试材料
供试玉米品种37个（表1），为山东省目前主推品种和生产潜力大的品种。
1.2试验设计与方法
试验于2013年在山东省农业科学院饮马泉实验站防雨棚内进行。棚内每小区水泥池长2.4 m，宽2.4 m，下不封底。试验共2个处理：对照（土壤相对含水量70%）和干旱胁迫（土壤相对含水量40%），随机区组设计，重复3次。防雨棚晴天开启，雨天关闭。等行距播种，行距40 cm，株距22 cm。6月28日播种，10月10日收获。
完熟期每个处理取5株测定株高、穗位高、茎粗和干物重。收获后各小区收获计产考种，测定穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、穗粒数和产量。
1.3测定项目及方法
1.3.1供试品种性状间差值选产量、株高、穗位高、茎粗、穗长和穗粗6个性状并计算干旱胁迫与对照间的性状差值，求出每个品种各性状差值的平均值。性状差值=对照性状值-干旱性状值。
1.3.2抗旱指数计算抗旱系数（DC）=干旱胁迫后产量/对照产量；抗旱指数（DI）=抗旱系数（DC）×干旱胁迫后产量/干旱胁迫后所有品种平均产量；参照兰巨生[9]评价标准对37个品种进行抗旱性鉴定。抗旱指数按5级标准划分，≥1.20 为极强（HR）；1.01～1.19 为强（R）；0.81～1.00 为中等（MR）；0.60～0.80为弱（S）；≤0.60为极弱（HS）。
1.3.3隶属度计算隶属度公式：Uij=（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin）。公式中Uij为某品种对于第i项指标的隶属度；Xij为某品种对于第i项指标的测定值；Ximin为全部品种第i项指标的最小值；Ximax为全部品种第i项指标的最大值；i为某项指标，j为某个品种。 隶属度按5级 [10]标准划分：隶属度≥0.7 为极强抗，定为Ⅰ级；≥0.6 为强抗，定为Ⅱ级；≥0.4为中抗，定为Ⅲ级；≥0.3为弱抗，定为Ⅳ级；<0.3为不抗，定为Ⅴ级。
1.4数据处理
数据处理与表的制作采用Microsoft Excel。
2结果与分析
2.1不同水分处理供试品种的性状差值
有研究表明，与产量关系密切的农艺性状主要有株高、穗位高、茎粗、穗长和茎粗[11]，因此可通过计算两种水分处理下的产量和5个性状差值来初步观察玉米不同杂交种的抗旱能力大小。从表2中可以看出，干旱处理下的产量全部小于对照，前者较对照平均减少5 358.67 kg/hm2，有18个品种的产量降幅大于平均产量差值，登海661干旱下较对照产量下降15 483 kg/hm2，有19个品种的产量差值小于平均差值；株高最高降低 95.67 cm，最少降低1.00 cm，平均降低32.33 cm，有17个品种的株高差值大于平均差值，20个品种的株高差值小于平均差值；穗位高差值最大为49.67 cm，有6个品种穗位差为负值（即干旱穗位高于正常处理），穗位高平均降低26.96 cm，8个品种穗位差大于平均差，23个品种穗位差小于平均差；茎粗差异不大，茎粗差平均2.39 mm，最大茎粗差9.22 mm，8个品种平均茎粗差为负值， 21个品种茎粗差大于平均差，8个品种茎粗差小于均差；穗长平均降低2.66 cm，穗长最大降低10.17 cm，8个品种的穗长差为负值，20个品种的穗长差大于均差，9个品种穗长差小于均值；穗粗平均减少4.39 mm，穗粗最大降低19.29 mm，10个品种穗粗为负值，19个品种穗粗大于均差，8个品种穗粗小于均差。
2.2供试品种抗旱指数比较
由表3可以看出，以抗旱指数为标准对37个品种进行抗旱性排序，其中抗旱系数大于1.20的有7个品种，抗旱性极强，分别是连胜188、鲁单9088、青农105、天泰33、聊玉22、郑单958和伟科702；抗旱系数在1.01～1.12的品种4个，抗旱性强，分别是三水218、东单60、济玉96和蠡玉37；抗旱系数在0.81～1.00的品种有2个，抗旱性中等，它们是青农8号和鲁单9066；抗旱系数在0.60～0.80的品种有7个，抗旱性弱，分别是登海6702、济玉1号、鲁单818、齐单1号、天泰58、登海605和天泰55；其它的抗旱系数都小于0.60为抗旱性极弱品种。
2.3供试品种抗旱性指标隶属度比较
用穗粒重、地上部干物重、株高等8个性状指标与抗旱指数一起计算出各个品种的平均隶属度。从表4中可以看出，有4个品种隶属度大于0.70，属Ⅰ级强抗品种，为鲁单9088、连胜188、天泰33和郑单958；隶属度在0.60～0.69的品种有8个，属Ⅱ级抗品种，为东单60、青农105、聊玉22、济玉96、天泰55、登海605、鲁单9066和三水218；隶属度在0.40～0.59的品种有20个，为Ⅲ级中抗品种；隶属度在0.30～0.39的品种有3个，为Ⅳ级弱抗品种，分别是连胜15、中单909和浚单20；隶属度小于0.30的品种有2个，为Ⅴ级不抗品种，它们是德利农988和登海661。
3结论与讨论
抗旱指数主要反映各个品种在水分胁迫条件下的敏感程度和丰产性，又能够体现出品种的产量水平，是大多数研究者认同的抗旱指标。玉米抗旱性为多基因综合作用结果，单一指标无法准确评价玉米抗旱性。采用抗旱隶属度法，通过对与抗旱性相关的性状进行综合评价，大体上可以消除品种本身对单项指标造成的影响，能够较为准确可靠地反映品种的整体抗旱水平[12]。不同抗旱性品种之间产量和农艺性状差异很大。通过两种筛选方式筛选出来的抗旱性品种结果较为一致。抗旱性极强品种有鲁单9088、连胜188、天泰33、郑单958；抗旱性强的是东单60、三水218、济玉96；其它玉米杂交种抗旱性一般或者较弱；德利农988与登海661抗旱性很差，为不抗旱品种。
参考文献：
[1]韩金龙，王同燕，徐子利，等. 玉米抗旱机理及抗旱性鉴定指标研究进展[J]. 中国农学通报，2010，26（21）：142-146.
[2]朴明鑫，李成，金峰学，等. 玉米耐旱鉴定研究进展[J].玉米科学，2013，21（4）：89-93.
[3]柳延涛，陈寅初，李万云，等. 作物抗旱生理生化特性研究进展[J]. 耕作与栽培，2011（2）：6-7.
[4]孔翔彬，白星焕，王同芹，等. 不同基因型玉米自交系抗旱性鉴评[J]. 山东农业科学，2011（1）：16-20.
[5]孙彩霞，沈秀瑛. 作物抗旱性鉴定指标及数量分析方法的研究进展[J]. 中国农学通报，2002，18（1）：49-51.
[6]王黄英，郭还威，罗坤，等. 几个玉米品种抗旱性的直接鉴定[J]. 玉米科学，2000，8（1）：40-41.
[7]白莉萍，隋方功，孙朝晖，等. 土壤水分胁迫对玉米形态发育及产量的影响[J]. 生态学报，2004，27（7）：1556-1560.
[8]尹光华，沈业杰，张颖，等. 玉米品种抗旱生理生化指标研究[J]. 华北农学报，2010，25（增刊）：88-92.
[9]兰巨生. 作物抗旱指数的概念和统计方法[J]. 华北农学报，1990，5（2）：20-25.
[10]张倩，张洪生，刘淑梅，等. 不同高产玉米品种抗旱性的比较研究[J]. 中国农学通报，2012，28（30）：125-130.
[11]李国强，周吉，徐萍，等. 玉米抗旱节水产量性状相关及通径分析[J]. 华北农学报，2009，24（增刊）：131-136.
[12]张丽华，赵洪祥，谭国波，等. 不同玉米杂交种抗旱性比较研究[J]. 玉米科学，2012，20（3）：29-33.