【doc】高油玉米花粉直感效应对普通玉米品质的影响

【doc】高油玉米花粉直感效应对普通玉米品质的影响 高油玉米花粉直感效应对普通玉米品质的 影响 玉米科学2006,14(4):86,89JournalofMaizeSciences 文章编号:1005—0906(2006)04—0086—04 高油玉米花粉直感效应对普通玉米品质的影响 王立春,谢佳贵,王秀芳,张国刚,尹彩侠,侯云鹏 (吉林省农业科学院农业环境与资源研究中心,林公主岭136100) 摘要:通过两个高油玉米品种与5个普通玉米品种混种,利用高油玉米品种为普通玉米品种授粉,研究高油 玉米对普通米的花粉直感效应.两年的研究结果表明:通过花粉直感效应,增加了普通玉米的含油量和粗蛋白含 量,改变了淀粉含量与通油1号玉米杂交的5个普通玉米产量均增加,增加幅度最高的是吉单180,其经济效益也 最大.与四油199玉米杂交的5个普通玉米,除吉单180外,产量均降低,经济效益最高的是吉单180.由此可见,高 油E米通油1号比四油199更适合与普通玉米进行花粉直感效应,而吉单180是与高油玉米进行花粉直感效应最 为合适的普通玉米品种. 关键词:高油玉米;花粉直感效应;产量;品质;经济效益 中图分类号:$513.O1文献标识码:A NormalMaizeQualityResponsetoPollinationbyHigh-oilMaize WANGLi-chun,XIEJia-gui,WANGXiu—fang,ZHANGGuo-gang,YINCai-xia,HOUYun-peng (TheResearchCenterofAgricuhuralEnvironmentandResource,inAca~my ofAgricuhuralSciences,Gongzhuling136100,China) Abstract:Throughtheinterbreedingbetweenthehigh一0ilmaizeandthefivenormalmaizevarieties.wemade someresearchonthepollinationeffectofnormalmaizebyhigh'-oilmaize.Onthebasisofthetwoyearsexperiments, wedrewtheconclusionthathigh-oilmaizehadaobviouspollinationeffecttonormalmaizewhichincreasedthecrude fatandproteincontent,changedthestarchcontent.PollinatedbyTongyouNo.1,theyieldofthefivenormalmaizeva— rietieswasallincreased,andJidanl80hadthebiggestyieldandthelargestbenefit.PollinatedbySiyou199,except Jidanl80,theyieldoftheotherfourmaizevarietiesWasalldecreased,andJidan180hadthelargestbenefit.Fromthe above,wecantellthathighoilmaizeofTongyouNo.1isabettervarietythatinterbreedswithnormalmaizevariety thanSiyou199,Jidanl80istheoptimumnormalmaizevarie1. vthatinterbreedswiththehighoilmaize. Keywords:High-oilmaize;Pollinationeffect;Yield;Quality;Economiceffect 玉米是我国重要的粮食,饲料和工业原料,具有 高产的特性,被称为杂粮之王.随着人民生活水平的 提高,玉米从主要作为粮食转向主要用作饲料和_T 业原料.我国主栽玉米品种突出表现为产量高但品 质较差,而一些品质较好的专用型玉米在产量上还 不能够和普通玉米品种竞争.如何提高和改善玉米 的品质成为当前亟待解决的问题.利用优质玉米花 粉直感效应可以改善普通玉米子粒品质的效果已引 起农业专家和学者们的注意,中国农业大学宋同明 收稿日期:2005—10—12;修回日期:2005—10—26 基金项目:吉林省科技攻关项目资助(200202021 作者简介:王立春(1961一),男,研究员,从事植物营养与作物栽培 研究:[作.Tel:0434—6156858 E—mail:wlc1960@163.eom 教授提出利用普通玉米"三利用技术"来达到改善品 质和提高产量的目的.但北方春玉米区的主栽玉米 品种不育系与高油玉米杂交,在产量不降低的情况 下品质提高效果最好,尚无人做具体研究.为此,我 们在北方春玉米区开展了普通玉米不育系高油化试 验研究.通过高油玉米与主栽普通玉米杂交种混种, 用高油玉米给普通玉米授粉,发挥普通玉米产量高 和高油玉米含油量高的优势,利用高油玉米油分基 因的花粉直感效应,探讨其对普通玉米品质和产量 的影响,并筛选出普通玉米与高油玉米杂交的最佳 组合 1材料与方法 1.1试验地点 4期王立春等:高油玉米花粉直感效应对普通玉米品质的影响87 试验于2003,2004年在吉林省公主岭市和伊 通县的中等肥力黑土上进行.公主岭市的高油化玉 米试验田设在高粱田内,距大田玉米500m以上;伊 通县的高油化试验田四周群山环绕,隔离条件较好. 普通玉米产量对比试验田设在高油化试验田附近 (500m以上),其肥力与高油化玉米试验田基本一 致.高油化玉米与其对比试验田内均种植100m高 粱,用高梁产量来校正高油化玉米和普通玉米的产 量,消除土壤肥力的不同给二者产量带来的差异. 1.2试验品种与种植密度 公主岭市试验田的高油玉米品种为通油l号, 密度为50000株/hm;伊通县试验点的高油玉米品 种为四油199,密度为45000株/hm.两地的5个普 通玉米品种均为当前生产上主推的四密25,四密21, 吉单209,吉单180和农大3138,密度均为60000 株/hm. 1.3试验 试验设5个处理,小区面积为39m,每个小区 种植4行普通玉米和2行高油玉米,3次重复,随机 排列. 1.4肥料施用及施肥方法 两个试验及其对比试验均施N200kg/hm,P05 75kg/hm2K090kg,hm,1/4的氮与全部磷,钾肥作 底肥,于播种前或播种时施人;3/4的氮作追肥,于6 月中下旬施人. 1.5田间管理 试验田人工锄草,药剂治虫,7月中旬至8月上 旬玉米抽雄期及时去除高油化试验田中普通玉米品 种的雄穗. 1.6产量和品质测定 玉米成熟后,每个小区收获15mz测产;并取代 表性玉米子粒0.5kg,送农业部谷物及品质监督检 验测试中心测定粗蛋白,粗脂肪,淀粉和赖氨酸含 量.高粱取3点,每点收获15m测产. 2结果和分析 2.1高油玉米花粉直感效应对普通玉米品质的 影响 通过两年对不同玉米品种的品质测定和分析得 出(图1,图6):玉米花粉直感效应后普通玉米含油 量明显提高.用通油1号给普通玉米授粉后,含油量 提高35.8%一47.4%,其中吉单209提高幅度最大, 为47.4%.用四油199给普通玉米授粉后,含油量提高33.0%,35.1%,其中吉单180提高幅度最大,为 35.1% 经高油品种花粉直感后,普通玉米子粒内部蛋 白质含量发生了变化.用通油1号给普通玉米授粉 后,蛋白质含量提高了0.4%7.7%,其中农大3138 提高幅度最大,为7.7%;用四油199给普通玉米授 粉后,蛋白质含量提高了0.9%一12.O%,其中四密 21提高幅度最大,为12%. 高油品种花粉直感后,普通玉米子粒内部淀粉 含量略有降低.用通油1号给普通玉米授粉后,淀粉 含量降低了2.4%,3.4%;用四油199给普通玉米授 粉后,淀粉含量降低了1.7%,4.1%. 四密25四密21吉单209吉单180农大3138 图1通油1号花粉直感后的玉米与普通 玉米子粒含油量变化 F培.1Fbecomparisonbetweenthemaizeofpollinationby TongyouNo.1andnormalmaizeinkerneloilcontent 四密25匹密21吉单209吉单180农大313g 图2通油1号花粉直感后的玉米与普通 玉米子粒蛋白质含量变化 Fig.2Thecomparisonbetweenthemaizeofpollinationby TongyouNo.1andnormalmaizeinkernelproteincontent 四密25四密21吉tg2o9吉单180农大3138 图3通油1号花粉直感后的玉米与普通 玉米子粒淀粉含量变化 Fig_3Thecomparisonbetweenthemaizeofpollinationby TongyouNo.1andnormalmaizeinkernelstarchcontent 加?如如加? 首c营v三i_1 一删扣拯普 ?的 一c一=^0c一(一I】r】 一一姐皿嘲彝 ?DDDDDD"乃他m 首e0cE?Z 一删如烈 88玉米科学14卷 四密25四密21吉单20'9吉单180农大3138 图4四油199花粉直感后的玉米与普通 玉米子粒含油量变化 Fig.4Thecomparisonbetweenthemaizeofpollinationby Siyou199andnormalmaizeinkerneloilcontent 四密25四密2l吉单209吉单180农大3138 图5四油199花粉直感后的玉米与普通 玉米子粒粗蛋白含量变化 Fig.5Thecomparisonhetweenthemaizeofpollinationby Siyou199andnormalmaizeinkernelproteincontent 2.2高油玉米花粉直感效应对普通玉米子粒产量 的影响 对与高油玉米通油1号和四油199混种的5个 普通玉米品种进行产量测定可见(表1),与通油1号 花粉直感后的玉米产量比未经花粉直感的普通玉米 产量提高了460—1750kg/hm,增产幅度为4.6%一 19.5%.经四油199花粉直感的玉米产量除吉单180 外均有所降低,降低幅度为3.1%一10.1%.因此,高 油玉米通油1号比四油199更适合与普通玉米进行 花粉直感效应. 星i _薹 蓑 四密25四密2l吉单209吉单180农大3138 图6四油199花粉直感后的玉米与普通 玉米子粒淀粉含量变化 Fig.6Thecomparisonbetweenthemaizeofpollinationby Siyou199andnormalmaizeinkernelstarchcontent 2.3普通玉米高油化后对其经济效益的影响 从表2可见,与高油玉米通油1号杂交后,普通 玉米的经济效益均增加,增加最高的是吉单180,达 2357元/hm.与高油玉米四油199杂交后,四密25 和农大3138的经济效益降低,四密2l,吉单209和 吉单180的经济效益增加,增加最高的是吉单180, 为553元/hrn.因此,吉单180是与高油玉米进行花 粉直感效应最合适的品种. 表1花粉直感后的玉米与普通玉米产量比较 Table1Thecomparisonbetweenthemaizeofpollinationbyhigh—oilmaizeandnormalmaizeinyield 注:表中产量为两年结果平均值,高油化玉米的产量是小区中被高油化的普通玉米产量与高油玉米产量加权平均而得.下表同. 如 芒主暑E,.j 一零一=菖缸罄磐 乃?加? ?帅 一0=Ic.v【J一0}J— 一冰一=菖姐皿断 4期王立春等:高油玉米花粉直感效应对普通玉米品质的影响89 表2高油化玉米与普通玉米经济效益比较 Table2Thecomparisonbetweenhighoilmaizeandnormalmaizeineconomicbenefit 注:玉米价格按0.86~t;kg,玉米油价格按3200~Jt计算. Note:The(!orllpricecomputesaccordingto0.86yuan/kg.theCOFlloilpricecomputesaccor dingln3200ytzan/t. 3结论 f11通过高油玉米与普通玉米混合种植,利用高 油玉米对普通玉米进行花粉直感,能显着提高普通 玉米的含油量,增加子粒蛋白质含量,降低淀粉含量. f2)生产上主推的5个普通玉米(吉单209,四密 25,四密2l,吉单180和农大3138)与高油玉米通油 1号杂交,产量均增加,其中吉单180增产幅度最 大;与四油199杂交,除吉单180外,产量均降低. (3)与高油玉米通油1号杂交后,普通玉米的效 益均增加,增加最高的是吉单180,达2357元/hm. 与高油玉米四油199杂交后,四密25和农大3138 的效益降低,四密21,吉单209和吉单180的效益 增加,增加最高的是吉单180,为553元/hm.由此 可见,高油玉米通油1号与普通玉米进行花粉直感 效应较四油199更为合适,而普通玉米中吉单180 是与高油玉米进行花粉直感效应最合适的品种. f41高油玉米与普通玉米混合种植能克服高油 玉米植株偏高,易倒伏等缺点,可充分发挥自然优 势,空间优势及不同类型品种间的共生优势和再杂 交优势,使共生期间优势互补,确保玉米生产达到优 质,稳产,从而增加其经济效益. 参考文献: [1】薛亚杰,等.高油玉米育种及应用fJJ.国外农学—杂粮作物,1992 f6):l1-14. [2】刘东,等.我国高油玉米发展前景展望fJJ.作物杂志,1995(3): l一5. [3]宋同明.雄花不育,单交种再杂交,花粉直感与高产优质高油玉 米生产fA】.全国作物育种学术讨论会论文集[c】.北京:中国农业 技术出版社,1998. f414王空军,等.高油玉米花粉直感等遗传效应对普通玉米产量和品 质的影响fJ】.玉米科学,2000,8(4):9一l1. [5】TawficM,EIH.Associationsamongbi~hemicalcon2stiluentsofCOIn grain.AculturalReview,1976,54(9):75—85. 【61刘仁东.玉米(ZeamaysL)子粒含油量与子粒营养品质及产量关 系的研究[A】.第一届全国青年作物栽培作物生理学术会文集[c】. 北京:中国科学技术出版社,1993:221—225. [71宋同明.我国高油玉米育种及其发展趋势[A】.中国玉米品种科 技论坛【c1.北京:中国农业科技出版社,2001:207—213. 【81王永宏,虎东岳,沈强云,等.利用高油玉米花粉直感效应提高普 通玉米品质和产量的研究[J】.宁夏农林科技,2003(6):1-6. 【9】江立雁,刘学玲,滕文星,等.高油玉米花粉直感现象综合及 开发利用价值fJ】.农业与技术,2003(6):ll0一ll7. 【l0l贾玉峰,张新生,赵明.普通玉米单交种与高油玉米杂交当代 子粒化学成分的遗传分析『JJ.玉米科学,2004,12(2):26—29.