全 文 ：收稿日期：!""#$"!$"% 接受日期：!""#$"&$!!
基金项目：北京农业育种基础研究创新平台项目；北京市自然科学基金（’()*"!$"+）。
作者简介：陆大雷（,-%"—），江苏沭阳人，博士研究生，主要从事玉米生理研究。*./："&,0$%#-#-1##，23456/：/785/.6"+-,9 :6;5< =>4
!通讯作者 *./："&,0$%#-#-1##，23456/：?@/79 AB7< .87< =;
甜玉米氮素吸收利用的基因型差异
陆大雷,，刘小兵1，赵久然!，刘 萍,，王凤格!，陆卫平,!，张凯迪,
（, 扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏扬州 !!&""-；!北京市农林科学院玉米研究中心，北京 ,"""-#；
1泰兴市农业科学研究所，江苏泰州 !!&011）
摘要：以近年来育成的 !!个甜玉米品种为材料，在同一供氮水平下对其氮素吸收利用的基因型差异进行了研究。
结果表明，不同品种产量、氮素积累量和氮素利用效率都存在着显著差异。氮素积累量变幅为 ,!+C+! !01C%
DE F G4!，鲜果穗和鲜子粒氮素利用效率的变幅分别为 01C&!+!C" DE F DE和 !%C0!0+C" DE F DE。聚类分析结果看出，
鲜果穗、鲜子粒均表现为高产、氮素积累量大、氮素利用效率高的品种是金凤 &号、穗美 -#",和金师王，其氮素积累
量均值为 !,0C0 DE F G4!，鲜果穗和鲜子粒的氮素利用效率分别为 &"C% DE F DE和 1%C! DE F DE。通径分析表明，氮素积
累量对不同品种产量的作用大于氮素利用效率对产量的作用，说明鲜食甜玉米品种的高产关键在于改良品种的氮
素积累量，并在此基础上提高氮素的利用效率。
关键词：甜玉米；氮素吸收；氮素利用效率；基因型差异
中图分类号：H&,1C", 文献标识码：I 文章编号：,""%$&"&J（!""%）"!$"!&%$"+
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甜玉米（P#& G&$2 K< 2&115&)&*& HY7SY）为玉米属
（P#& K<）的一个亚种，起源于美洲，是受一个或多个
隐性基因控制的胚乳突变体，根据基因型不同可分
为普甜玉米、超甜玉米和加强甜玉米三种类型。甜
玉米鲜食期子粒含有较多糖分，鲜嫩多汁，集蔬菜、
水果、粮食等价值为一体，近年来发展很快［,$0］。随
着我国经济的快速发展和人民物质生活水平的不断
提高，鲜食甜玉米及其加工产品的市场需求量不断
植物营养与肥料学报 !""%，,0（!）：!&% $ !+1
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
)/5;Y U7YS6Y6>; 5;8 W.SY6/6B.S H=6.;=.
增加，甜玉米生产受到了广泛关注。认识甜玉米品
种氮素吸收利用特性对实现甜玉米品种的高产、优
质、高效、安全栽培具有重要意义。
氮素的吸收直接影响着玉米的生长发育，从而
影响产量与品质［!"#］。许多研究表明，玉米的不同
基因型在氮的吸收、转运、利用等方面存在显著差
异［$"%］。同时，随着玉米产量的提高，氮素的吸收总
量增加，利用效率相应降低［&’"&(］。因而，在品种改
良中协调氮素吸收和利用效率受到了广泛关注。前
人研究表明，玉米属的不同亚种之间养分的吸收利
用存在着自身的特点［&)"&!］。但在甜玉米生产中，通
常使用不同的密肥运筹来提高鲜果穗产量、改善品
质［&#"&*］，而对不同甜玉米品种的氮素吸收利用特性
的基因型差异尚缺乏研究。为此，我们以近年来育
成的 ++个甜玉米品种为材料，分析了甜玉米品种氮
素吸收利用的基因型差异，筛选出高产、氮素积累量
高及氮素高效利用的鲜食甜玉米品种，为甜玉米产
业的健康、稳定发展提供理论依据。
! 材料与方法
试验于 +’’! 年在扬州大学试验农牧场进行。
供试材料为我国近年来所育成的 ++个甜玉米杂交
种。试验田地力均匀，土壤中有机质含量为 &#,$%
- . /-，全氮 ’,%*’ - . /-，速效氮 #),#) 0- . /-，速效磷
+),** 0- . /-，速效钾 &+%,!* 0- . /-。生长期气候条
件：(月，温度 *,$1，降水 !*,* 00，日照 +’),# 2；)
月，温度 &*,’1，降水 &&!,’ 00，日照 +)*,* 2；!月，
温度 +&,+1，降水 +$,& 00，日照 +’+,’ 2；#月，温度
+$,)1，降水 &&+,* 00，日照 ++’,’ 2；$ 月，温度
+*,!1，降水 ++!,’ 00，日照 &#(,’ 2。
试验采用随机区组设计，重复 ( 次，小区面积
+) 0+，# 行播种，行长 $,* 0，种植密度为 !+!’’
株 . 20+。试验小区供肥水平相同，氮、磷、钾养分施
用量（/- . 20+）为：3 ++!、4+5! #!、6+5 $’。磷、钾肥
均作基肥一次施入，氮肥分基肥和追肥分 +次施入，
基追比为 & 7+，即播种前施 3 $! /- . 20+，在小喇叭口
期追施 3 &!’ /- . 20+。
全生育期按照当地一般大田管理。鲜食期（花
后 +’ 8）收获计产。苗期标记生长一致有代表性的
植株，在拔节期、开花期、鲜食期各品种取样 !株，按
照叶片、叶鞘、茎秆、雄穗、苞叶、轴、子粒等器官分
开，&’!1杀青 (’ 09:，*’1恒温烘干，测定不同品种
各个部位干物质量。将干样品粉碎后，采用 ;+5+—
浓 ;+<5)湿灰化法消煮，用奈氏比色法测定样品中
的含氮量，氮素利用效率用植株地上部吸收单位氮
素生产的收获物产量表示（/- . /-）。
试验数据采用 =>?@A 和 析，采用 C4<软件进行聚类分析。
" 结果与分析
"#! 甜玉米品种产量和氮素积累量的基因型差异
++个甜玉米品种的产量、收获物含氮量、氮素
积累量差异极显著（表 &）。鲜果穗、鲜子粒的产量
平均为 %*+& 和 #%!% /- . 20+，变幅分别为 $(+)!
&&*’&和 !&+%!*!(& /- . 20+；鲜食期品种平均氮素
积累量为 &%(,) /- . 20+，变幅为 &+#,# ! +)(,*
/- . 20+；鲜果穗和鲜子粒中含氮量平均值分别为
&,#!D和 +,&+D，变幅为 &,(!D!&,%)D和 &,$(D
!+,)%D。
"#" 甜玉米品种氮素吸收利用的基因型差异
甜玉米不同品种间氮素吸收利用存在显著差异
（表 +）。每生产 &’’ /-鲜果穗和鲜子粒需氮量变幅
分别为 &,#&!+,(’ /-和 +,&$!(,!+ /-。鲜果穗和
鲜子粒氮素利用效率的变幅分别为 )(,!! #+,’
/- . /-和 +*,)!)#,’ /- . /-，其平均值分别是 !&,(和
(#,+ /- . /-。
"#$ 氮素吸收与产量的相关分析和通径分析
鲜食期氮素利用效率与鲜果穗、鲜子粒产量的相
关都不显著，相关系数分别为 " ’,’$!’ 和 " ’,+*#*。
氮素积累量与鲜果穗产量和鲜子粒产量相关极显著，
相关系数分别为 ’,$#*(!!和 ’,$+’&!!。氮素积累量
与氮素利用效率之间存在显著的负相关关系。氮素
积累量对鲜果穗和鲜子粒产量的直接通径系数分别
为 &,($(+和 &,’$&*，氮素利用效率对鲜果穗和鲜子粒
产量的直接通径系数分别为 ’,*$)$和 ’,$$(%。表明
氮素吸收总量对不同品种产量的作用远大于氮素利
用效率对产量的作用（图 &）。
"#% 甜玉米品种氮素吸收利用效率的分类与评定
分别以甜玉米不同品种鲜果穗产量、鲜子粒产
量与其相应的氮素积累总量和氮素利用效率两个指
标进行聚类分析（图 +）。结果表明，无论收获物是
鲜果穗还是鲜子粒，金凤 !号、穗美 %$’&和金师王
等三个品种均属于高产、氮素积累量大、氮素高效利
用的品种。另外，仅是鲜果穗产量高、氮素积累量
大、氮素高效利用的品种为浙甜 +&&、农大超甜 &$和
超甜 )#；仅是鲜子粒产量高、氮素积累量大、氮素高
效利用的品种为金凤 *号。
%!++期 陆大雷，等：甜玉米氮素吸收利用的基因型差异
表 ! 甜玉米品种的产量和氮素积累量的基因型差异
"#$%& ! ’&()*+,-. /-00&1&(.& -( +-&%/ #(/ 2 3,*#4& #5)(6 77 89&&* 5#-:& ;#1-&*-&8
编号
!"#
品种
$%&’()’(*
产量（+, - ./0）
1’(23
收获物含氮量（4）
! 5"6)(6) ’6 7&"385)
氮素积累量（+, - ./0）
! 87)%+(
鲜果穗
9&(*. (%&
鲜子粒
9&(*. +(&6(2
鲜果穗
9&(*. (%&
鲜子粒
9&(*. +(&6(2
鲜食期
9&(*. *)%,(
: ;<0:= >?:@ @A@: :B@@ :BCC :@=BD
0 <? 0BA= :0@B@
= FG# =00 ?A== :B?: 0BDC :E:BA
A 超甜 :=? FI:=? EE@@ CA0> :B=? :BE= :@:BA
? F=B 0ED ?:?D :B>D 0BAE :AAB@
@ 广甜 =号 JI= EE@D @A=0 :BE= 0B=: 0D0B@
C 沪甜 C> KIC> >EAE @0AC :BEA 0B=: :E0B?
> 华宝 :号 KL: ::0C: >:=A :BED 0BA= 0A=B>
E 金凤 ?号 M9? :D??= >D0D :B?> 0BDE 00:B=
:D 农大超甜 :C !;FI:C :DA?> C@CA :B=@ :BC= :E=B@
:: 穗美 ECD: CE?A :B@0 :BE? 0::BD
:0 扬甜 0号 1I0 EE>@ CDCA :BE: 0B=E :EEB:
:= 粤甜 =号 1I= E0D0 @?EC :B?= 0B:E 0DDB?
:A 浙甜 0:: OI0:: :D?0@ C?DD :B?? 0BDC :>EB:
:? 超甜 A@ FIA@ :DA?E @?C> :B=? :BE? 0D:B>
:@ 黄玉金银穗 K1M1< :D00@ C=0D :B?> 0B:@ 0:0B:
:C 金凤 >号 M9> :D>=? >DDD :B@> 0B:? 0D>BA
:> 金师王 M

DC= :B>= 0B0@ :E>B:
:E 金银栗 0号 M1Q0 EAEE @0DE :B?@ 0BD0 :?=B=
0D 田蜜 0号 IN0 EA@0 @@D0 :B@? 0BD0 :E>BC
0: 新美彩珍 RNFO EDC> @?A? :B?A :BEA 0DCBC
00 新美夏珍 RNRO ::>D: >?=: :B?E 0BDD 0=?B0
平均 N(%6 E>0: @E?E :B@? 0B:0 :E=BA
标准差 < :DE0BEA E>EBE: DB:E DB0: 0>B=A
变异系数 F$（4） ::B:= :AB0= ::B=: :DBD0 :AB@?
Q<;DBD? @?ABC0 AEDB>A DBD@= DBDE= =B0?A
< 讨论与结论
刘建安等［:D］在施氮和不施两种条件下研究发
现，产量、氮素累积量、氮素利用效率存在着显著的
基因型差异；王艳等［:E］采用溶液培养的方法，分析
了 ?个玉米自交系在不同供氮水平下的苗期氮素吸
收、利用情况，发现不同自交系之间也存在显著差
异；卢艳丽等［:=］发现，糯玉米不同基因型在同一施
氮水平下的氮素积累和利用效率同样存在着显著差
异。本研究结果表明，甜玉米作为鲜食型特用玉米，
其氮素积累量和氮素利用效率同样存在显著的基因
型差异。这和前人在普通玉米和糯玉米上的研究结
论相似［:D，:=，:E］，说明氮素积累量和利用效率的基因
型差异是普遍存在的。
本试验表明，甜玉米不同品种在鲜食期的氮素
利用效率与鲜果穗、鲜子粒产量的相关都不显著，而
氮素积累总量与产量相关极显著，且氮素积累总量
与氮素利用效率之间存在显著的负相关关系。这和
我们前期对糯玉米的研究相似［:=］，也从甜玉米角度
证实了氮素积累总量与氮素利用效率之间的负相关
性［:DS:=］，因而甜玉米生产中要注意协调氮素积累和
利用效率的关系。本研究结果表明，氮素积累总量
对不同品种产量的作用大于氮素利用效率对产量的
作用，说明鲜食甜玉米品种的高产关键在于提高品
种的氮素积累总量。因此，要注重通过平衡施肥来
改良品种的利用效率［0D］。
D@0 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 :A卷
表 ! 甜玉米品种氮素吸收利用的基因型差异
"#$%& ! ’&()*+,-. /-00&1&(.& -( 2 3,*#4& #(/ 3*-%-5#*-)( #6)(7 !! 89&&* 6#-5& :#1-&*-&8
编号 品种
鲜果穗 !"#$% #&" 鲜子粒 !"#$% ’#"(#)
*+, -&".#/.#$
百千克需氮量（’0）
* &1$+"2, 2#" 344 ’0
氮素利用效率（’0 5 ’0）
* 6/.).7&/.+( #88.9.#(9:
百千克需氮量（’0）
* &1$+"2, 2#" 344 ’0
氮素利用效率（’0 5 ’0）
* 6/.).7&/.+( #88.9.#(9:
3 ;<=3> 3?@3 A=?> =?A= >@?B
= < AB?@ =?CB C4?A
> DE, 4 C>?A >?A= =G?C
C 超甜 3>A DH3>A 3?I= I3?B =?3B CI?4
A D>? =?G3 >A?I
I 广甜 >号 JH> =?4> C@?= >?3A >3?G
B 沪甜 BG KHBG =?3A CI?A >?4G >=?A
G 华宝 3号 KL3 =?3I CI?= >?44 >>?C
@ 金凤 A号 M!A =?34 CB?B =?BI >I?=
34 农大超甜 3B *;DH3B 3?GA AC?4 =?A= >@?I
33 穗美 @B43 B?B
3= 扬甜 =号 OH= 3?@@ A4?= =?G3 >A?A
3> 粤甜 >号 OH> =?3G CA?@ >?4C >=?@
3C 浙甜 =33 PH=33 3?G4 AA?B =?A= >@?B
3A 超甜 CI DHCI 3?@> A3?G >?4B >=?I
3I 黄玉金银穗 KOMO< =?4B CG?= =?@4 >C?A
3B 金凤 G号 M!G 3?@= A=?4 =?I4 >G?C
3G 金师王 M?G =?CA C4?B
3@ 金银栗 =号 MOR= 3?I3 I=?4 =?CB C4?A
=4 田蜜 =号 HN= =?34 CB?I >?43 >>?=
=3 新美彩珍 SNDP =?=@ C>?B >?3B >3?A
== 新美夏珍 SNSP 3?@@ A4?= =?BI >I?>
平均 N#&( 3?@B A3?> =?B@ >I?=
标准差 < 4?3@ A?=C 4?>= C?3>
变异系数 D-（T） @?GG 34?== 33?>A 33?>@
R<;4?4A 4?4A4 >?GI> 4?4IB >?4C>
图 ; 鲜食期甜玉米氮素吸收利用的通径分析（<：鲜果穗；=：鲜子粒）
>-7?; @#*A #(#%+8-8 )0 2 3,*#4& #(/ 3*-%-5#*-)( #* 01&8A 8*#7& #6)(7 89&&* 6#-5& :#1-&*-&8（<：>1&8A
；=：>1&8A 71#-(）
3I==期 陆大雷，等：甜玉米氮素吸收利用的基因型差异
图 ! 甜玉米氮素利用效率聚类分析图（"：鲜果穗；#：鲜子粒）
$%&’! ()*+,-.%/& 0/0)1+%+ 23 !! +4--, 50%6- 70.%-,%-+ 32. 8 *,%)%60,%2/ -33%9%-/91（"：$.-+: -0.；#：$.-+: &.0%/）
!!个甜玉米品种中，鲜果穗产量高、氮素积累
总量大、氮素利用效率高的有金凤 "号、穗美 #$%&、
超甜 ’(、浙甜 !&&、农大超甜 &$和金师王 (个品种，
其平均产量为 &%"(! )* + ,-!，氮素积累总量为 !%!."
)* + ,-!，氮素利用效率为 "!./ )* + )*，比其它品种分
别高 &%.($0、&/.$(0和 !.$(0；鲜子粒产量高、氮
素积累总量大、氮素利用效率高的基因型有金凤 "
号、穗美 #$%&、金师王和金凤 1号 ’个品种，其平均
产量为 1%&! )* + ,-!，氮素积累总量为 !%#.$ )* + ,-!，
氮素利用效率为 /1./ )* + )*，比其它品种分别高
&#.&’0、&%.’$0和 (.#’0。2344等［!&］研究发现，在
低氮水平下氮效率的差异主要是氮素利用效率的不
同，在高氮水平下，氮素的吸收量则起主导作用。因
而在甜玉米生产中，在低氮水平下，选择产量高、氮
素利用效率高的适宜品种可以提高氮效率，在获得
高产的同时减少氮素的浪费，起到节肥增效的作用；
而在高施氮量水平下，选择氮素吸收量高的品种可
以在获得高产的同时减少氮肥的流失，对改善氮肥
的环境污染具有重要作用。
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