百玉1號干物質積累與分配規(guī)律的研究

佘寧安 ，程學元 ，王春虎 ，王鐵固 ，陳士林 ，楊芳

（1.河南科技學院，河南新鄉(xiāng) 453003；2.新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)局，河南新鄉(xiāng) 453000；3.河南太行種業(yè)有限公司，河南鄭州 450000）

玉米干物質的積累是作物產(chǎn)量的基礎，干物質的分配決定著作物經(jīng)濟產(chǎn)量的高低[1]，所以了解玉米干物質的積累與分配規(guī)律，有利于采取有效措施調控玉米生長發(fā)育，發(fā)揮品種優(yōu)勢，提高作物產(chǎn)量.本文對百玉1號在生育過程中的干物質積累與分配規(guī)律進行了研究，在了解其干物質積累與分配規(guī)律的基礎上，結合生產(chǎn)實踐采取更有效的生產(chǎn)管理措施，在優(yōu)良品種的基礎上挖掘更大的生產(chǎn)潛力，為其高產(chǎn)栽培提供理論參考.

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試品種為百玉1號和隆玉98.

1.2 試驗方法

試驗于2009年在河南科技學院玉米試驗田中進行，試驗地為潮土，耕層土壤有機質含量1.45 g/kg，速效氮含量89mg/kg，速效磷含量15mg/kg，速效鉀含量165mg/kg.試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復，每小區(qū)種植6行，行長5m，行距0.67m，株距0.22m，小區(qū)面積20.1m2，區(qū)組兩邊各設2行保護行.于6月7日播種，嚴格按密度人工穴播，種植密度67 500株／hm2.

1.3 測定項目

1.3.1 籽粒灌漿速率測定 玉米抽絲期選擇生長健壯一致的植株掛牌標記，在授粉7 d后開始取樣，取樣從授粉后7 d（8月9號）開始至收獲（9月30日）停止.每7 d取1次樣，每次取3個果穗，每穗取穗中部100粒，稱100個籽粒鮮重，然后于105℃下殺青30min，在80℃烘箱烘干至恒重，稱籽粒干重，計算籽粒灌漿速率，籽粒灌漿速率[g/（d·百粒）]=[后 1 次百粒干重（g）-前 1 次百粒干重（g）]/兩次取樣間隔天數(shù)（d）[2].

1.3.2 干物質積累測定 從苗期開始選擇有代表性植株作為標準株，作好標記，取樣時供參考.取樣時期分別為：Ⅰ.大喇叭口期(7月24日)；Ⅱ.抽雄吐絲期(8月5日)；III.乳熟期 (8月23日).每次每小區(qū)取樣3株，先稱植株鮮重，將植株分為根、莖、葉、葉鞘、雌蕊、雄蕊等部分，將樣品在烘箱內(nèi)105℃殺青30min，80℃烘干至恒重后稱干重.

所采數(shù)據(jù)利用Excel 2003進行處理.

2 結果與分析

2.1 單株籽粒干物質積累動態(tài)變化

單株籽粒干物質積累動態(tài)變化見圖1.百玉1號和對照隆玉98籽粒干物質積累動態(tài)均呈“S”形曲線，即授粉后7～14 d干物質增長緩慢，授粉后21～35 d增長迅速，到授粉42 d后達到最大值，而后積累緩慢增長.干物質的積累量隨著生育進程的推進不斷增加，呈上升趨勢.從整個進程來看，在授粉后前期，兩品種干物質積累量無明顯差異，授粉28 d后表現(xiàn)出明顯差異，即百玉1號高于隆玉98.成熟時百玉1號干物質積累量比隆玉98高10.9%.

圖1 干物質積累動態(tài)變化曲線

2.2 籽粒灌漿速率的動態(tài)變化

籽粒灌漿速率的動態(tài)變化見圖2.兩玉米品種間籽粒灌漿速率變化曲線呈單峰形，隆玉98前期迅速上升后期迅速下降，而百玉1號則是前期迅速上升后期緩慢下降.在授粉后14 d，兩品種灌漿速率快速上升，并一直持續(xù)至灌漿高峰期（授粉后35 d），但是兩品種最大灌漿速率差異較大，百玉1號和隆玉98籽粒最大灌漿速率分別為4.6843mg/d和4.0429mg/d.

圖2 籽粒灌漿速率動態(tài)變化曲線

2.3 籽粒灌漿高值持續(xù)期的分析

籽粒灌漿高值持續(xù)期見圖3.如果把灌漿速率大于其最大灌漿速率的50%的天數(shù)作為灌漿速率高值持續(xù)期[3]，則隆玉98和百玉1號高值持續(xù)期分別為27 d、30 d，由此可以看出百玉1號的籽粒灌漿速率高值持續(xù)期長于隆玉98.

2.4 植株各器官干物質積累動態(tài)變化

玉米各器官3個發(fā)育時期干物質積累動態(tài)變化趨勢見圖4.由圖4可看出，玉米雌穂干物質積累一直呈上升趨勢，其他各器官呈單峰曲線變化，各器官干物質積累高峰值均出現(xiàn)在灌漿期，各器官干物質積累在峰值過后均呈下降趨勢.雌穗干物質積累高峰值出現(xiàn)的較晚，籽粒干物質積累一直遞增至成熟.

2.5 干物質在各器官中的分配

玉米在大喇叭口期、抽雄吐絲期和乳熟期，干物質在各器官中的分配情況列入表1.從表中可以看出，百玉1號在生長過程中干物質在各器官中的分配大小隨著生長中心的轉變而發(fā)生變化.大喇叭口期以前干物質主要分配在葉片和葉鞘，此期葉片和葉鞘干物質重占全株的72%，此時期各器官干物質重占全株的比重為：葉＞葉鞘＞莖稈＞根＞雄穗.在抽雄吐絲期莖稈干物質重比例迅速上升，占全株干物質重的30%，此時各器官干物質重占全株干物質重的比重為：莖＞葉＞根＞葉鞘＞雄穗＞雌穗.葉片干物質重在大喇叭口期達到峰值，隨著籽粒的形成，植株生長中心轉向果穗，生殖器官成為光合產(chǎn)物的主要分配中心，營養(yǎng)物質向果穗運轉，干物質重開始上升.乳熟期后，雌穗干物重積累占主導地位，此時各器官干物重占全株干物重的比重為：雌穗＞莖＞葉＞葉鞘＞根＞雄穗.

表1 3個時期干物質在各器官中的分配 (%)

2.6 產(chǎn)量及其構成因素分析

產(chǎn)量因素考種結果列入表2.由表可以看出，穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量等指標基本上百玉1號均稍優(yōu)于隆玉98.其中百玉1號產(chǎn)量為11 414.13 kg/hm2，比隆玉98增產(chǎn)7.5%.

表2 兩玉米品種產(chǎn)量及其構成因素的比較

3 討論

從玉米籽粒干物質積累進程來看，授粉后前期（授粉后14 d）干物質積累較少，抽雄期到灌漿期干重增加最多，灌漿期到成熟期增重較少.黃智鴻[4]研究認為，高產(chǎn)和超高產(chǎn)品種干物質積累優(yōu)勢主要表現(xiàn)在生育中期和后期，本試驗后期玉米植株仍生產(chǎn)和積累了總干重10%的干物質，所以后期也是管理上很重要的一個階段，加強水肥管理，爭取高產(chǎn).

粒重乃至產(chǎn)量的差異主要由灌漿時間的長短與強度來決定[5].百玉1號籽粒灌漿速率是前期迅速上升后期緩慢下降，并且灌漿高值持續(xù)期較長.這有利于前期干物質迅速積累，并在同樣的時間內(nèi)積累較多的干物質儲藏在籽粒中，增加了產(chǎn)量.這也是百玉1號比隆玉98產(chǎn)量高的一個原因.

玉米干物質在不同生育期的分配中心與其生長中心是一致的.本試驗在大喇叭口期所測地上部干重的分配中心是葉片與葉鞘，此時栽培措施應以促根壯苗為主，增施氮肥，促進葉片的生長，為以后光合積累物質打下基礎.抽雄開花期干物質主要分配在葉片和莖稈，灌漿以后分配中心是果穗，尤以籽粒最多.根據(jù)玉米不同生育期的生長中心來確定栽培措施的促控重點，使光合產(chǎn)物的分配去向合理，是玉米高產(chǎn)栽培的重要生理基礎.

玉米干物質的積累是玉米生物產(chǎn)量形成的基礎，而其干物質的分配，直接決定經(jīng)濟產(chǎn)量的高低，在一定范圍內(nèi)，籽粒產(chǎn)量總是隨干物質的增加而提高[6]，干物質的生產(chǎn)和分配，始終是子粒產(chǎn)量形成的物質基礎.陳國平[7]研究也認為，獲得高產(chǎn)的基本途徑就是盡量增加干物質產(chǎn)量，并使之盡可能多地分配到籽粒當中.結合生產(chǎn)實踐，考慮到干物質積累和轉化的特點，在生產(chǎn)上應結合早播技術、肥水調節(jié)和藥劑控制等，充分利用光、溫資源，發(fā)揮玉米增產(chǎn)潛力.因此，在高產(chǎn)栽培中，要加強生育中、后期的管理，特別是大喇叭口期的水肥管理，保證有足夠的小花分化和授精子粒發(fā)育，防止子粒敗育，促大穗，保粒多，增“庫”促“源”[8].

[1]馬國勝，薛吉全，路海東.不同類型飼用玉米品種干物質的積累與運轉規(guī)律研究[J].玉米科學，2005，13（4）：66-69.

[2]張麗華，楊利華，張全國，等.夏玉米品種間籽粒灌漿與產(chǎn)量形成特性的差異分析[J].河北農(nóng)業(yè)科學，2008，12（5）：11-14.

[3]孫慶泉，吳元奇，胡昌浩，等.不同產(chǎn)量潛力玉米籽粒胚乳細胞與籽粒充實期的生理活性[J].作物學報，2005，31（5）：612-618.

[4]黃智鴻，王思遠，包巖，等.超高產(chǎn)玉米品種干物質積累與分配特點的研究[J].玉米科學 2007，15（3）：95-98.

[5]金益，張永林.玉米灌漿后期百粒重變化的品種間差異分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報，1998，29（1）：7-10.

[6]傅迎軍.玉米牡單 10 干物質積累與分配規(guī)律的研究[J].玉米科學，2001，9（2）：68-69.

[7]陳國平.玉米的干物質生產(chǎn)與分配[J].玉米科學，1994，2（1）：48-53.

[8]何雪銀，文仁來，吳翠榮.隆玉2號玉米干物質積累、分配與轉移規(guī)律研究[J].廣西農(nóng)業(yè)科學，2007，38（1）：29-31.