河北玉米新品種穿刺強度和壓碎強度比較

許洛 王春海 馮健英 王紹新

摘要[目的] 比較河北玉米新品種的穿刺強度和壓碎強度。[方法]采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，利用莖稈強度測定儀對河北12個品種進(jìn)行莖皮穿刺強度和莖稈壓碎強度研究。[結(jié)果] 大喇叭口期不同品種間莖稈穿刺強度有一定差異，其中8號品種最強，而4號品種最弱；灌漿期不同品種抗折能力無差異；乳熟期9號品種穿刺強度最強，而7號品種最弱。12號品種的壓碎強度最高、最抗壓，而11號品種最低，抗壓能力最差。測量莖稈穿刺強度適宜在抽雄期第6節(jié)間進(jìn)行。參試的12個品種中，8號和9號品種的綜合抗倒能力最強。[結(jié)論] 該研究為篩選抗倒能力強的玉米品種提供了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞穿刺強度；壓碎強度；玉米；河北

中圖分類號S513文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）05-0036-02

Abstract[Objective] To compare the puncture strengths and crushing strengths of new corn cultivars in Hebei Province. [Method] Random blocks design was adopted to research the puncture strengths and crushing strengths of 12 new corn cultivars in Hebei Province by stalk strength tester. [Result] In bell stage， there were certain differences in puncture strengths between cultivars. Among them， cultivar 8 had the strongest puncture strength while cultivar 4 was the poorest. In filling stage， there were no differences in the fracture resistance between cultivars. In milk ripe stage， cultivar 9 had the strongest puncture strength， while cultivar 7 was the poorest. As for crushing strength， cultivar 12 was the highest while cultivar 11 was the lowest. It was more suitable to detect the puncture strength on the 6th node at tasseling stage. Among the 12 cultivars， cultivar 8 and 9 showed the strongest comprehensive resistance to lodging. [Conclusion] This research provides theoretical basis for the screening of corn cultivars with strong resistance to lodging.

Key wordsPuncture strength； Crushing strength； Corn； Hebei Province

基金項目河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系技術(shù)研究HBCT2013020204。

作者簡介許洛（1968—），女，河北饒陽人，副研究員，碩士，從事玉米育種及栽培研究。*通訊作者，副研究員，碩士，從事玉米育種及栽培研究。

收稿日期2016-12-23

玉米倒伏不僅影響玉米產(chǎn)量品質(zhì)，而且嚴(yán)重制約著玉米機(jī)械化收獲程度的提高，已成為玉米生產(chǎn)中十分重要的問題。很多學(xué)者從不同角度對玉米倒伏進(jìn)行研究[1-5]。多位學(xué)者研究了作物抗倒伏的方法，測定玉米莖稈強度[4-6]，發(fā)現(xiàn)莖稈穿刺及壓碎強度與莖稈抗倒伏能力具有高度相關(guān)性[6-11]，并具有操作便捷、破壞性較小、易于田間操作等優(yōu)點。因此，莖稈強度逐漸成為玉米莖稈抗倒伏鑒定的重要評價指標(biāo)。由于玉米莖稈強度隨生育期進(jìn)程和外界環(huán)境條件而不斷變化，因此明確莖稈倒伏發(fā)生的敏感時期對玉米抗倒伏品種的篩選和鑒定非常必要。但目前關(guān)于玉米抗倒伏鑒定和選擇的關(guān)鍵測定時期、最佳部位并無一致的觀點。國外研究莖稈強度力學(xué)指標(biāo)測定時間多為乳熟期、蠟熟期至成熟期[6]，也有人嘗試在開花期和抽雄前期測定。筆者在大喇叭口期、灌漿期及乳熟期利用莖稈強度測定儀對河北玉米主推品種及最新審定的省審和國審12個品種進(jìn)行莖皮穿刺強度和莖稈壓碎強度研究，篩選出抗倒能力較強的玉米品種，旨在找出簡便易操作的抗倒測定方法來服務(wù)生產(chǎn)。

1材料與方法

1.1試驗材料

河北玉米主推品種及最新審定的省審和國審品種見表1。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設(shè)計。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每個品種3次重復(fù)，6行區(qū)，行長5 m，行距0.55 m，密度7.2萬株/hm2。

1.2.2莖稈硬皮穿刺強測試 （RPS，簡稱穿刺強度）。

用YYD-1 型莖稈強度測定儀對莖皮做穿刺強度測定、莖稈壓碎強度測定。莖稈穿刺儀是使用固定截面積探針（0.1 mm2）與電子彈簧秤連接，垂直主莖穿刺，讀取瞬間穿透表面韌皮組織的最大力量數(shù)值作用于莖稈穿刺。穿刺測量方法為玉米大喇叭口期、灌漿期及乳熟期連續(xù)選取田間玉米10株，對地上第3～6莖節(jié)中部橢圓形短直徑方向垂直主莖穿刺，記錄瞬間穿透韌皮組織的穿刺力讀數(shù)。

分別在8月29日、9月9日、9月16日對次生根以上第3、4、5、6節(jié)間進(jìn)行穿刺和對第3節(jié)間進(jìn)行壓碎試驗。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的方差分析及顯著性檢驗。

2結(jié)果與分析

2.1玉米品種不同時期莖皮穿刺強度和壓碎強度方差分析

分別將大喇叭口期、灌漿期及乳熟期3個時期穿刺強度數(shù)據(jù)作對數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行方差分析，節(jié)間和品種分別作為一種因素處理數(shù)據(jù)；將3個時期壓碎強度數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)轉(zhuǎn)換后作完全隨機(jī)區(qū)組二因素有重復(fù)方差分析，時期和品種分別作為一種因素處理數(shù)據(jù)。

大喇叭口期穿刺強度節(jié)間P值0.000 1<0.01，品種間P值0.025 9<0.05；不同節(jié)間、不同品種穿刺強度有顯著差異。

灌漿期穿刺強度節(jié)間P值0.000 1<001，品種間P值0.643 5>0.05；不同節(jié)間穿刺強度有顯著差異，不同品種間無顯著性差異。

乳熟期穿刺強度節(jié)間P值0.000 1<0.01，品種間P值0.000 1<0.01。此時期不同節(jié)間、不同品種穿刺強度有顯著差異。

壓碎強度品種間P值0000 1<0.01，不同時期P值0.000 2<0.01，不同品種、不同時期壓碎強度有顯著差異。

2.2玉米品種大喇叭口期、乳熟期莖皮穿刺強度和3個時期壓碎強度品種顯著性分析

由表2可知，大喇叭口期8號品種邯玉66穿刺強度最高，但與1、2、5、6、7、11、10、12號品種無顯著差異，抗倒水平處于同一個層次，高于3、4、9號品種且達(dá)顯著水平。4號品種華農(nóng)18強度最低，除3、9號品種外，4號品種與其他品種差異顯著。說明3、4、9號品種大喇叭口期易倒折。

乳熟期9號品種蠡玉86穿刺強度最高，與其他11個品種差異達(dá)顯著水平，乳熟期該品種抗折能力最強。7號品種強度最低，12、10、2、7號品種間無顯著差異，抗折水平處于同一個層次，但是強度比其他品種低。

12號品種肅研480壓碎強度最高，與1、4、5、7、8、9、10號品種差異不顯著。1、4、5、6、7、8、9、10號8個品種間差異不顯著；11號品種強度最低，與2、3號品種無顯著差異，但低于其他品種，且差異顯著。綜合分析3個時期在壓碎強度方面12號品種最抗壓，11號品種最差。

2.3不同時期穿刺強度比較

3個生育時期節(jié)間穿刺強度的變化（圖1）表明，不同品種間的莖節(jié)RPS 隨生育期的變化而不同。2006年不同玉米品種4 個生育期的比較結(jié)果顯示，在玉米抽雄前期品種間的莖稈強度差異最大，隨生育期推后差異逐漸減小，到蠟熟期品種間差異不顯著。

第3～6節(jié)間12個品種穿刺強度均逐漸降低，隨節(jié)位的上升同一節(jié)間不同品種間的差異逐漸增大，其中第3、4、5節(jié)間變化不大，第6節(jié)間不同品種差異很大；大喇叭口期3、4、9號品種穿刺強度分別為20.7、12.1、15.7 N/mm，這與顯著性分析相一致，低于其他品種，差異達(dá)顯著水平。乳熟期9號品種穿刺強度最高（62.3 N/mm），而大喇叭口期4號品種（12.1 N/mm）最低。

2.4不同時期、不同品種壓碎強度比較

3個生育時期壓碎強度的變化（圖2）表明，不同時期壓碎強度有明顯差異，大部分品種在大喇叭口壓碎強度最高，只有10號品種灌漿期壓碎強度最大，11號品種3個時期壓碎強度無明顯差異，強度值較其他品種明顯偏低。品種之間壓碎強度也有明顯差異，4號品種大喇叭口期最高（481 N/mm），2號品種灌漿期最低（262 N/mm），11號品種灌漿期（264 N/mm）和乳熟期（265 N/mm）均較低，這與顯著性分析相一致；2號和11號品種壓碎強度低于其他品種，達(dá)顯著水平。

3結(jié)論與討論

（1） 不同時期品種間穿刺、壓碎強度差異不同。在大喇叭口期不同品種莖稈穿刺強度有一定差異，其中8號品種邯玉66穿刺強度最強，而4號品種華農(nóng)18最弱。不同品種在灌漿期抗折能力無差異，處于同一水平。乳熟期9號品種蠡玉86穿刺強度最強，7號品種凱育8最弱。12號品種肅研480壓碎強度最高、最抗壓，而11號品種紀(jì)元128最低、抗壓能力最差。

（2） 玉米莖稈穿刺強度在玉米抽雄前期品種間的差異最大，第3、4、5節(jié)間變化不大，第6節(jié)間不同品種差異大，所以測量莖稈穿刺強度適宜在抽雄期第6節(jié)間進(jìn)行。

（3） 參試的12個品種中，8號和9號綜合抗倒能力最強。目前河北省主推的玉米品種在灌漿期沒有一個抗折抗倒性表現(xiàn)突出，這進(jìn)一步解釋了生產(chǎn)上遇到極端天氣玉米整片倒伏倒折，產(chǎn)量損失嚴(yán)重的現(xiàn)象。因此，選育具有突出抗折抗倒性品種是目前玉米育種中急需解決的問題之一。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭玉明，袁紅梅，陰妍，等.莖稈作物抗倒伏生物力學(xué)評價研究及關(guān)聯(lián)分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2007，23（7）：14-18.

[2] 李景安，馮芬芬.3yc-1 型玉米根茬拔出測力儀、3yJ-1 型玉米莖稈硬度計研究報告[J].玉米科學(xué)，1994，2（4）：76-78.

[3] 李得孝，員海燕，武玉華，等.玉米抗倒伏性狀的遺傳分析[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2004，13（2）：43-46.

[4] 勾玲，趙明，黃建軍，等.玉米莖稈彎曲性能與抗倒能力的研究[J].作物學(xué)報，2008，34（4）：653-661.

[5] 高夢祥，郭康權(quán)，楊中平，等.玉米秸稈的力學(xué)特性測試研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2003，34（4）：47-49，52.

[6] 勾玲，黃建軍，張賓，等.群體密度對玉米莖稈抗倒力學(xué)和農(nóng)藝性狀的影響[J].作物學(xué)報，2007，33（10）：1688-1695.

[7] 張芳魁，霍仕平，張健，等.玉米莖稈性狀與抗折斷力的相關(guān)和通徑分析[J].玉米科學(xué)，2006，14（6）：46-49.

[8] ANDERSON B，WHITE D G.Evaluation of methods for identification of corn genotypes with stalk rot and lodging resistance[J].Plant disiease，1994，78（6）：590-593.

[9] DUDLEY J W.Selection for rind puncture resistance in two maize population[J].Crop science，1994，34（6）：1458-1460.

[10] KANG M S，DIN A K，ZHANG Y D，et al.Combining ability for rind puncture resistance in maize[J].Crop science，1999，39（2）：368-371.

[11] MARTIN S A，DARRAH L L，HIBBARD B E.Divergent selection for rind penetrometer resistance and its effects on European corn borer damage and stalk traits in corn[J].Crop science，2004，44（3）：711-717.