不同玉米品種成熟期籽粒含水量及脫水速率差異分析

趙永鋒，張懷釗

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/國家玉米改良中心河北分中心，河北 保定 071001）

玉米作為中國三大糧食作物之一，在國民經(jīng)濟中占重要地位［1］。近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)的發(fā)展，玉米機械化收獲逐漸推廣，對玉米成熟期籽粒含水量和脫水速率的要求也再次提高。一般認為，玉米籽粒完全成熟收獲時的含水量降到28%～32%較為適宜，較高的含水量不僅嚴重影響籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)，而且還在一定程度上增加玉米運輸與儲藏成本［2］。根據(jù)國家品種審定標準規(guī)程，適宜機械化收獲的普通夏玉米品種，收獲時籽粒含水量不超過28%［3］。

本試驗采用儀器BLD5086直接測定和籽粒烘干兩種方法，對86個不同玉米雜交種成熟期籽粒含水量及后期脫水速率進行測定，旨在構(gòu)建儀器法與烘干法的相關(guān)曲線，探索快速測定玉米籽粒含水量的方法，為選育適宜籽粒機械化收獲的優(yōu)良雜交種提供參考。同時篩選出成熟期含水量低、脫水速率快的玉米雜交種，滿足夏玉米生產(chǎn)需求。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料包括國家玉米改良中心河北分中心自主選育的84個玉米雜交組合，以及市場采購的先玉335、鄭單958兩個品種，具體名稱見表1。

表1 供試86個不同玉米雜交組合名稱

1.2 試驗方法

試驗在國家玉米改良中心河北分中心試驗田進行，2016年6月14日播種。采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，4行區(qū)種植，行長5 m，行距60 cm，株距22 cm。

1.3 測定指標及方法

參照姜艷喜等［4］的方法，每個品種在吐絲前人工套袋，散粉后每個品種授粉10株，授粉于同一天完成，并掛牌記錄授粉日期。授粉后40 d，開始取樣測定脫水速率，每隔2 d取樣1次。待玉米籽粒基本達到成熟，即乳線消失、籽?；砍霈F(xiàn)黑層，當天取樣測定籽粒含水量。

1.3.1 籽粒含水量 根據(jù)國際種子檢驗規(guī)程與國家種子檢驗規(guī)程提出的高溫烘干法［5］測定玉米種子水分的方法［3］。每個品種（組合）選取株型結(jié)構(gòu)相似、生理條件相似的3株玉米，將果穗取下，剝開苞葉，用BLD5086水分測定儀隨機測量玉米穗部5次，記錄讀數(shù)并求均值；之后迅速帶回實驗室處理，每個玉米穗手工隨機脫粒，稱籽粒鮮重（M），恒溫烘箱85℃、約烘40 h，待干重恒定時測定籽粒干重（m），3次重復(fù)，計算含水量。

1.3.2 籽粒脫水速率 根據(jù)李淑芳等［6］方法，于授粉后40～54 d，每隔2 d取樣1次（取樣方法同1.3.1），共取樣7次，每個玉米穗手工隨機脫粒，稱籽粒鮮重（M），恒溫烘箱85℃、約烘干40 h，待干重恒定時測定籽粒干重（m），3次重復(fù)，計算含水量。

籽粒田間自然脫水速率=（授粉后40d籽粒含水量－授粉后54 d籽粒含水量）/14［7］。

試驗數(shù)據(jù)使用Excel進行統(tǒng)計分析和作圖。

破碎+生物干化+機械脫水預(yù)處理工藝是將原生生活垃圾先破碎至粒徑200mm以下，再通過生物干化的方式將垃圾的含水率降至40%，最后通過機械擠壓機對垃圾進行擠壓脫水，再度保障干化成果，并減少垃圾體積，增加垃圾密度的預(yù)處理方式。這種預(yù)處理方式專為水泥窯協(xié)同處置設(shè)計，結(jié)合了RDF具有的優(yōu)點，摒棄了其制取工藝的缺點。

式中，F(xiàn)1為各雜交組合平均含水量，P1、P2分別為各雜交組合父本、母本的籽粒含水量［8］。

2 結(jié)果與分析

2.1 儀器法測定和烘干法測定玉米籽粒含水量的相關(guān)性分析

試驗采用儀器直接測定和烘干法測定兩種方法測定玉米籽粒水分，對數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，建立真實的水分讀數(shù)標準曲線。從圖1可以得出，兩種方法呈線性相關(guān)，標準曲線為y =0.4445x + 14.603，R2= 0.4509，相關(guān)性較小。

圖1 儀器測定法和烘干法測定結(jié)果的相關(guān)性分析

2.2 不同玉米雜交種成熟期籽粒含水量分析

由表2可知，86個玉米雜交組合（品種）成熟期籽粒含水量在25%～35%之間，品種間含水量差異較大。其中，農(nóng)單850、農(nóng)單820、農(nóng)單697等72個雜交組合（品種）成熟期籽粒含水量＞28%，說明成熟期籽粒含水量高，不適宜機械收獲；農(nóng)單422、農(nóng)單715、農(nóng)單154等14個雜交組合（品種）的成熟期籽粒含水量＜28%（圖2），符合籽粒機械化收獲的品種審定標準。

圖2 成熟期籽粒含水量小于28%的玉米品種

2.3 不同玉米雜交種脫水速率分析

據(jù)郭善維［9］的研究顯示，自然脫水的雜交玉米一般脫水速率為0.50%～0.75%。由表3可知，脫水速率高于0.75%的玉米組合（品種）共33個，其中農(nóng)單655、農(nóng)單832、農(nóng)單884、先玉335、農(nóng)單772、農(nóng)單476等脫水速率較快，農(nóng)單476的脫水速率最高為0.94%；脫水速率低于0.5%的玉米組合（品種）有16個，農(nóng)單584的脫水速率最低為0.29%；其他品種脫水速率介于0.5%～0.75%之間。

表2 不同玉米品種成熟期籽粒含水量（%）

2.4 不同玉米雜交種成熟期籽粒含水量雜種優(yōu)勢分析

由玉米雜交種成熟期含水量的中親優(yōu)勢（表4）可知，農(nóng)單826、農(nóng)單605的中親優(yōu)勢值相對較小，表明這兩個雜交種的含水量雜種優(yōu)勢較小，其原因主要是兩個雜交種親本自交系籽粒含水量較低，因此在選育籽粒含水量較低的雜交種時，雙親自交系應(yīng)該選擇低含水量的品種。

表3 不同玉米品種脫水速率（%）

表4 不同玉米雜交種成熟期籽粒含水量中親優(yōu)勢

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，儀器測定法與烘干法測定玉米籽粒含水量，兩種方法呈線性相關(guān)，標準曲線為y = 0.4445x + 14.603，R2= 0.4509，相關(guān)性不明顯，儀器測定法存在一定誤差，對于在應(yīng)用于適宜機械化收獲玉米品種選育中具有一定參考價值；對雜交品種籽粒含水量和脫水速率的分析結(jié)果顯示，農(nóng)單528、農(nóng)單623、農(nóng)單718、農(nóng)單775、農(nóng)單826、農(nóng)單829、農(nóng)單856、農(nóng)單154等8個品種為含水量低（含水量小于28%）、脫水速率快（高于0.75%）的品種，可進行產(chǎn)量比較試驗；對含水量低、脫水速率快的13個品種進行雜種優(yōu)勢分析，農(nóng)單826、農(nóng)單605兩個品種雜種優(yōu)勢較小，說明雙親含水量低對于選育適宜機械化收獲玉米品種具有指導(dǎo)意義。

向葵［10］用探針水分測定法與烘箱法對整個玉米果穗苞葉籽粒及穗軸的含水量進行定期測量，發(fā)現(xiàn)使用探針測定時苞葉含水量對粒含水量的測量影響不顯著，穗軸含水量對籽粒含水量有兩種影響：籽粒含水量大于60%或低于20%時穗軸對籽粒含水量的影響較?。欢斪蚜：吭?0%～60%之間，穗軸對籽粒含水量的影響偏大［11］。本試驗中儀器測定法與烘干法測定兩種方法的結(jié)果呈線性相關(guān)，但相關(guān)性不明顯，可能與穗軸對籽粒含水量的影響有關(guān)系。

董雅茹［12］認為玉米生理成熟時籽粒干物質(zhì)積累會達到一個最大值，此后一段時間內(nèi)粒重不再增加，水分也開始散失，此階段的籽粒脫水速率決定收獲時的籽粒含水量。本試驗篩選出成熟期籽粒含水量低于28%的14個玉米雜交組合，符合現(xiàn)行玉米品種審定標準；霍仕平等［13］總結(jié)前人研究認為，玉米籽粒生理成熟后，其脫水速率與外界環(huán)境中水分的飽和虧缺程度相關(guān)。譚福忠等［14］研究發(fā)現(xiàn)玉米籽粒生理成熟后，含水量≥30%時，脫水速率與外界溫度有關(guān)，含水量＜30%時，脫水速率與外界濕度有關(guān)。本試驗結(jié)合低含水量篩選出8個含水量低、脫水速率快的玉米組合。楊村等［15］通過對7個玉米品種水分含量進行研究，結(jié)果表明玉米籽粒含水量的遺傳規(guī)律為加性方差比較高的加性-顯性模型，但存在部分顯性作用，籽粒含水量的廣義遺傳力較小。本試驗對比不同玉米雜交種成熟期籽粒含水量中親優(yōu)勢，發(fā)現(xiàn)農(nóng)單826、農(nóng)單605的中親優(yōu)勢值小，雜種優(yōu)勢低，因此在選育籽粒含水量較低的雜交種時，雙親自交系應(yīng)該選擇低含水量的材料。

參考文獻：

［1］李德新.玉米籽粒灌漿、脫水速率品種差異和相關(guān)分析［D］.北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2009.

［2］San V，F(xiàn)elix M，Hallauer，et al.Inbreeding depression rates of materials derived from two groups of maize inbred lines［J］.Revista Brasileira de Genetica，1993，16（4）：989-1001.

［3］郭慶辰，康浩冉，王麗娥，等.黃淮區(qū)籽粒機收玉米標準及育種模式探討［J］.農(nóng)業(yè)科技通訊，2016（1）：159-162.

［4］姜艷喜，王振華，金益，等.玉米收獲期子粒含水量相關(guān)性狀的遺傳及育種策略［J］.玉米科學(xué)，2004，12（1）：21-25.

［5］相茂國.玉米籽粒直收機械適應(yīng)性研究［D］.淄博：山東理工大學(xué)，2014.

［6］李淑芳，張春宵，路明，等.玉米籽粒自然脫水速率研究進展［J］.分子植物育種，2014，12（4）：825-829.

［7］劉玉欣，王萬雙，劉會靈.國際種子檢驗規(guī)程與國家種子檢驗規(guī)程在高溫烘干法中測定玉米種子水分的差異［J］.種子，2000（1）：67-68.

［8］李淑嫻，吳雷，李運紅，等.低恒溫烘干法測定種子含水量條件的研究［J］.種子，2011，30（5）：72-74.

［9］郭善維.雜交玉米種子的脫水與晾曬［J］.山西農(nóng)業(yè)（致富科技版），2007（10）：15.

［10］向葵.玉米籽粒脫水速率測定方法優(yōu)化及遺傳研究［D］.成都：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

［11］王紀華，王樹安，趙冬梅，等.玉米穗軸維管解剖結(jié)構(gòu)及含水率對籽粒發(fā)育的影響［J］.玉米科學(xué)，1994，2（4）：41-43.

［12］董雅茹.灌漿期玉米果穗水分及其與生理成熟和籽粒干燥的關(guān)系［J］.園藝與種苗，1994（6）：24-28.

［13］霍仕平，晏慶九.玉米生理成熟后籽?？焖倜撍囊饬x及研究進展［J］.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1993，11（4）：626-629.

［14］譚福忠，韓翠波，鄒雙利，等.極早熟玉米品種籽粒脫水特性的初步研究［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2008，24（7）：161-168.

［15］楊村，徐志達.玉米籽粒水分含量的遺傳研究［J］.園藝與種苗，1998（2）：11-14.