不同類型玉米自交系籽粒脫水速率研究

李文才 劉治先 楊菲

摘要：玉米成熟后的籽粒脫水速率和收獲時的籽粒含水量是影響玉米籽粒機(jī)收的重要指標(biāo)。本研究以185份玉米自交系為試驗材料，分別在成熟期和收獲期測定其籽粒含水量，分析其成熟后的籽粒脫水速率。依據(jù)籽粒脫水速率的快慢，把供試自交系分為快、較快、較慢和慢4類。本研究結(jié)果可為選育收獲期籽粒含水量低、適宜機(jī)收籽粒的玉米新品種提供參考。

關(guān)鍵詞：玉米；自交系；成熟期；籽粒含水量；脫水速率

中圖分類號：S513.032文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2018）04-0037-03

Abstract Maize kernel dehydration rate after maturity and kernel moisture content at harvest time are the important indexes influencing mechanical harvest. One hundred and eighty-five maize inbred lines were used in this study to detect the kernel moisture content at maturity and harvest stages， respectively.Then the kernel dehydration rate after maturity was analyzed. According to the kernel dehydration speed， all the tested inbred lines were divided into four types including fast， faster， lower and low. The results could provide references for breeding new maize varieties with low kernel moisture content at harvest stage and suitable for mechanical harvest.

Keywords Maize； Inbred line； Mature period； Kernel moisture content； Dehydration rate

供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整新政，有助于玉米全程機(jī)械化生產(chǎn)，尤其是機(jī)收籽粒品種的推廣和應(yīng)用。目前，生產(chǎn)上推廣的玉米品種大多數(shù)存在收獲期籽粒含水量過高、籽粒機(jī)收破損率高等問題，這已成為制約黃淮海區(qū)玉米機(jī)收籽粒技術(shù)推廣的主要因素之一。因此，玉米成熟后的籽粒脫水速率和收獲時的籽粒含水量是衡量籽粒機(jī)收品種的重要指標(biāo)。收獲期籽粒含水量過高不僅會導(dǎo)致機(jī)收時籽粒破碎率高、損失大、生產(chǎn)效率低，還易造成收獲后堆積晾曬過程中的籽粒霉變，直接影響籽粒的商用品質(zhì)和衛(wèi)生品質(zhì)[1-3]。因此，當(dāng)務(wù)之急是選育籽粒脫水速率快、收獲時籽粒含水量低的自交系和適宜機(jī)收籽粒的雜交種，提高商品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，達(dá)到提質(zhì)增效的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為185份玉米自交系（表1），由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所提供。這些自交系均為我國玉米育種和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的種質(zhì)資源。

1.2 試驗設(shè)計與管理

2016年夏季在濟(jì)南章丘（山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所試驗基地）、冬季在海南三亞（山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所南繁試驗基地）安排試驗。小區(qū)行長4.5 m，行距0.6 m，單行區(qū)。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)2次。播種密度7.5萬株/公頃，每行定苗20株。田間管理同一般試驗田。

1.3 調(diào)查項目

抽雄期每行選取生長正常、抽雄比較一致植株10棵（行兩頭分別除去兩棵邊株）掛牌，花絲吐出5 cm時記載授粉期。采用探針式籽粒水分測定儀，分別在籽粒成熟期（籽粒乳線消失，黑色層出現(xiàn)）[4-6]和收獲期（黑色層出現(xiàn)后10 d），測定籽粒含水量。籽粒脫水速率（%/d）=（成熟期含水量-收獲期含水量）/10 d×100%。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用方差分析和相關(guān)性分析。為盡可能排除環(huán)境影響和試驗誤差，估算各個自交系的最佳線性無偏預(yù)測值（BLUP）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同材料籽粒含水量變化的方差分析

成熟期和收獲期的籽粒含水量統(tǒng)計分析表明，不同自交系間的籽粒含水量在不同試點間均存在極顯著差異（表2）。濟(jì)南試點，成熟期和收獲期的籽粒含水量平均值分別為34.2%和28.6%，變化范圍分別為25.2%～36.8%和24.4%～30.5%，變異系數(shù)分別為4.15%和8.68%；三亞試點，成熟期和收獲期的籽粒含水量平均值分別為32.4%和26.8%，變化范圍分別為28.2%～34.6%和23.5%～29.6%，變異系數(shù)分別為6.70%和9.33%。同時表明玉米成熟期和收獲期籽粒含水量隨地點、環(huán)境的不同而有明顯變化。

2.2 籽粒成熟后脫水速率及與籽粒含水量相關(guān)性

濟(jì)南試點，籽粒脫水速率平均值為0.52%/d，變異系數(shù)為34.21%，籽粒脫水速率最慢的系僅為0.09%/d；最快的系為1.20%/d。三亞試點，籽粒脫水速率平均值為0.57%/d，變異系數(shù)為42.46%，籽粒脫水速率最慢的系為0.10%/d；最快的系為1.21%/d。不同玉米自交系間的籽粒脫水速率存在極顯著差異（表2）。

相關(guān)性分析表明：成熟期籽粒含水量與收獲期籽粒含水量呈高度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.85；籽粒脫水速率與成熟期籽粒含水量呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)僅為-0.32；與收獲期籽粒含水量呈高度負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.89（表3）。

2.3 依據(jù)籽粒脫水速率對自交系分類

根據(jù)供試自交系兩個試點籽粒脫水速率的BLUP值，對185份玉米自交系進(jìn)行初步分類，大致分為4類（表4）。第Ⅰ類為籽粒脫水速率快的自交系，有15份（表5），占比8.11%，籽粒脫水速率平均為1.10%/d；第Ⅱ類為籽粒脫水速率較快的自交系，有62份，占比33.51%，籽粒脫水速率平均為0.90%/d；第Ⅲ類為籽粒脫水速率較慢的自交系，有45份，占比23.32%，籽粒脫水速率平均為0.70%/d；第Ⅳ類為籽粒脫水速率慢的自交系，有63份，占比34.05%，籽粒脫水速率平均為0.50%/d。

3 討論與結(jié)論

玉米籽粒脫水干燥期一般在授粉后的40～55 d，此時籽粒從頂部開始干燥，乳線從頂部向下移動，當(dāng)籽粒上的乳線消失、黑色層出現(xiàn)時，即為生理成熟期[4，6]。不同玉米品種生理成熟后籽粒脫水速率快慢不一[3-5]。本研究以185份玉米自交系為試驗材料，采用探針式籽粒水分測定儀，分別在玉米生理成熟期和收獲期測定籽粒的含水量，分析籽粒脫水速率，發(fā)現(xiàn)不同自交系間籽粒脫水速率存在極顯著差異，籽粒脫水速率與收獲期籽粒含水量存在極顯著負(fù)相關(guān)，與前人研究結(jié)果相似。

185份玉米自交系按籽粒脫水速率快慢可分為4類，籽粒脫水速率快的自交系有15份、較快的有62份、較慢的有45份、慢的有63份。在15份籽粒脫水速率快的自交系中包含4S、H21等一些老品種的親本自交系。劉艷秋等[5]對我國1970—2000年代玉米主栽品種脫水速率進(jìn)行了研究，認(rèn)為在收獲期老品種的籽粒含水量明顯低于新品種的籽粒含水量。例如，中單2號在授粉35 d后能保持很快的脫水速率，收獲時籽粒含水量僅為14.4%。因此在選育收獲期籽粒含水量低的玉米品種時，我們不能忽略對這些老品種種質(zhì)資源的利用。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] Gambin B L，Bdrras L，Otegui M E. Kernel water relations and duration of grain filling in maize temperate hybrids[J]. Field Crops Research，2007，101（1）：1-9.

[2] Reid L M，Zhu X，Morrison M J，et al. A non-destructive method for measuring maize kernel moisture in a breeding program[J]. Maydica，2010，55（2）：163-171.

[3] 丁佳琦，王紅武，劉志芳，等. 玉米單交種和自交系生理成熟后子粒脫水速率的研究[J].作物雜志，2012（5）：26-29.

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

[5] 劉艷秋，李明順，李新海，等. 1970s～2000s年玉米主栽品種灌漿與脫水速率研究[J].玉米科學(xué)，2015，23（1）：85-91.

[6] 王忠孝，杜成貴，王慶成. 玉米籽粒成熟的標(biāo)志——乳線的研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1986（4）：36，47.

[7] 王克如，李少昆. 玉米籽粒脫水速率影響因素分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，50（11）：2027-2035.

[8] 李鳳海，郭佳麗，于濤，等. 不同熟期玉米雜交種及其親本子粒脫水速率的比較研究[J].玉米科學(xué)，2012，20（6）：17-20，24.