8個(gè)玉米雜交種籽粒脫水特性研究

盧道文 張瑩瑩 李永江

摘要：玉米收獲時(shí)籽粒含水量是限制籽粒機(jī)收的關(guān)鍵因素。選用鄭單958、先玉335、華美1號(hào)等8個(gè)玉米品種為試驗(yàn)材料，對(duì)籽粒、苞葉、穗軸的含水量及脫水速率進(jìn)行分析。結(jié)果表明，不同品種間的籽粒含水量、籽粒脫水速率差異極顯著;不同品種間的苞葉、穗軸含水量差異極顯著。籽粒含水量與苞葉含水量呈極顯著正相關(guān);籽粒脫水速率與籽粒含水量、苞葉含水量呈極顯著負(fù)相關(guān);籽粒脫水速率與穗軸脫水速率呈極顯著正相關(guān)。不同品種籽粒含水量在收獲時(shí)差異明顯，華美1號(hào)、先玉335、迪卡517、安玉308這4個(gè)玉米品種收獲時(shí)產(chǎn)量高、籽粒含水量低，平均脫水速率較快，收獲時(shí)含水量符合籽粒機(jī)收的要求;鄭單958、迪卡516生理成熟后籽粒脫水速率較快，適時(shí)晚收對(duì)這2個(gè)品種很重要;聯(lián)創(chuàng)808生理成熟后籽粒脫水速度慢，收獲時(shí)含水量高，不適宜機(jī)收。

關(guān)鍵詞：玉米;籽粒含水量;脫水速率;籽粒機(jī)收

中圖分類號(hào)： S513.037? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2019）12-0122-04

在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和現(xiàn)代化快速推進(jìn)過程中，農(nóng)業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)，玉米全程機(jī)械化作業(yè)，特別是籽粒機(jī)收是未來玉米生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)和方向[1-2]。籽粒機(jī)收玉米目前只占全國(guó)玉米種植面積的5%～6%[3-6]，且生產(chǎn)中適宜籽粒機(jī)收的品種比較少，大多數(shù)品種收獲時(shí)籽粒含水量偏高，尤其是黃淮海一年兩熟的種植模式，玉米的生育期較東北地區(qū)短，種植密度、生理成熟期、脫水速率等相關(guān)性狀之間要充分協(xié)調(diào)才能實(shí)現(xiàn)籽粒機(jī)收[7]。推廣籽粒機(jī)收品種能極大地降低收獲時(shí)籽粒破損率、雜質(zhì)率及收獲后籽粒的烘干成本，是玉米實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[8-10]。收獲時(shí)籽粒含水量高低是影響玉米收獲品質(zhì)的關(guān)鍵因素，收獲時(shí)的籽粒含水量在22%～25%較為合適[11]。收獲時(shí)籽粒含水量是由生理成熟時(shí)籽粒含水量和生理成熟后的籽粒脫水速率共同決定的[12]，在推廣籽粒機(jī)收的過程中，明確收獲時(shí)籽粒含水量對(duì)篩選宜機(jī)收品種、確定收獲時(shí)間非常重要。對(duì)此本試驗(yàn)研究了8個(gè)不同玉米品種的籽粒、苞葉、穗軸含水量、脫水速率及與相關(guān)性狀的關(guān)系，對(duì)8個(gè)品種籽粒脫水快慢進(jìn)行了綜合比較，為玉米籽粒機(jī)收品種的篩選、最佳收獲時(shí)期的確定提供了參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及特性

供試品種：安玉308、鄭單958、先玉335、華美1號(hào)、迪卡517、迪卡516、聯(lián)創(chuàng)808、宇玉30。品種特性為2017年田間調(diào)查數(shù)據(jù)，具體見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院柏莊試驗(yàn)基地進(jìn)行。于2017年6月11日播種，10月2日收獲。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，密度75 000株/hm2，8行區(qū)，行長(zhǎng)5 m，3次重復(fù)。人工套袋統(tǒng)一授粉，自授粉后35 d開始取樣，每7 d取樣1次，共5次。每個(gè)重復(fù)選取整齊一致的2穗，3次重復(fù)。取樣后把果穗分成籽粒、苞葉、穗軸3個(gè)部分，人工脫其玉米穗中部籽粒，分別稱其鮮質(zhì)量，之后放入烘箱 105 ℃殺青 30 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱干質(zhì)量。分別計(jì)算籽粒、苞葉、穗軸含水量。含水量=（鮮質(zhì)量-烘干質(zhì)量）/鮮質(zhì)量×100%;脫水速率=（前1次含水量-后1次含水量）/2次取樣相隔天數(shù)。最后1次取樣后對(duì)每個(gè)小區(qū)中間2行進(jìn)行測(cè)產(chǎn)與考種。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2010計(jì)算籽粒、苞葉、穗軸含水量和脫水速率，利用DPS 7.50軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、多重比較和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同玉米品種、不同取樣時(shí)間籽粒含水量方差分析與多重比較

由表2可知，8個(gè)品種間籽粒含水量、不同取樣時(shí)間的籽粒含水量、不同品種與取樣時(shí)間互作差異均極顯著。對(duì)不同玉米品種籽粒含水量均值進(jìn)行比較，變化幅度比較大。其中，聯(lián)創(chuàng)808的籽粒含水量最高，平均為36.03%，與其他7個(gè)玉米品種差異極顯著（P<0.01）。宇玉30的籽粒含水量最低，平均為29.20%，與迪卡517、華美1號(hào)差異不顯著。迪卡517、華美1號(hào)、先玉335品種間籽粒含水量差異不顯著。籽粒平均含水量由小到大依次是宇玉30、迪卡517、華美1號(hào)、先玉335、安玉308、迪卡516、鄭單958、聯(lián)創(chuàng)808。

由表3可見，8個(gè)品種籽粒含水量不同取樣時(shí)間差異極顯著。其中，安玉308、先玉335、宇玉30的籽粒含水量在各取樣時(shí)間點(diǎn)差異極顯著，生理成熟時(shí)籽粒含水量分別降至26.42%、24.30%、22.51%，較授粉后35 d的籽粒含水量依次下降17.28、17.14、16.33百分點(diǎn)。宇玉30、先玉335、安玉308收獲時(shí)籽粒含水量分別降至19.04%、20.55%、22.96%。聯(lián)創(chuàng)808、鄭單958的籽粒含水量在不同取樣時(shí)間差異極顯著，生理成熟時(shí)籽粒含水量分別為32.42%、32.97%，較授粉后35 d依次下降10.72、8.04百分點(diǎn)，下降幅度緩慢。聯(lián)創(chuàng)808收獲時(shí)籽粒含水量為30.69%，不符合籽粒機(jī)收的含水量要求。鄭單958收獲時(shí)籽粒含水量降至26.33%，較生理成熟時(shí)下降6.64%，適時(shí)晚收對(duì)鄭單958脫水效果明顯。華美1號(hào)、迪卡517生理成熟時(shí)籽粒含水量分別降至22.49%、24.58%，較授粉后35 d分別下降19.52、15.55百分點(diǎn)，收獲時(shí)籽粒含水量分別低至18.99%、20.84%。迪卡516生理成熟時(shí)籽粒含水量為30.05%，收獲時(shí)含水量降至24.54%，適時(shí)晚收對(duì)迪卡516脫水效果明顯。

2.2 不同玉米品種籽粒脫水速率方差分析與多重比較

不同品種籽粒脫水速率、不同階段籽粒脫水速率、不同品種與階段互作差異均極顯著（表4）。其中華美1號(hào)的籽粒脫水速率最快，平均為0.82%/d，與鄭單958、聯(lián)創(chuàng)808差異極顯著，與其他5個(gè)品種差異不顯著。聯(lián)創(chuàng)808的籽粒脫水速率最慢，平均為0.44%/d，與迪卡516、鄭單958差異不顯著。籽粒平均脫水速率由快到慢依次是華美1號(hào)、先玉335、安玉308、宇玉30、迪卡517、迪卡516、鄭單958、聯(lián)創(chuàng)808。

8個(gè)品種授粉后35～42 d的平均籽粒脫水速率為0.69%/d;授粉后42～49 d平均為0.63%/d;授粉后49 d至生理成熟平均為0.77%/d，這一階段脫水速率最快;生理成熟至收獲平均為0.57%/d。整體上呈現(xiàn)出“快—慢—快—慢”的趨勢(shì)。

鄭單958、先玉335、聯(lián)創(chuàng)808在不同取樣階段的籽粒脫水速率差異極顯著，其他5個(gè)參試品種差異不顯著（表5）。從品種角度看，安玉308、先玉335、華美1號(hào)、宇玉30在授粉后49 d至生理成熟時(shí)脫水最快，迪卡516、聯(lián)創(chuàng)808在這一階段最慢。迪卡517前2個(gè)階段脫水較快。安玉308、先玉335、宇玉30生理成熟前籽粒脫水速率分別為0.58%/d、0.57%/d、0.54%/d，安玉308、宇玉30各階段籽粒脫水速率差異不顯著，籽粒快速脫水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng);先玉335籽粒脫水速率差異極顯著，但是生理成熟前3個(gè)階段籽粒平均脫水速率快，尤其是授粉后49 d至生理成熟達(dá)1.03%/d。

2.3 各階段品種間籽粒脫水速率方差分析與多重比較

授粉后35～42 d不同品種間籽粒平均脫水速率差異不顯著;授粉后42～49 d籽粒平均脫水速率差異顯著，迪卡517、先玉335較快;授粉后49 d至生理成熟時(shí)籽粒平均脫水速率差異極顯著，其中華美1號(hào)、宇玉30、先玉335、安玉3082.4 8個(gè)玉米品種苞葉、穗軸含水量方差分析8個(gè)不同玉米品種間、不同取樣時(shí)間苞葉含水量差異均極顯著（表7）。聯(lián)創(chuàng)808的苞葉平均含水量最高，為58.09%，其次是鄭單958。華美1號(hào)的苞葉平均含水量最低，為33.92%。8個(gè)不同玉米品種間、不同取樣時(shí)間的穗軸含水量差異極顯著（表7）。其中，鄭單958的平均含水量最高，為65.43%，先玉335最低，為52.63%。穗軸平均含水量由小到大依次是先玉335、迪卡517、華美1號(hào)、宇玉30、聯(lián)創(chuàng)808、迪卡516、安玉308、鄭單958。

2.5 籽粒含水量與其他主要性狀的關(guān)系

籽粒含水量與苞葉含水量呈極顯著正相關(guān)，與籽粒脫水速率、穗軸脫水速率呈極顯著負(fù)相關(guān);籽粒脫水速率與籽粒含水量、苞葉含水量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與穗軸脫水速率呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.83（表8）。

3 結(jié)果與討論

3.1 籽粒含水量與脫水速率

水量呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.98，即籽粒含水量下降得越快，籽粒灌漿速率呈上升趨勢(shì)[13]。張俊鵬等研究發(fā)現(xiàn)成熟期籽粒脫水速率與灌漿速率呈正相關(guān)[14]。本研究結(jié)果表明，玉米品種在生理成熟后籽粒脫水過程仍要持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。聯(lián)創(chuàng)808、鄭單958、迪卡516生理成熟時(shí)籽粒含水量明顯高于其他5個(gè)玉米品種。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，授粉后49 d至生理成熟時(shí)聯(lián)創(chuàng)808、鄭單958、迪卡516與其他5個(gè)品種籽粒含水量差異在灌漿前期就已出現(xiàn)。生理成熟前較高的脫水速率使宇玉30、迪卡517、華美1號(hào)、先玉335、安玉308生理成熟時(shí)的籽粒含水量顯著低于聯(lián)創(chuàng)808、鄭單958、迪卡516，且生理成熟后籽粒脫水速率仍存在差別。

本研究中，不同品種籽粒含水量在收獲時(shí)差異明顯。華美1號(hào)、宇玉30、先玉335、迪卡517、安玉308收獲時(shí)籽粒含水量已分別降至18.99%、19.04%、20.55%、20.84%、22.96%。除先玉335外，其他4個(gè)品種各個(gè)階段的籽粒脫水速率差異不顯著，始終保持較高的脫水速率，快速脫水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng);先玉335在授粉后42 d至生理成熟時(shí)脫水速度很快，總體平均脫水速率較快，優(yōu)勢(shì)明顯。這5個(gè)品種中華美1號(hào)、先玉335、迪卡517、安玉308產(chǎn)量高、收獲時(shí)籽粒含水量較低，符合籽粒機(jī)收的含水量要求，可作為機(jī)收備選品種。鄭單958、迪卡516這2個(gè)品種生理成熟時(shí)籽粒含水量高，生理成熟前籽粒脫水速率慢，生理成熟后籽粒脫水速率較快，適時(shí)晚收對(duì)這2個(gè)品種很重要。聯(lián)創(chuàng)808生理成熟后籽粒脫水速度慢，收獲時(shí)含水量高，不適宜機(jī)收。

3.2 苞葉、穗軸含水量與籽粒脫水速率

籽粒脫水速率與穗部性狀和籽粒類型密切相關(guān)[15-16]。張林等研究發(fā)現(xiàn)玉米苞葉的層數(shù)、長(zhǎng)短、松緊度及含水量影響籽粒的脫水速率[17]。籽粒脫水速率與穗軸脫水速率呈極顯著正相關(guān)，與苞葉含水量相關(guān)，去掉苞葉后籽粒脫水速率明顯加快[18-19]。本試驗(yàn)中，籽粒含水量與苞葉含水量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.81;籽粒脫水速率與籽粒含水量、苞葉含水量呈極顯著負(fù)相關(guān);籽粒脫水速率與穗軸脫水速率呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.83。

玉米的籽粒脫水速率是一個(gè)比較復(fù)雜的農(nóng)藝性狀，受環(huán)境及氣候影響比較大[20-21]。本次試驗(yàn)是在單一密度條件下進(jìn)行，種植密度的不同對(duì)產(chǎn)量影響較大，進(jìn)而影響籽粒的脫水速率，下一步應(yīng)該設(shè)置不同密度。黃淮海地區(qū)是重要的玉米產(chǎn)區(qū)，籽粒機(jī)收受生理成熟期和生理后脫水速率影響較大，本試驗(yàn)結(jié)果為選育熟期適中、籽粒脫水快的品種提供了參考。籽粒機(jī)收必須考慮到生理成熟時(shí)間、生理成熟時(shí)籽粒含水量、生理成熟后籽粒的脫水速率。黃淮海適宜機(jī)收的品種生育期要求為100 d左右，生理成熟時(shí)的籽粒含水量控制在28%以下，生理成熟至收獲籽粒脫水速率0.5%～1%/d，收獲時(shí)籽粒含水量低于25%。

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