張同科,賀晟陽,易鎮(zhèn)邪,2,鄧敏,2*,馬文杰,羅紅兵,2
洞庭湖區(qū)耐密植宜機(jī)收夏玉米品種的篩選
張同科1,賀晟陽1,易鎮(zhèn)邪1,2,鄧敏1,2*,馬文杰1,羅紅兵1,2
(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,湖南 長沙 410128;2.湖南省玉米工程技術(shù)研究中心,湖南 長沙 410128)
為篩選適應(yīng)洞庭湖區(qū)耐密植、宜機(jī)械化收獲的優(yōu)良玉米品種,2018年進(jìn)行大田試驗,以6個供試品種(鄭單958、豫單9953、湘農(nóng)玉27號、京農(nóng)科728、黔779、福玉10號)為材料,采取隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計,研究供試品種的產(chǎn)量與實際機(jī)收性能指標(biāo)。結(jié)果表明:6個品種的生育期為101~110 d,豫單9953、京農(nóng)科728的生育期最短(101 d);供試品種間產(chǎn)量無顯著差異,豫單9953、京農(nóng)科728、福玉10號的產(chǎn)量較高,分別為8 214.51、8 174.13、8 065.61 kg/hm2;產(chǎn)量()與穗行數(shù)(1)、行粒數(shù)(2)、百粒質(zhì)量(3)的回歸方程為=-8 146.84+284.5051+255.2742+ 157.7593,3個自變量對產(chǎn)量均為正作用;各供試品種收獲期籽粒含水率(16.05%~30.16%)有差異;機(jī)收總損失率為2.58%~4.85%,均值為3.49%;部分品種間機(jī)收損失率、籽粒破碎率、含雜率差異顯著;供試品種籽粒含水率與籽粒損失率、果穗損失率、總損失率、籽粒破碎率呈正相關(guān),與含雜率呈極顯著正相關(guān)。綜合供試品種的生育期、產(chǎn)量性狀與機(jī)收性狀,認(rèn)為豫單9953、京農(nóng)科728可作為洞庭湖區(qū)耐密植宜機(jī)收夏玉米品種進(jìn)行示范推廣。
夏玉米;品種篩選;機(jī)械收獲性狀;籽粒含水率;破碎率;含雜率;洞庭湖區(qū)
由于國家取消棉花臨時收儲,以及人工成本居高不下,棉田收益普遍下降,棉農(nóng)種棉積極性受挫,導(dǎo)致洞庭湖區(qū)棉花種植面積大幅調(diào)減。近年來,洞庭湖區(qū)積極開展棉田改制研究,進(jìn)行夏玉米品種篩選及栽培技術(shù)試驗研究,并開始推廣夏玉米機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)[1]。
宜機(jī)收玉米品種的篩選應(yīng)考慮收獲期植株倒伏倒折率、籽粒含水率和機(jī)收產(chǎn)量[2]。破碎率是評價玉米機(jī)械化收獲的重要指標(biāo)之一,當(dāng)前國內(nèi)玉米機(jī)械化籽粒收獲存在的主要問題就是破碎率高[3]。不同玉米品種籽粒耐破碎性達(dá)到最高時,其籽粒含水率并不相同[4]。GUNASEKARAN等[5]研究表明,玉米的種植密度、氮素水平以及播種期會影響玉米籽粒的破碎敏感度。玉米籽粒在收獲期間破碎率會產(chǎn)生很大的變化,在最適收獲期進(jìn)行收獲能夠有效降低籽粒破碎率[6]。選擇合適的玉米品種,能夠有效協(xié)調(diào)玉米高產(chǎn)和脫水特性以及機(jī)械收獲作業(yè)能力之間的矛盾[7]。
本研究中,比較了6個玉米品種在洞庭湖區(qū)常德澧縣的產(chǎn)量與實際機(jī)收性能指標(biāo),旨在篩選出耐密植、宜機(jī)收的夏玉米品種,為當(dāng)?shù)赜衩讬C(jī)械化籽粒直收提供技術(shù)支撐。
供試品種共6個,分別為鄭單958、豫單9953、湘農(nóng)玉27號、京農(nóng)科728、黔779、福玉10號。
1.2.1試驗設(shè)計
試驗于2018年5—9月在洞庭湖區(qū)常德澧縣王家廠鎮(zhèn)柳津村進(jìn)行。試驗地前茬作物為油菜。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。小區(qū)面積為240 m2(4.8 m×50.0 m,8行區(qū)),行距為60 cm,株距為22.2 cm,栽植密度為75 000株/hm2。5月19日人工播種,每穴2粒。三葉一心時定苗,每穴留1顆苗?;蕿橛衩讓S脧?fù)合肥,N、P2O5、K2O的施用比例為25∶9∶16,施用量為750 kg/hm2;8葉展時施追肥(尿素),施用量375 kg/hm2,結(jié)合中耕松土,打穴深施。其他栽培管理措施同大田生產(chǎn)。
1.2.2調(diào)查測定項目與方法
關(guān)鍵生育時期的測定:調(diào)查記錄出苗期、6葉展、12葉展、抽雄期、吐絲期和生理成熟期。
品種基本特性的測定:玉米吐絲散粉后,調(diào)查記錄葉片數(shù)、株高、穗下莖節(jié)數(shù)、穗位高和莖粗(地上部第3節(jié)扁平面的直徑)。每個小區(qū)(重復(fù))測定連續(xù)的10株。
玉米群體與穗性狀的測定:機(jī)收當(dāng)天每個品種調(diào)查3個重復(fù)(點),每個點調(diào)查10 m,雙行,記錄總株數(shù)、空稈株數(shù)、雙穗株數(shù)、倒伏/倒折狀況(穗上或穗下)、果穗生長情況(正常或下垂)等指標(biāo)。
籽粒與植株含水率的測定:機(jī)收當(dāng)天分器官測定籽粒、莖稈(含穗位節(jié)上和穗位節(jié)下兩部分)、穗軸的含水率。
產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的測定:收獲測產(chǎn)前,調(diào)查小區(qū)中間2行玉米的總株數(shù)、實收穗數(shù),稱鮮質(zhì)量;按平均鮮穗質(zhì)量取10穗帶回室內(nèi),測定籽粒含水量,考察穗長、穗粗、禿頂長、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量等,計算含水率為14%的產(chǎn)量。
機(jī)收性能指標(biāo)的測定:使用籽粒直收機(jī)進(jìn)行機(jī)收。參考GB/T 21961—2008《玉米收獲機(jī)械試驗方法》測定籽粒破碎率、籽粒含雜率、總損失率(果穗損失率、籽粒損失率)等。
采用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并繪圖;運用IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行相關(guān)分析。
由表1可知,各供試品種的出苗時期相同,6葉展(6月13—15日)相近,福玉10號12葉展和抽雄期最遲,其余品種在7月1—2日抽雄。豫單9953、京農(nóng)科728成熟最早,福玉10號成熟最晚;豫單9953、京農(nóng)科728全生育期最短,為101 d;其次為鄭單958、湘農(nóng)玉27號,生育期為103 d;黔779為106 d;福玉10號的生育期最長,為110 d。油菜-夏玉米一年兩熟制油菜多在9月中旬播種,從生育季節(jié)來看,6個供試品種均能滿足要求。
表1 供試品種的關(guān)鍵生育時期
2.2.1基本特性
由表2可知,供試品種的葉片數(shù)為17.37~22.03,福玉10號的葉片數(shù)最多,黔779的次之,鄭單958、京農(nóng)科728的最少,部分品種的葉片數(shù)差異顯著。供試品種的株高為208.81~273.17 cm,均值為233.46 cm;黔779的株高最高,為273.17 cm;福玉10號的次之;鄭單958的最低,為208.81 cm;部分品種間差異顯著。供試品種的穗下莖節(jié)數(shù)均值為9.47,福玉10號的穗下莖節(jié)數(shù)最多,黔779的次之,京農(nóng)科728的最少,部分品種間差異顯著。供試品種的穗位高均值為97.32 cm,福玉10號的穗位高最高,為119.83 cm;豫單9953的最低,為86.76 cm;部分品種間差異顯著。供試品種的莖粗為15.54~17.59 mm,均值為16.72 mm,福玉10號的莖粗最粗,鄭單958的次之,湘農(nóng)玉27號的最細(xì),大部分品種間差異不顯著。
表2 供試品種的基本特性
同列數(shù)據(jù)不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。
2.2.2群體性狀與果穗性狀
從表3可知,供試品種的空稈率為1.67%~15.87%,部分品種間差異顯著,各品種空稈率從高到低依次為鄭單958、湘農(nóng)玉27號、京農(nóng)科728、福玉10號、豫單9953、黔779。各品種的雙穗率為0.00%~1.59%,均值為0.67%,品種間差異不顯著,鄭單958的雙穗率最高,福玉10號、黔779的次之,京農(nóng)科728、湘農(nóng)玉27號的為0.00%。供試品種的倒伏率從高至低依次為福玉10號、湘農(nóng)玉27號、鄭單958、黔779、豫單9953、京農(nóng)科728。供試品種的穗下倒折率為1.52%~9.62%,部分品種間差異顯著,湘農(nóng)玉27號穗下倒折率最高,為9.62%;福玉10號的次之,豫單9953的最低,為1.52%。各品種的倒伏與穗下倒折率之和的均值為7.23%,從高至低依次為湘農(nóng)玉27號、福玉10號、黔779、鄭單958、豫單9953、京農(nóng)科728。供試品種的果穗下垂率為2.38%~27.40%,湘農(nóng)玉27號的果穗下垂率最高,福玉10號的次之,鄭單958的果穗下垂率最低。
表3 供試品種的群體與果穗性狀
同列數(shù)據(jù)不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。
2.3.1產(chǎn)量及其構(gòu)成因素
由表4可知,供試品種穗粗為4.12~4.33 cm,品種間差異不顯著。各品種的穗長為14.34~18.14 cm,從短至長依次為豫單9953、黔779、鄭單958、京農(nóng)科728、福玉10號、湘農(nóng)玉27號。供試品種禿頂長為0.09~1.35 cm,部分品種差異顯著,豫單9953的禿頂長最短,鄭單958的次之,湘農(nóng)玉27號的最長。豫單9953的穗行數(shù)最多,黔779的次之,福玉10號的最少。鄭單958的行粒數(shù)最多,京農(nóng)科728的次之,黔779的最少。各品種的百粒
質(zhì)量為23.24~32.23 g,部分品種間差異顯著,百粒質(zhì)量從大到小依次為福玉10號、湘農(nóng)玉27號、黔779、京農(nóng)科728、鄭單958、豫單9953;福玉10號、湘農(nóng)玉27號的百粒質(zhì)量顯著高于其他4個品種。供試品種出籽率為80.05%~89.27%,豫單9953的最高,鄭單958的次之,福玉10號的最低。6個品種的產(chǎn)量為7 731.70~8 214.51 kg/hm2,產(chǎn)量從高至低依次為豫單9953、京農(nóng)科728、福玉10號、鄭單958、湘農(nóng)玉27號、黔779。由表5可知,品種與品種之間值為0.141,值為0.979,值大于值,表明品種之間的產(chǎn)量差異不顯著;豫單9953與京農(nóng)科728的產(chǎn)量表現(xiàn)相對較好。
表4 供試品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素
同列數(shù)據(jù)不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。
表5 供試品種的產(chǎn)量方差分析結(jié)果
2.3.2產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的多元線性分析
由表6可知,6個夏玉米品種的莖粗、穗粗、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量與產(chǎn)量性狀呈正相關(guān),其中行粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)(=0.610)。穗行數(shù)與禿頂長、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量呈負(fù)相關(guān),其中穗行數(shù)與百粒質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān),說明在一定程度上,隨著穗行數(shù)的增多,行粒數(shù)降低,禿頂長減小,百粒質(zhì)量也減少。禿頂長與行粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(=-0.537),與百粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(=0.753);百粒質(zhì)量與行粒數(shù)呈負(fù)相關(guān)(=-0.397),與禿頂長、穗長呈極顯著正相關(guān);說明在一定程度上隨著禿頂長減短,行粒數(shù)增加,百粒質(zhì)量降低;行粒數(shù)減少,百粒質(zhì)量增加;禿頂長與穗長增加,百粒質(zhì)量極顯著增加。
表6 供試品種的產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)系數(shù)
“*”示在0.05 水平上差異顯著;“**”示在0.01水平上差異顯著。
回歸模型的擬合優(yōu)度2=0.749,調(diào)整后的2=0.696。產(chǎn)量()、穗行數(shù)(1)、行粒數(shù)(2)、百粒質(zhì)量(3)之間的回歸方程=-8 146.84+284.5051+ 255.2742+157.7593。從回歸方程中可以看出,3個自變量對產(chǎn)量均為正作用。由表7可知,根據(jù)非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)進(jìn)行正效應(yīng)排列,其順序依次為穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量。
表7 供試品種產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的回歸模型參數(shù)
2.4.1主要器官的含水率
從表8可以看出,機(jī)械收獲時,各供試品種籽粒含水率為16.05%~30.16%,福玉10號、鄭單958、湘農(nóng)玉27號的籽粒含水率顯著高于豫單9953、京農(nóng)科728和黔779的。各供試品種穗位節(jié)上莖稈含水率為65.77%~75.79%,鄭單958(75.79%)、福玉10號(75.04%)的較高,顯著高于豫單9953、湘農(nóng)玉27號、京農(nóng)科728的。各品種穗位節(jié)下莖稈含水率為80.08%~85.59%,福玉10號的顯著高于其他5個品種的;各品種穗位節(jié)下莖稈含水率均高于穗位節(jié)上莖稈含水率。6個品種穗軸含水率為21.62%~60.39%,穗軸含水率從高至低依次為鄭單958、福玉10號、湘農(nóng)玉27號、黔779、豫單9953、京農(nóng)科728。
表8 供試品種主要器官的含水率
同列數(shù)據(jù)不同小寫字母示在0.05水平差異顯著。
2.4.2機(jī)收后的田間秸稈性狀
從表9可以看出,機(jī)收后供試品種秸稈留茬高度差異顯著,留茬高度從低至高依次為湘農(nóng)玉27號、鄭單958、豫單9953、京農(nóng)科728、黔779、福玉10號,其中福玉10號的秸稈留茬高度顯著高于其他5個品種的。機(jī)收后品種的秸稈粉碎長度也有差異,湘農(nóng)玉27號的粉碎長度最長,福玉10號的次之,豫單9953的最短;豫單9953秸稈粉碎合格率達(dá)86.67%,福玉10號的合格率僅有56.67%。
表9 供試品種機(jī)收后田間秸稈性狀
同列數(shù)據(jù)不同小寫字母示在0.05水平差異顯著。
2.4.3供試品種的機(jī)收性能指標(biāo)及其相關(guān)分析
由表10可知,各品種機(jī)械粒收時的籽粒損失率為0.90%~2.55%,均值為1.59%,鄭單958的籽粒損失率最低,豫單9953的次之,湘農(nóng)玉27號的最高。各品種的果穗損失率為1.31%~2.33%,品種間無顯著差異,豫單9953的最低,為1.31%,京農(nóng)科728的次之,鄭單958的最高,為2.33%。各品種的總損失率均值為3.49%,部分品種間差異顯著,豫單9953的最低,京農(nóng)科728的次之,湘農(nóng)玉27號的最高。
表10 供試品種的機(jī)收性能指標(biāo)
同列數(shù)據(jù)不同小寫字母示在0.05水平差異顯著。
由表11可以看出,各品種間籽粒破碎率為3.06%~9.36%,福玉10號的顯著高于其他5個品種的。部分品種籽粒含雜率差異顯著,其中,黔779的含雜率最低,鄭單958的最高。
表11 供試品種機(jī)械粒收的破碎率和含雜率
同列數(shù)據(jù)不同小寫字母示在0.05水平差異顯著。
由表12可知,供試品種的籽粒含水率與籽粒損失率、果穗損失率、總損失率、籽粒破碎率呈正相關(guān),與籽粒含雜率呈極顯著正相關(guān),說明在一定程度上籽粒含水率越高,籽粒損失率、果穗損失率、總損失率、籽粒破碎率、含雜率會增大。對供試品種籽粒含水率()與破碎率(1)、含雜率(2)分別進(jìn)行擬合分析,結(jié)果(圖1、圖2)符合二次曲線關(guān)系,擬合回歸方程分別為1=-0.022 52+1.158 4-8.454 5,2=0.149 5和2= 0.003 72-0.091 3+2.942 3,2=0.498 8。
表12 供試品種籽粒含水率與機(jī)收性能指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)
“**”示在0.01水平上差異顯著。
圖1 玉米籽粒含水率與破碎率的關(guān)系
圖2 玉米籽粒含水率與含雜率的關(guān)系
本研究中,6個供試品種生育期為101~110 d。當(dāng)?shù)卦谙挠衩资斋@后緊接著進(jìn)行油菜播種,從生育季節(jié)來看,各夏玉米品種均能滿足要求。各供試品種間產(chǎn)量無顯著差異,豫單9953、京農(nóng)科728、福玉10號的產(chǎn)量較高,分別為8 214.51、8 174.13、 8 065.61 kg/hm2。品種間行粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),這與前人的研究結(jié)論一致[8]。穗行數(shù)與百粒質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān),與前人[8]的研究結(jié)論不同,可能是品種、生態(tài)環(huán)境因素不同引起的。
本研究中,各品種籽粒含水率與籽粒損失率、果穗損失率、總損失率呈正相關(guān)關(guān)系,說明籽粒含水率越高,總損失率越大,這與宮帥等[9]的研究結(jié)果一致。各品種收獲時,籽粒含水率與破碎率呈正相關(guān),與籽粒含雜率呈極顯著正相關(guān)。將供試品種籽粒含水率()與破碎率(1)數(shù)值進(jìn)行擬合,其回歸方程為1=-0.022 52+1.158 4-8.454 5,2=0.149 5,與前人[10]的研究結(jié)果有差異,這可能是由籽粒自身理化特性引起的。供試品種籽粒含水率()與含雜率(2)擬合回歸方程為2=0.003 72-0.091 3+2.942 3,2= 0.498 8。本研究結(jié)果還表明,即便收獲時期籽粒含水率相近,不同玉米品種之間破碎率也存在明顯差異,這與前人[11-12]的研究結(jié)果一致,可能是由籽粒本身的理化特性、生態(tài)環(huán)境、栽培措施等因素造成的。
根據(jù)GB/T 21962—2008,玉米機(jī)械收獲時,玉米植株須滿足倒伏率低于5%、果穗下垂率低于15%、最低結(jié)穗高度大于35 cm、籽粒含水率為15%~25%,且植株不宜過高的要求。本研究中,各品種間倒伏與穗下倒折率之和的均值為7.23%,福玉10號的倒伏率(6.67%)高于5.00%;果穗下垂率均值為8.21%,鄭單958果穗下垂率最低,湘農(nóng)玉27號果穗下垂率最高(27.40%),高于15%;供試品種穗位高為86.76~119.83 cm,均高于35 cm;黔779的株高最高,達(dá)273.17 cm,不利于機(jī)械收獲;機(jī)械收獲時,鄭單958的籽粒含水率達(dá)30.10%,超過25%。由此可判斷豫單9953、京農(nóng)科728符合機(jī)械收獲條件。
在進(jìn)行耐密植宜機(jī)收品種篩選時,應(yīng)當(dāng)注意參試品種的籽粒含水量范圍及其籽粒的耐破碎性能,宜選擇生育期短、籽粒脫水快與產(chǎn)量較高的品種[13-14]。綜合生育期、產(chǎn)量性狀與機(jī)收性狀,豫單9953、京農(nóng)科728可作為洞庭湖區(qū)耐密植宜機(jī)收夏玉米品種進(jìn)行示范推廣,但還需進(jìn)行多年、多點試驗進(jìn)行驗證。
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Screening of suitable high density and mechanical harvesting summer maize varieties in Dongting Lake area
ZHANG Tongke1, HE Shengyang1, YI Zhenxie1,2, DENG Min1,2*, MA Wenjie1, LUO Hongbing1,2
(1.College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China; 2.Maize Engineering Technology Research Center of Hunan Province, Changsha, Hunan 410128, China)
In order to identify the maize excellent varieties that are resistant to the dense planting and adapt to mechanized harvesting in the Dongting Lake area, a field experiment was conducted in 2018, with six tested varieties (Zhengdan 958, Yudan 9953, Xiangnongyu 27, Jingnongke 728, Qian 779, Fuyu 10) used as the material. A randomized block experiment design was adopted to compare the yield and actual mechanical harvest performance indexes of different varieties. The results showed that the growth period of the six varieties tested was 101-110 d, Yudan 9953 and Jingnongke 728 had the shortest growth period (101 d). There was no significant difference in yield among the tested varieties, and Yudan 9953(8 214.51 kg/hm2), Jingnongke 728(8 174.13 kg/hm2), Fuyu 10(8 065.61 kg/hm2) had higher yields. The regression equation of yield() and number of rows(1), kernel row number(2), grain weight(3) are=-8 146.84+ 284.5051+255.2742+157.7593; all three independent variables had positive effects on yield. There were differences in the moisture content of grains(16.05%-30.16%) of the tested varieties during the harvest period. The total loss rate of the mechanical harvest was 2.58%-4.85%, and the average value was 3.49%. Some varieties showed significant differences in the grain breakage rate, loss rate and impurities. The grain moisture content of the tested varieties was positively correlated with the grain loss rate, ear loss rate and total loss rate. The grain moisture content was positively correlated with the grain breakage rate, and had a very significant positive correlation with the impurity content. Comprehensive growth period, yield traits and mechanical harvest traits, it is Yudan 9953 and the Jingnongke 728 can be used for demonstration and promotion of dense-tolerant and suitable machine- harvested summer maize varieties in Dongting Lake area.
summer maize; cultivars screening; mechanical harvest traits; grain moisture content; grain broken rate; impurity rate; Dongting Lake area
S513.024
A
1007-1032(2020)06-0649-08
張同科,賀晟陽,易鎮(zhèn)邪,鄧敏,馬文杰,羅紅兵.洞庭湖區(qū)耐密植宜機(jī)收夏玉米品種的篩選[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2020,46(6):649-656.
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http://xb.hunau.edu.cn
2019-11-25
2020-01-16
國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFD0300308);湖南省旱糧產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系研究項目(湘農(nóng)辦科技[2016]108號);湖南省科技計劃項目(2016NK2123)
張同科(1992—),男,甘肅安定人,碩士研究生,主要從事玉米栽培、玉米種質(zhì)創(chuàng)新與利用研究,1103822506@qq.com;*通信作者,鄧敏,博士,講師,主要從事玉米種質(zhì)資源創(chuàng)新技術(shù)及應(yīng)用研究,hdengmin@163.com
10.13331/j.cnki.jhau.2020.06.003
責(zé)任編輯:毛友純
英文編輯:柳正