糯玉米莖稈糖分對(duì)產(chǎn)量及主要品質(zhì)性狀的影響

華鶴良 胡忠磊 李一彬 毛天岑 張小強(qiáng) 卞云龍

摘要：玉米莖稈糖是光合產(chǎn)物在莖稈中的積累，研究糯玉米莖稈糖含量與其產(chǎn)量及主要品質(zhì)性狀的關(guān)系，有助于進(jìn)一步改善糯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。以9個(gè)糯玉米雜交種為材料，2018年夏播于揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場(chǎng)試驗(yàn)田，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，在授粉后25 d對(duì)莖稈糖含量、鮮穗產(chǎn)量、直鏈淀粉含量、籽粒含水率、皮渣率性狀進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，鮮穗采收時(shí)9個(gè)糯玉米雜交種的莖稈糖含量、鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水率差異極顯著（P<0.01），直鏈淀粉含量和皮渣率差異不顯著。經(jīng)相關(guān)分析，秸稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量和籽粒含水率呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），鮮穗產(chǎn)量回歸方程為y=-42.486x+1 178.484，籽粒含水率回歸方程為y=-0.895x+59.376，表明秸稈糖分的增加會(huì)顯著降低鮮穗產(chǎn)量，對(duì)直鏈淀粉含量和皮渣率無顯著影響。本研究結(jié)果對(duì)糯玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的選育及糯玉米秸稈在青貯飼料中的利用提供相關(guān)理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：糯玉米;莖稈糖分;產(chǎn)量;品質(zhì)性狀

中圖分類號(hào)：S513.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）24-0082-03

收稿日期：2021-08-25

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31071426）;江蘇省自然科學(xué)基金（編號(hào)：BK20171291）;揚(yáng)州市科技項(xiàng)目（編號(hào)：YZ2018042）。

作者簡(jiǎn)介：華鶴良（1964—），男，江蘇寶應(yīng)人，碩士，高級(jí)農(nóng)藝師，從事玉米育種及農(nóng)技推廣。E-mail：yzhhl@126.com。

糯玉米籽粒胚乳淀粉幾乎全部為支鏈淀粉，蛋白質(zhì)含量高于普通玉米，具有更豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和更好的適口性;與普通玉米相比口味獨(dú)特，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，用途更為廣泛。糯玉米不僅可以鮮食，還是食品、造紙、紡織、黏合劑等現(xiàn)代工業(yè)的重要原料[1，2]，深受廣大消費(fèi)者和產(chǎn)業(yè)者的歡迎。廣泛的適應(yīng)性使得糯玉米在我國(guó)南北皆宜，糯玉米產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已形成極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦彤a(chǎn)業(yè)。

優(yōu)良的鮮食糯玉米應(yīng)同時(shí)具有較高的產(chǎn)量和較好的品質(zhì)，鮮食糯玉米品質(zhì)性狀主要包括商品品質(zhì)和品嘗（食味）品質(zhì)，同時(shí)品嘗品質(zhì)是眾多的品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)中的重要指標(biāo)，而籽?？扇苄蕴呛?、籽粒含水量、皮渣率等與食味品質(zhì)密切相關(guān)[3-5]。蔗糖是重要的光合產(chǎn)物，是植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕镔|(zhì)，也是莖稈糖分的主要成分[6，7]。光合產(chǎn)物需要不斷從葉片等光合器官通過莖稈向玉米籽粒運(yùn)輸，才能完成籽粒灌漿、干物質(zhì)積累、果穗成熟等過程。莖稈糖分的變化反應(yīng)植株向籽粒運(yùn)輸糖分的速度和能力，從而影響糯玉米的成熟度和品質(zhì)。關(guān)于莖稈糖分與糯玉米產(chǎn)量及品質(zhì)性狀關(guān)系的研究鮮見報(bào)道，本試驗(yàn)以9個(gè)糯玉米雜交種為材料，研究糯玉米莖稈糖分與其產(chǎn)量及主要品質(zhì)性狀的關(guān)系，為培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)糯玉米新品種、鮮穗采收后莖稈青貯利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與田間設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料為9個(gè)糯玉米雜交種，包括蘇玉糯5號(hào)、嘉糯2018、蘇玉糯1706、糯YH1107、長(zhǎng)甜糯218、紅花玉景、加甜糯2008、XN029、蘇科糯1705。2018年6月25日將試驗(yàn)材料播種于揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場(chǎng)試驗(yàn)田中，試驗(yàn)田前茬為油菜，土壤為沙壤土，地力程度中等。小區(qū)面積16 m2，密度6萬株/hm2。隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，純作，四周設(shè)保護(hù)行。3葉期間苗，4～5葉期定苗，其他管理同一般大田。

1.2 取樣方法

每個(gè)供試種每個(gè)重復(fù)選取生長(zhǎng)發(fā)育正常、生育時(shí)期相一致的糯玉米植株10株掛牌，于吐絲前對(duì)雌穗進(jìn)行套袋處理，盛花期統(tǒng)一人工授粉，并記載授粉日期;于授粉后25 d采收鮮果穗進(jìn)行性狀測(cè)定，測(cè)定的主要指標(biāo)是鮮穗產(chǎn)量及相關(guān)品質(zhì)性狀，相應(yīng)植株同時(shí)測(cè)定莖稈糖分含量。

1.3 分析與測(cè)定

1.3.1 莖稈糖含量測(cè)定 測(cè)定產(chǎn)量植株10株去掉葉片、葉鞘及雄穗等部位，用榨汁機(jī)（恒聯(lián)TYZ-8.0）分別榨出每個(gè)植株的全部莖稈汁液于培養(yǎng)皿中，微量移液器移取1 000 μL汁液于離心管中，離心 2 min（5 000 r/min），吸取上清液300 μL，用測(cè)糖儀（PAL-1，日本）測(cè)定糖分含量。為了降低測(cè)糖儀的測(cè)定誤差，每次每個(gè)植株莖稈汁液重復(fù)測(cè)定3次，取其平均值作為該植株的莖稈糖含量。

1.3.2 籽粒含水率測(cè)定 鮮穗取樣后放入自封袋并立即帶回實(shí)驗(yàn)室，取果穗中部籽粒100粒稱鮮質(zhì)量后放入烘箱，105 ℃殺青30 min，并在60 ℃下烘至恒質(zhì)量，稱干質(zhì)量。計(jì)算籽粒含水率，含水率=（鮮質(zhì)量-干質(zhì)量）/鮮質(zhì)量×100%。

1.3.3 皮渣率測(cè)定 使用全自動(dòng)豆?jié){機(jī)，采用物理方法將玉米皮渣進(jìn)行分離，測(cè)定籽粒皮渣率。具體方法：稱取鮮籽粒60～100 g，記鮮質(zhì)量m1，高速打漿4～5次，15 s/次，間隔15 s，將磨好的玉米漿汁全部轉(zhuǎn)移至60目分樣篩（分樣篩的干質(zhì)量為m2），用水不斷沖洗，直至沖洗的水變清，將皮渣連同分樣篩放入烘箱烘至恒質(zhì)量，冷卻后稱取質(zhì)量m3，玉米皮渣率=（m3-m2）/m1×100%。

1.3.4 直鏈淀粉含量測(cè)定 直鏈淀粉含量的測(cè)定依據(jù)文獻(xiàn)[8]，參照 GB/T 15683—2008《大米 直鏈淀粉含量的測(cè)定》 測(cè)定方法，根據(jù)碘-直鏈淀粉復(fù)合物具有的吸收光譜，以碘比色法測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖稈糖含量分布

從圖1可以看出，9個(gè)雜交種中紅花玉景莖稈糖含量最低，為3.51%;蘇玉糯5號(hào)莖稈糖含量最高，為10.25%。有4個(gè)雜交種（蘇玉糯1706、長(zhǎng)甜糯218、加甜糯2008、XN029）莖稈糖含量較高，為6%～8%，占44.44%;糖含量在4%～6%之間有2個(gè)品種（嘉糯2018、糯YH1107），占22.22%;糖含量在2%～4%之間也有2個(gè)品種（紅花玉景、蘇科糯1705），它們的莖稈糖含量較低，占22.22%。

2.2 鮮穗產(chǎn)量及相關(guān)品質(zhì)性狀

由表1可知，試驗(yàn)小區(qū)糯玉米鮮穗產(chǎn)量為15.28～28.26 kg，其中蘇玉糯5號(hào)最低，為 15.28 kg， 蘇科糯1705最高， 為28.26kg;皮渣率在0.032%～0.052%，以蘇科糯1705最低，為0.032%，長(zhǎng)甜糯218最高，為0.052%;籽粒含水率在40.35%～67.45%，蘇玉糯1706最低，嘉糯2018最高;直鏈淀粉含量為0.37%～1.60%，以蘇玉糯5號(hào)最低，XN029最高。

2.3 方差分析

采用SPSS軟件，對(duì)鮮穗產(chǎn)量、皮渣率、籽粒含水率、直鏈淀粉含量、莖稈糖含量進(jìn)行方差分析，分析不同品種之間各性狀顯著差異。

從表2可以看出，9個(gè)參試品種的鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水率及莖稈糖含量差異極顯著;皮渣率和直鏈淀粉含量差異未達(dá)顯著水平。

2.4 相關(guān)分析

簡(jiǎn)單相關(guān)分析（表3）表明，莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.468。蔗糖是重要的光合產(chǎn)物，是植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕镔|(zhì)，也是莖稈糖分的主要成分;當(dāng)光合產(chǎn)物（蔗糖）在莖稈中積累較多時(shí)，向籽粒運(yùn)輸就會(huì)較少。莖稈糖含量與籽粒含水率也具有顯著負(fù)相關(guān)，皮渣率及直鏈淀粉含量與莖稈糖分無顯著相關(guān)性。

偏相關(guān)分析（表4）表明，莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，籽粒含水量與灌漿期干物質(zhì)充實(shí)有密切關(guān)系。通過偏相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，籽粒含水率和皮渣率對(duì)鮮穗產(chǎn)量有極顯著或顯著的正效應(yīng)，但偏相關(guān)系數(shù)較小，分別為0.185和0.029。

2.5 回歸分析

為了進(jìn)一步明確莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水率的關(guān)系，利用一元線性回歸方法，對(duì)莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水率2個(gè)性狀進(jìn)行擬合。鮮穗產(chǎn)量關(guān)于莖稈糖含量的線性回歸方程為y=-42.486x+1 178.484（ x為莖稈糖含量）。籽粒含水率關(guān)于莖稈糖含量的線性回歸方程為y=-0.895x+59.376（x為莖稈糖含量）。從表5可以看出，莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水量的回歸系數(shù)分別為-42.486和-0.895，表明莖稈糖含量對(duì)鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水量有較大的負(fù)效應(yīng)。莖稈糖含量對(duì)皮渣率、直鏈淀粉含量影響較小，回歸分析結(jié)果與相關(guān)分析結(jié)果相似。

3 討論與結(jié)論

玉米光合產(chǎn)物的形成與運(yùn)輸、莖稈中糖分的增加與下降、灌漿過程中籽粒干物質(zhì)的積累與失水3個(gè)方面是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的生理過程。龔魁杰等研究發(fā)現(xiàn)，鮮食糯玉米采摘前可溶性糖向淀粉的合成代謝占據(jù)主導(dǎo)地位[9]，與本研究結(jié)果一致。糯玉米鮮穗采收時(shí)，莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。說明不同雜交種莖稈糖在向籽粒運(yùn)輸轉(zhuǎn)化速度方面存在差異，在最適采收期前莖稈糖向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)效率高的品種，莖稈糖含量相對(duì)降低，則鮮穗產(chǎn)量高。糯玉米籽粒含水量是評(píng)價(jià)鮮食糯玉米品質(zhì)最基本的項(xiàng)目[10]，玉米現(xiàn)果穗采收過早或過遲，會(huì)因水分多產(chǎn)量低，尚未形成較好的品質(zhì)風(fēng)味;或玉米子粒果皮變厚且硬，食用品質(zhì)差。本研究糯玉米適采期莖稈糖含量對(duì)籽粒含水量有顯著負(fù)效應(yīng)，籽粒含水量與籽粒干物質(zhì)積累是密切相關(guān)的，表現(xiàn)為莖稈糖分向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)多則籽粒含水量會(huì)降低。在品種選育上應(yīng)選擇適宜期采收前莖稈糖分向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)速度快、效率高的品種，對(duì)提高鮮穗產(chǎn)量有好處，對(duì)改善口感品質(zhì)也有較好的效果。

甜玉米雄穗始花后28～42 d莖稈糖含量呈現(xiàn)一個(gè)顯著上升階段[11]，甚至出現(xiàn)峰值。鮮食糯玉米果穗的適宜采收期在吐絲后25 d左右，因品種不同會(huì)有3～5 d的差異[12]。糯玉米鮮穗采收后，玉米葉片仍有一定的光合作用，形成的光合產(chǎn)物（蔗糖）更多積累于玉米莖稈中。本研究9個(gè)供試糯玉米雜交種鮮穗莖稈含糖量在采收期大部分為5%左右，糯玉米在果穗采收后，其莖稈可作青貯飼料充分利用，莖稈糖分在一定時(shí)間內(nèi)會(huì)有增加的過程，提高莖稈糖含量有助于改善青貯玉米飼料品質(zhì)和適口性[13]，因而鮮穗采收后莖稈作為青貯玉米時(shí)可適當(dāng)

延遲收獲玉米植株。

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