玉米果穗各部性狀對(duì)籽粒含水量和脫水速率的影響

劉思奇+鐘雪梅+史振聲

摘要：以德美亞1號(hào)、鄭單958、先玉335和丹玉39為材料，對(duì)其主要穗部性狀進(jìn)行測(cè)定并分析，探究影響玉米籽粒含水量和脫水速率的相關(guān)性狀。研究?jī)?nèi)容包括苞葉、穗軸的含水量和脫水速率以及籽粒大小等相關(guān)性狀。結(jié)果表明，在玉米整個(gè)生長(zhǎng)階段，苞葉和穗軸含水量高的品種其籽粒含水量也高，苞葉和穗軸脫水速率快的品種籽粒脫水速率也快，籽粒較長(zhǎng)的品種其含水量較低。相關(guān)分析表明，籽粒含水量與苞葉含水量達(dá)極顯著正相關(guān)，與穗軸含水量達(dá)顯著正相關(guān)；籽粒脫水速率與苞葉脫水速率達(dá)顯著負(fù)相關(guān)，與穗軸脫水速率達(dá)極顯著正相關(guān)；籽粒含水量與粒長(zhǎng)達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)，與粒寬和粒厚均未達(dá)到顯著相關(guān)水平。籽粒的脫水速率與籽粒的長(zhǎng)度達(dá)顯著負(fù)相關(guān)，與籽粒的寬度和厚度均未達(dá)顯著相關(guān)水平。

關(guān)鍵詞：玉米；含水量；脫水速率；苞葉；穗軸；籽粒大小

中圖分類號(hào)： S513.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

文章編號(hào)：1002-1302（2016）08-0130-03

玉米適合機(jī)械化收粒的籽粒含水量要在20%以下，而中國(guó)北方春玉米收獲時(shí)含水量卻在30%～40%。含水量過(guò)高已成為我國(guó)很多地區(qū)影響玉米品質(zhì)的重要因素，給玉米機(jī)械化收獲、干燥、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸及加工都帶來(lái)許多困難并增加了成本。多數(shù)研究者認(rèn)為選育脫水速率快的雜交種是最佳的解決方法[1]，而提高生理成熟后的脫水速率是其中的關(guān)鍵。

玉米果穗各部分的含水量和脫水速率都有可能影響到籽粒的含水量和脫水速率，如苞葉、穗軸的含水量和脫水速率，籽粒的性狀等。研究表明，苞葉長(zhǎng)、粒寬等性狀與收獲期籽粒含水量表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)[1]。李艷杰等曾得出百粒質(zhì)量與脫水速率呈顯著的負(fù)相關(guān)[2]，而粒長(zhǎng)與生理成熟后籽粒脫水速率相關(guān)系數(shù)較小，即粒長(zhǎng)對(duì)生理成熟后籽粒脫水速率影響不大[3]。

由此前的試驗(yàn)得出，德美亞1號(hào)、鄭單958、先玉335和丹玉39各品種的含水量及脫水速率在品種間存在差異[4]。在此基礎(chǔ)上，對(duì)各品種苞葉、穗軸的含水量和脫水速率、粒長(zhǎng)、粒寬、粒厚等與籽粒含水量和脫水速率相關(guān)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行研究，探索其與玉米籽粒含水量和脫水速率之間的關(guān)系，為選育含水量低、脫水速率快的玉米新品種提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

選取我國(guó)東北地區(qū)推廣面積最大、最有代表性的4個(gè)主栽玉米品種。即早熟、耐密、角質(zhì)型品種德美亞1號(hào)；中晚熟、耐密植、半角質(zhì)型品種先玉335和鄭單958；晚熟、高稈、稀植、馬齒型品種丹玉39。該4個(gè)品種也是遼寧省、吉林省和黑龍江省玉米區(qū)域試驗(yàn)的對(duì)照種。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

試驗(yàn)于2014年在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)南試驗(yàn)地進(jìn)行。隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計(jì)，8行區(qū)，行長(zhǎng)6 m，行距60 cm，2次重復(fù)。為防止異花授粉和保證同一品種不同植株籽粒發(fā)育進(jìn)度的一致性，在吐絲前選生長(zhǎng)正常的植株人工套袋，待花絲完全抽出后，在同一時(shí)間人工一次性充分授粉，標(biāo)記授粉日期并以此作為灌漿的起始日期。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1苞葉、穗軸、籽粒含水量和脫水速率測(cè)定自授粉之日起，每隔7 d取樣1次，直至生理成熟即果穗中下部籽粒黑層形成，乳線完全消失。每次取樣3穗，每次取回的樣，將玉米苞葉、穗軸、籽粒分開(kāi)，分別稱其鮮質(zhì)量，然后放在105 ℃的烘箱中殺青30 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，分別稱其干質(zhì)量。苞葉、穗軸、籽粒每天平均脫水速率=（前一次含水量-后一次含水量）/兩次取樣相隔天數(shù)。苞葉、穗軸的含水量=（鮮質(zhì)量-干質(zhì)量）/鮮質(zhì)量×100%。

1.3.2籽粒大小測(cè)定玉米成熟后，每個(gè)品種選取10個(gè)有代表性的果穗，取果穗中部10粒，利用數(shù)顯游標(biāo)卡尺分別測(cè)定粒長(zhǎng)、粒寬和粒厚。

2結(jié)果與分析

2.1苞葉和穗軸含水量的變化

由圖1可知，各品種苞葉含水量差異很大。玉米授粉后7～35 d，德美亞1號(hào)苞葉含水量較高，35 d以后含水量急劇下降；丹玉39在授粉7～35 d處于中等水平，但授粉35 d后的含水量明顯高于其他3個(gè)品種；而鄭單958始終處于中等水平。德美亞1號(hào)、鄭單958、先玉335和丹玉39的平均含水量分別為62.96%、54.93%、51.60%和56.61%，先玉335始終最低。

由圖2可知，玉米穗軸在生長(zhǎng)初期含水量很高，隨著生長(zhǎng)進(jìn)程延續(xù)含水量下降，前期下降快而后期減慢且基本趨于平穩(wěn)。德美亞1號(hào)初期含水量最高，而后趨于中等水平；先玉335始終最低；鄭單958處于中等偏下；丹玉39穗軸含水量明顯處于最高水平。穗軸平均含水量，德美亞1號(hào)、鄭單958、先玉335和丹玉39分別為69.56%、65.13%、60.34%和69.04%。

2.2苞葉和穗軸脫水速率的變化

由圖3可見(jiàn)，總體上，苞葉的脫水速率隨著苞葉的生長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，但有的品種比較平緩而有的急劇上升。德美亞1號(hào)在初期脫水緩慢，授粉28 d之后急速上升，在4個(gè)品種中表現(xiàn)最為急劇且速率最高；鄭單958和先玉335處于中等水平；而丹玉39處于最低水平。德美亞1號(hào)鄭單958、先玉335和丹玉39苞葉每天的平均脫水速率分別為1.63%、1.22%、120%、1.08 g/d。

由圖4可以看出，穗軸脫水速率總體上呈不斷下降的變化趨勢(shì)。前期下降快，中期緩，后期基本平穩(wěn)。德美亞1號(hào)、鄭單958和先玉335在授粉后7～21 d穗軸脫水更快，21 d以后趨于平緩。丹玉39在初期和中期相對(duì)于其他品種下降較為緩慢。每天平均脫水速率，德美亞1號(hào)、鄭單958、先玉335和丹玉39分別0.75%、0.48%、0.47%、0.39 g/d。

2.3籽粒含水量和籽粒脫水速率與其他性狀含水量和脫水速率的相關(guān)性分析

對(duì)各品種籽粒含水量與苞葉含水量、穗軸含水量，籽粒脫水速率與苞葉脫水速率、穗軸脫水速率進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，籽粒含水量與苞葉含水量達(dá)極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.98（P<0.01）；籽粒含水量與穗軸含水量達(dá)顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.93（P<0.05）；籽粒脫水速率與苞葉脫水速率達(dá)顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.42（P<0.05）；籽粒脫水速率與穗軸脫水速率達(dá)極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.60（P<0.01）。

2.4籽粒大小對(duì)脫水速率的影響

由表1可知，各品種籽粒的平均長(zhǎng)度由小到大依次為：德美亞1號(hào)（10.38 mm）<丹玉39（13.01 mm）<鄭單958（13.86 mm）<先玉335（14.37 mm）。由前期試驗(yàn)[4]可知，各品種的平均含水量由高到低依次為先玉335、鄭單958、丹玉39和德美亞1號(hào)，含水量分別為47%、50%、51%和53%?？傻米蚜ｉL(zhǎng)短與籽粒含水量高低相反，即籽粒越長(zhǎng)其含水量越低，籽粒越短則越高。

各品種籽粒的平均寬度，由小到大依次為先玉335（7.82 mm）<丹玉（39，8.75 mm）<德美亞1號(hào)（8.96 mm）<鄭單958（9.39 mm）。而籽粒的平均每天脫水速率由低到高依次為丹玉39（0.86%）<先玉335（0.96%）<鄭單958（1.01%）<德美亞1號(hào)（1.57%）?？梢?jiàn)籽粒寬度與含水量和脫水速率均無(wú)直接聯(lián)系。

各品種籽粒的平均厚度，由小到大依次為丹玉39（4.35 mm）<德美亞1號(hào)（4.42 mm）<鄭單958（4.44 mm）<先玉335（4.62 mm）?？芍蚜挾扰c含水量和脫水速率均無(wú)直接聯(lián)系。

2.5籽粒含水量和籽粒脫水速率與粒長(zhǎng)、粒寬和粒厚的相關(guān)性

對(duì)各品種籽粒含水量及籽粒脫水速率與粒長(zhǎng)和粒寬進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，籽粒含水量與粒長(zhǎng)達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.93（P<0.05）；與粒寬和粒厚均未達(dá)到顯著相關(guān)水平。籽粒的脫水速率與籽粒的長(zhǎng)度達(dá)顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.88（P<0.05）；與籽粒的寬度和厚度均未達(dá)顯著相關(guān)水平。

3結(jié)論與討論

由前期試驗(yàn)結(jié)果可知：各品種籽粒每天的平均脫水速率由高到低依次為德美亞1號(hào)、鄭單958、先玉335和丹玉39，分別為1.57%、1.01%、0.96%和0.86%。各品種籽粒平均含水量，由低到高依次為先玉335、鄭單958、丹玉39和德美亞1號(hào)，分別為47%、50%、51%和53%。

各品種苞葉平均含水量德美亞1號(hào)、丹玉39、鄭單958和先玉335，分別為62.96%、56.61%、54.93%和51.60%。穗軸平均含水量同樣依次為德美亞1號(hào)、丹玉39、鄭單958和先玉335，分別為69.56%、69.04%、65.13%、和60.34%。可看出，苞葉和穗軸的含水量與玉米籽粒的含水量成正相關(guān)。經(jīng)相關(guān)性分析表明，苞葉、穗軸含水量與籽粒的含水量之間分別達(dá)到極顯著正相關(guān)和顯著正相關(guān)。

各品種苞葉每天平均脫水速率德美亞1號(hào)、鄭單958、先玉335和丹玉39分別為1.63%、1.22%、1.20%、1.08%。穗軸每天平均脫水速率德美亞1號(hào)，鄭單958，先玉335和丹玉39分別為0.75%、0.48%、0.47%、0.39%。苞葉和穗軸脫水速率高低與籽粒脫水速率高低的順序相一致，表明苞葉和穗軸的脫水速率與籽粒的脫水速率呈正相關(guān)，苞葉和穗軸脫水快的品種，其玉米籽粒的脫水速率也快，反之亦然。

籽粒長(zhǎng)度與籽粒含水量呈顯著負(fù)相關(guān)且相關(guān)系數(shù)較大，即籽粒越長(zhǎng)其含水量越低，反之越高。而籽粒的寬度和厚度與籽粒含水量無(wú)顯著相關(guān)性；籽粒的脫水速率與粒長(zhǎng)達(dá)顯著負(fù)相關(guān)，與寬度和厚度未達(dá)顯著水平。

本試驗(yàn)中籽粒脫水速率與粒長(zhǎng)為負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與前人的研究結(jié)果[5-11]相異，可能與所試品種數(shù)量或品種特性有關(guān)，尚需進(jìn)一步試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：[HJ1.7mm]

[1]張林，張寶石，王霞，等. 玉米收獲期籽粒含水量與主要農(nóng)藝性狀相關(guān)分析[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，40（10）：9-12.

[2]李艷杰. 玉米籽粒水分與品種性狀相關(guān)性研究初報(bào)[J]. 玉米科學(xué)，2000，8（4）：37-38.

[3]張立國(guó)，張林，管春云，等. 玉米生理成熟后籽粒脫水速率與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（3）：1-2.

[4]劉思奇，鐘雪梅，李鳳海，等. 東北地區(qū)4個(gè)代表性玉米品種的灌漿和脫水速率比較[J]. 種子，2015，12.

[5]Crane P L，Hicks D R，Cross H Z，et al.Factors associated with varietal differences in rate of field drying in corn[J]. Agron J，1959，51：318-320.

[6]閆淑琴，蘇俊，李春霞，等. 玉米籽粒灌漿、脫水速率的相關(guān)與通徑分析[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（4）：1-4.

[7]Troyer A F，Ambrose W B. Plant characteristics affecting field drying rate of ear corn[J]. Crop Science，1971，11：529-531.

[8]沈明學(xué)，段洪曉，徐東風(fēng). 解決玉米脫水、提質(zhì)增產(chǎn)增收[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2001（1）：21-25.

[9]郭佳麗，呂志堯，呂穎穎，等. 玉米粒部性狀對(duì)籽粒脫水速率的影響[J]. 玉米科學(xué)2014，22（4）：33-38..[ZK）]

[10]張亞軍，張林，周艷春，等. 玉米雜交種生理成熟后籽粒田間自然脫水速率差異分析[J].作物雜志，2010（2）：58-61.

[11]邵淑華. 玉米籽粒脫水速率與主要性狀的相關(guān)分析[J]. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2007（10）：8-9 .