玉米果穗各部性狀對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、鄭單958、先玉335和丹玉39為材料，對其主要穗部性狀進行測定并分析，探究影響玉米籽粒含水量和脫水速率的相關(guān)性狀。研究內(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，在玉米整個生長階段，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極顯著正相關(guān)，與穗軸含水量達顯著正相關(guān)；籽粒脫水速率與苞葉脫水速率達顯著負相關(guān)，與穗軸脫水速率達極顯著正相關(guān)；籽粒含水量與粒長達到顯著負相關(guān)，與粒寬和粒厚均未達到顯著相關(guān)水平。籽粒的脫水速率與籽粒的長度達顯著負相關(guān)，與籽粒的寬度和厚度均未達顯著相關(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： S513.01文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0130-03

玉米適合機械化收粒的籽粒含水量要在20%以下，而中國北方春玉米收獲時含水量卻在30%～40%。含水量過高已成為我國很多地區(qū)影響玉米品質(zhì)的重要因素，給玉米機械化收獲、干燥、儲藏、運輸及加工都帶來許多困難并增加了成本。多數(shù)研究者認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、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相關(guān)[2]，而粒長與生理成熟后籽粒脫水速率相關(guān)系數(shù)較小，即粒長對生理成熟后籽粒脫水速率影響不大[3]。

由此前的試驗得出，德美亞1號、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，對各品種苞葉、穗軸的含水量和脫水速率、粒長、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試驗材料

選取我國東北地區(qū)推廣面積最大、最有代表性的4個主栽玉米品種。即早熟、耐密、角質(zhì)型品種德美亞1號；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個品種也是遼寧省、吉林省和黑龍江省玉米區(qū)域試驗的對照種。

1.2試驗設(shè)計與田間管理

試驗于2014年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)南試驗地進行。隨機完全區(qū)組設(shè)計，8行區(qū)，行長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)育進度的一致性，在吐絲前選生長正常的植株人工套袋，待花絲完全抽出后，在同一時間人工一次性充分授粉，標記授粉日期并以此作為灌漿的起始日期。

1.3試驗方法

1.3.1苞葉、穗軸、籽粒含水量和脫水速率測定自授粉之日起，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，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籽粒大小測定玉米成熟后，每個品種選取10個有代表性的果穗，取果穗中部10粒，利用數(shù)顯游標卡尺分別測定粒長、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個品種；而鄭單958始終處于中等水平。德美亞1號、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，玉米穗軸在生長初期含水量很高，隨著生長進程延續(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、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，總體上，苞葉的脫水速率隨著苞葉的生長呈上升趨勢，但有的品種比較平緩而有的急劇上升。德美亞1號在初期脫水緩慢，授粉28 d之后急速上升，在4個品種中表現(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。前期下降快，中期緩，后期基本平穩(wěn)。德美亞1號、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在初期和中期相對于其他品種下降較為緩慢。每天平均脫水速率，德美亞1號、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、穗軸脫水速率進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，籽粒含水量與苞葉含水量達極顯著正相關(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顯著負相關(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籽粒大小對脫水速率的影響

由表1可知，各品種籽粒的平均長度由小到大依次為：德美亞1號（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[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，含水量分別為47%、50%、51%和53%?？傻米蚜ｉL短與籽粒含水量高低相反，即籽粒越長其含水量越低，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（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（1.57%）?？梢娮蚜挾扰c含水量和脫水速率均無直接聯(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（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直接聯(lián)系。

2.5籽粒含水量和籽粒脫水速率與粒長、粒寬和粒厚的相關(guān)性

對各品種籽粒含水量及籽粒脫水速率與粒長和粒寬進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，籽粒含水量與粒長達到顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.93（P<0.05）；與粒寬和粒厚均未達到顯著相關(guān)水平。籽粒的脫水速率與籽粒的長度達顯著負相關(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顯著相關(guān)水平。

3結(jié)論與討論

由前期試驗結(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、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，分別為47%、50%、51%和53%。

各品種苞葉平均含水量德美亞1號、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、丹玉39、鄭單958和先玉335，分別為69.56%、69.04%、65.13%、和60.34%?？煽闯?，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、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，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。

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

本試驗中籽粒脫水速率與粒長為負相關(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)，尚需進一步試驗。

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