玉米花絲生長發育規律及花絲活力的相關研究

摘 要：穗數、穗粒數、粒重是影響玉米產量的三大因素。隨著玉米產量水平的不斷提高，穗粒數對產量的決定作用更加顯著，而玉米花絲能否正常受精直接影響果穗的結實潛力。該文通過對玉米花絲及茸毛的生長發育規律，以及花絲活力的相關研究進行分析，以期為玉米基礎研究及制種等相關工作提供理論參考。

關鍵詞：玉米；花絲；生長規律；活力

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）18-16-02

1 玉米花絲和茸毛生長發育規律

1.1 玉米花絲生長發育規律 玉米花絲在雄穗開花后第2天到第8天抽出苞葉[1]。由于各小花著生部位和花絲生長速率存在差異，花絲抽出苞葉的時間一般可相差2～5d[2]。玉米中下部花絲發生發育最早，且伸長速率最快。其次是下部和上部，頂部花絲最后出現，且伸長速率也較慢。李金才等根據花絲結構解剖結果，將花絲的生長發育劃分為4個階段。第一個階段為花絲發育初期。此期玉米果穗中下部小花子房頂部出現0.1～0.2cm的突起，其他部位花絲并沒有出現；第二個階段是花絲發育中期。此期花絲長度約為0.3～16cm，是開始具備受精結實能力的最早時期，但結實能力比較低；第三個階段是吐絲期。此期花絲剛剛抽出苞葉，長度達到20～30cm，為生長速率、花絲活力最旺盛的時期[3]；第四個階段為花絲衰亡期。此期花絲長度達到45～50cm，顏色由淺變褐，花絲基部與穗軸連接處變細。

花絲因為衰老作用，其壽命是有限的。玉米花絲的衰老最先開始于玉米果穗的中下部，當花絲基部2～3cm處的組織開始出現萎縮的時候，就認定為花絲衰老[4]。一般情況下，果穗中下部的花絲先衰老，之后向上、向下推移，頂部花絲最后衰老。即早出現的花絲早衰老，晚出現的花絲晚衰老。

1.2 花絲茸毛生長發育規律 成熟玉米花絲的各部位都著生茸毛，茸毛的作用是接受并粘著花粉以完成雌穗受精結實[1]。相關研究表明，花絲頂部茸毛出現最早、個體最大、數量最多；其次是中部；再次是基部。花絲茸毛的發生是由花絲頂部向基部進行。

在花絲發育初期，穗中下部花絲長度為0.1～0.2cm時，茸毛并未出現；當花絲長度達到0.3～0.6cm時，花絲頂部開始出現茸毛，并且在切面凸端分布密集；當花絲長度達到1～2cm時，花絲中部開始出現茸毛；當花絲達到2～3cm時，花絲基部開始出現茸毛；當花絲繼續生長，長度達到3～16cm時，茸毛不斷伸長，且頂部茸毛發育最好；當花絲長度達到16～30cm時，即剛剛抽出苞葉時，茸毛生長速率達到最大；隨著花絲伸長，達到30～42cm，茸毛生長速率開始逐漸減慢，茸毛開始皺縮，最后縮成一團，花絲喪失功能[5]。

2 花絲活力

玉米花絲的各部位均能接受花粉而受精。在花絲僅為幼穗長度1/2時，果穗基部小花即可完成授粉，但由于此時胚囊的發育沒有完全成熟，故結實率只有13%～15%；當花絲長度與幼穗長度相等時，基部小花能全部授粉結實[6]。在適宜的條件下，花絲活力可達到20～25d。果穗不同部位的花絲活力存在較大差異，一般果穗中下部花絲活力最強，而基部花絲和頂部花絲活力相對較弱。

根據李金才等的研究結果：花絲活力持續期受果穗穗型影響很大。一般短粗型果穗品種花絲活力持續期較短；細長型果穗品種的花絲活力持續期相對較長[7]。并且玉米花絲在受精前可持續生長，但受精之后即停止伸長，活力降低，顏色變褐，之后衰亡。

3 不同長度花絲授粉后，果穗穗部性狀的表現差異

劉正理等通過對4個時期（即在花絲剛抽出苞葉、長度為3.0～3.5cm、長度為6.0～6.6cm、長度為9.0～9.5cm）不同花絲長度分別進行授粉，觀察成熟果穗穗部性狀差異，得出結論：在一定范圍內，授粉晚，穗長相對變長。在花絲剛抽出苞葉時扒開苞葉進行授粉，對穗長生長的抑制作用較大，當花絲長度達到3.0～3.5cm以后再進行授粉，對果穗的穗長影響則不大；花絲長度達到6.0～6.5cm前進行授粉，對果穗穗行無影響，而當花絲長度達9.0～9.5cm后進行授粉，部分果穗的穗行數減少；花絲長在3.0～3.5cm時，果穗行粒數最多，禿尖也最短[8]。可見，花絲達到不同長度后授粉，會對果穗穗部性狀產生一定的影響。

4 不同花絲活力條件下授粉，對玉米果穗結實率的影響

宋春英等以自交系178、黃C、綜31、P138為試驗材料，從花絲抽出苞葉的第1天開始，采集父本花粉分批進行授粉，連續授粉12d。得出結論：抽絲第1天至第12天進行授粉，玉米果穗結實率分別為：15.8%、43.8%、75.5%、100%、100%、100%、66.8%、23.4%、13.3%、13.3%、3.8%、0，即花絲抽出后的第1天到第3天授粉，果穗的結實率是逐漸上升的，第4天到第6天授粉，果穗的結實率最高，第7天至第11天授粉，果穗的結實率逐漸下降，第12天以后再授粉，果穗基本不能結實[9]。玉米果穗結實率與授粉時花絲活力息息相關。應盡量選擇花絲活力較強的時期授粉，來提高果穗結實率，提高產量。

5 影響花絲活力的外界因素

花絲活力受溫度、光周期、水勢、pH值、礦質元素等影響較大。在吐絲期間，花絲的受精結實率與溫度呈正相關。相關研究表明：花絲活力的持續時間受環境溫度影響很大，在20.4～26.7℃條件下，花絲壽命達168h，在24.3～37.8℃條件下，花絲壽命只有72h[7]。光周期對玉米生長發育影響較大，尤其是散粉到乳熟初期，若光照不足，則導致花絲伸長延緩，未成熟小花和未受精小花數量增加。花絲的生長發育需要保持一定的水勢，其中孕穗期水分脅迫對花絲的傷害最為嚴重。花絲本身的pH值對花絲活力大小也有影響。隨著花絲的生長發育，其pH值逐漸升高，pH值高，花絲活力強。缺N導致玉米抽出延遲[10]，使頂部花絲接受不到新鮮花粉，影響植株受精結實。穗期缺P會導致穗部發育不良，推遲抽絲。抽絲期缺K，花絲不能正常受精結實。開花期缺B，導致雌穗不發育，小花過早枯萎。

參考文獻

[1]趙可夫.玉米生理[M].濟南：山東科學技術出版社，1980：331-359.

[2]李純，龍正榮.合肥地區玉米開花習性[J].安徽農業科學，1986（1）：24-27.

[3]李金才，董海榮，王艷哲.夏玉米花絲解剖結構與受精結實能力的研究[J].玉米科學，2003，11（1）：57-59.

[4]李金才，崔彥宏，董海榮.夏玉米花絲生長發育動態的研究[J].玉米科學，2002，10（4）：45-49.

[5]汪茂華.玉米花粉、柱頭生活力及其開花生物學的觀察[J].農業學報，1959，1（2）：121-128.

[6]宋鳳斌，戴俊英，張烈，等.水分脅迫對玉米花粉活力和花絲受精能力的影響[J].作物學報，1998，24（3）：368-373.

[7]李金才，崔彥宏，董海榮.玉米花絲茸毛形成與導管分化關系的研究[J].河北農業大學學報，2002，25（2）：13-16.

[8]劉正理，李素英，季志強.玉米自交系花絲不同長度授粉效果[J].天津農業科學，1993，3：28-29.

[9]宋春英，彭俊萍.玉米自交系花絲生命力的測定[J].種子科技，2001，6：350.

[10]Hout N M，Blackmer A M. Changes in nitrogen concentrations of corn leaves near silking time[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis，1990，21（2）：169-178.

（責編：徐煥斗）