鮮穗烘干法下玉米雜交種桂單0810母本種子的最佳收獲期

田樹云，文仁來，蘇義成，蘇月貴，何靜丹，滕輝升，何雪銀，楊 萌

(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，廣西 南寧 530007)

鮮穗烘干法下玉米雜交種桂單0810母本種子的最佳收獲期

田樹云，文仁來*，蘇義成，蘇月貴，何靜丹，滕輝升，何雪銀，楊 萌

(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，廣西 南寧 530007)

研究鮮穗烘干法下玉米雜交種桂單0810母本桂39722不同熟期種子的千粒重、發(fā)芽率及其種子發(fā)芽后3葉期幼苗各性狀，為玉米單粒播種技術(shù)發(fā)展提供參考。結(jié)果表明：母本桂39722授粉后43 d(即第5期)種子的千粒重近于最大，發(fā)芽率最高；該期種子的幼苗的高度最高，簡(jiǎn)易活力指數(shù)最大，根干重和冠干重最大，發(fā)芽勢(shì)最強(qiáng)；其根長(zhǎng)、根數(shù)、根冠也較好，根冠生長(zhǎng)協(xié)調(diào)，因此，鮮穗烘干法下桂39722的最佳收獲時(shí)期為：從開始授粉日算起，有效積溫達(dá)到780.7 ℃、穗位葉干枯時(shí)收獲，可有效地保證桂單0810種子生產(chǎn)過程中的最佳產(chǎn)量及種子質(zhì)量。實(shí)際生產(chǎn)中， 6批裸種種子13次抽樣發(fā)芽結(jié)果為正常苗89.00 %～95.00 %，平均為91.15 %。

玉米；雜交種桂單0810；母本桂39722；收獲期；種子活力

種子作為一種高附加值、特殊的農(nóng)產(chǎn)品，已成為當(dāng)前農(nóng)資市場(chǎng)中重要的商品[1]。目前在玉米生產(chǎn)上所用種子主要以雜交種為主，親本母本的產(chǎn)量和質(zhì)量直接決定著雜交種的制種產(chǎn)量和質(zhì)量。隨著玉米單粒點(diǎn)播技術(shù)逐漸成熟，國(guó)內(nèi)外種子企業(yè)對(duì)種子的質(zhì)量越來越重視。培育和推廣優(yōu)良玉米品種、播種高活力種子是玉米豐產(chǎn)的基礎(chǔ)。高活力種子具有更高生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)量潛力，明確高活力玉米種子的最佳收獲時(shí)期是高質(zhì)量玉米種子生產(chǎn)的關(guān)鍵[2-3]。種子活力是指在種子萌發(fā)之后幼苗所具有的迅速健壯生長(zhǎng)的能力，又稱生長(zhǎng)力或生長(zhǎng)勢(shì)[4]。在現(xiàn)階段玉米生產(chǎn)中，影響玉米生產(chǎn)的因素很多，其中對(duì)于種子而言，玉米種子發(fā)芽率的高低尤為重要，直接影響到玉米大田生產(chǎn)的出苗長(zhǎng)勢(shì)，還影響到玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，從而直接影響玉米種植成本，農(nóng)民增收與農(nóng)業(yè)增效[5]。研究并確定高活力種子的適宜收獲期對(duì)種子安全生產(chǎn)和提高種子質(zhì)量具有重要意義，是一項(xiàng)投資少、效益好的重要措施[6]。

目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)玉米種子成熟度與種子活力的相關(guān)方面的研究報(bào)道的不多，多數(shù)研究集中在雜交種方面，自交系方面的較少。對(duì)玉米種子成熟度與活力關(guān)系的研究結(jié)論也不盡一致。一些學(xué)者認(rèn)為對(duì)馬齒型雜交種種子達(dá)到最大重量時(shí)收獲，可保證種子具有較高出苗率和活力，生理成熟可作為適宜收獲期的標(biāo)準(zhǔn)[7]。Owolade等在尼日利亞通過對(duì)2個(gè)玉米雜交種不同收獲期的研究表明，抽雄期后40～45 d，種子發(fā)芽率達(dá)到最大[8]。也有一些學(xué)者研究認(rèn)為，授粉后第30～50 d采收，不同成熟度玉米種子發(fā)芽率雖達(dá)到95 %，但活力差異很大，僅根據(jù)發(fā)芽率確定采收期是不可靠的[9]。樊廷錄等認(rèn)為玉米種子成熟度影響種子活力大小，發(fā)芽率和活力最大的采收期宜在乳線到籽粒中部位置，此時(shí)籽粒水分40 %左右，而不是干物質(zhì)達(dá)到最大的生理成熟期[10]。至今，玉米種子生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于種子的高活力最佳收獲期還沒有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。有關(guān)玉米種子收獲期與種子活力、種子活力室內(nèi)鑒定與大田實(shí)際出苗率的相關(guān)性研究仍然不充分，此外，目前常用的籽粒中乳線發(fā)育狀況或籽粒含水量作為最佳收獲期指標(biāo)的制種方法也難以在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行推廣，因此，研究出不同的玉米品種的最佳收獲期以及確定最佳收獲期時(shí)植株及果穗特征更具實(shí)際指導(dǎo)意義。

在廣西南寧，玉米一年種植兩季，每年春季1～3月播種，6月底至7月中收獲；秋季8月初播種，12月初收獲，秋季播種太遲，影響成熟與收獲。種子收獲過早，種子的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間不夠，籽粒不飽滿，千粒重輕，產(chǎn)量低；收獲過晚，由于雨水或病蟲害的侵蝕，以及種子自身的消耗，種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)也會(huì)下降，因此，必須合理及時(shí)地播種和收獲。本研究以玉米種子產(chǎn)量及其活力為切入點(diǎn)，研究桂單0810母本桂39722的種子產(chǎn)量及其活力變化與成熟度之間的關(guān)系，探討桂單0810種子生產(chǎn)中收鮮穗烘干的最佳收獲期，為高產(chǎn)高活力種子生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種桂單0810母本桂39722由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所生物技術(shù)研究室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2016年在廣西農(nóng)科院玉米研究所試驗(yàn)地進(jìn)行。試驗(yàn)地為沙壤，機(jī)井灌溉。2016年2月5日覆膜播種，行距 65 cm，株距 18 cm。記錄試驗(yàn)授粉開始日期及各期收獲期的日平均溫度，計(jì)算有效積溫(表1)。日平均溫度數(shù)據(jù)來源于廣西氣象中心。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

2016年5月6日開始吐絲散粉，記為授粉后第1 d，6月7日(授粉后31 d)采收第1期果穗，以后每隔3 d采收1次，直至6月22日(授粉后46 d)采收最后一期即第6期(表1)。每期帶苞葉采收熟相一致的果穗10個(gè)，在實(shí)驗(yàn)室小心剝除苞葉后置烘箱中恒溫38oC下烘干至恒重，烘干后的果穗人工脫粒后混合種子，測(cè)量種子的百粒重，重復(fù)3次，計(jì)算千粒重；在獲得的烘干后的每期種子中隨機(jī)取80粒在營(yíng)養(yǎng)杯中單粒點(diǎn)播置于溫室中，澆透水進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，重復(fù)3次，出苗后調(diào)查每期種子各重復(fù)的出苗數(shù)；待幼苗長(zhǎng)至3展葉時(shí)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取50株幼苗洗凈，計(jì)算其根數(shù)、測(cè)定其最長(zhǎng)根長(zhǎng)及苗高后將幼苗放入烘箱中經(jīng)105 ℃ 30 min殺青，然后將溫度降到80 ℃烘干至恒重，冷卻后稱取幼苗的冠干重、根干重、計(jì)算根冠比和簡(jiǎn)易活力指數(shù)。種子發(fā)芽率(%)=苗數(shù)÷供試種子數(shù)×100，簡(jiǎn)易活力指數(shù)=G×S(S為幼苗長(zhǎng)度或鮮重，G為發(fā)芽率)，其中S為幼苗長(zhǎng)度[11]。在本研究結(jié)果基礎(chǔ)上，開展田間效果檢測(cè)，由桂單0810品種開發(fā)公司指導(dǎo)制種農(nóng)戶按熟期要求當(dāng)母本苞葉及穗位葉已干枯、莖桿開始干枯時(shí)及時(shí)收獲，對(duì)收購的6批裸種種子進(jìn)行取樣發(fā)芽試驗(yàn)，分別測(cè)定正常苗、非正常苗與死種子百分率。

表1 不同收獲期種子發(fā)育過程中的有效積溫

表2 不同收獲期種子及其苗期性狀的方差分析

注：LSR(0.05,2,17)=3.59，LSR(0.05,5,17)=2.81；LSR(0.01,2,17)=6.11，LSR(0.01,5,17)=4.33。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同收獲期種子及其苗期性狀的方差分析

從表2可以看出，不同收獲期種子及其苗期各性狀中除根長(zhǎng)達(dá)到顯著水平外，其它都達(dá)到了極顯著水平；區(qū)組間均不顯著。試驗(yàn)結(jié)果可靠，可進(jìn)一步分析。

2.2 不同收獲期種子取樣時(shí)其植株和果穗的特征

由圖版I(封三)可知：不同收獲期種子的植株及果穗的成熟度不盡相同，第1期的植株葉片及外苞葉均為綠色，內(nèi)苞葉略黃，籽色淡黃，籽粒較小；第2期的植株葉片綠色，外苞葉頂部略黃，內(nèi)苞葉變黃，籽粒金黃、大小接近正常粒；第3期植株葉片綠色，外苞葉中下部開始變黃，內(nèi)苞葉枯黃，籽粒金黃、大小接近正常粒；第4期穗位以上葉片綠色，穗位下葉片開始變黃，內(nèi)外苞葉枯黃，莖桿開始變黃，籽粒金黃、大小正常；第5期穗頂部葉片綠色，但穗位葉干枯，內(nèi)外苞葉干枯，莖桿開始干枯，籽粒金黃、大小正常；第6期穗上葉大部分變黃干枯，內(nèi)外苞葉干枯，莖干干枯，籽粒金黃、大小正常。

2.3 不同收獲期種子的千粒重、發(fā)芽率及有效積溫間的關(guān)系

隨著有效積溫的增加，玉米種子千粒重呈一直增加的趨勢(shì)(表3)，第6期種子的千粒重最高，但與第5期種子的千粒重差異不顯著(P>0.05，下同)；表明有效積溫達(dá)到一定溫度后，種子的千粒重也達(dá)到較大值，再延長(zhǎng)收獲期，種子的千粒重增加效果不顯著。從表3可以看出，隨著有效積溫的增加，發(fā)芽率呈先增加后降低的趨勢(shì)，其中第5期種子的發(fā)芽率最大，為95.00 %，第6期下降為81.30 %，第5期種子的發(fā)芽率與第3和4期差異不顯著，顯著高于第2期種子的發(fā)芽率(P<0.05，下同)，且極顯著高于第6和第1期(P<0.01，下同)；說明當(dāng)有效積溫達(dá)到一定溫度后，種子的發(fā)芽率出現(xiàn)峰值，再延長(zhǎng)收獲期，種子的發(fā)芽率反而下降。因此，授粉后43 d(即第5期)種子的千粒重和發(fā)芽率均最好，為最佳的收獲時(shí)期。

進(jìn)一步對(duì)不同收獲期種子的千粒重與有效積溫及發(fā)芽率與有效積溫間的關(guān)系做二次曲線擬合，結(jié)果均呈現(xiàn)為拋物線型(圖2)。千粒重(y)與有效積溫(x)的方程為：y=-9.651x2+91.18x+117.7(R2=0.838)，達(dá)顯著水平；發(fā)芽率(y)與有效積溫(x)的方程為：y=-3.0.32x2+23.65x+49.04，(R2=0.873)，也達(dá)顯著水平。

表3 不同收獲期種子的千粒重、發(fā)芽率及有效積溫

注：表中大小寫字母分別表示不同時(shí)期間差異達(dá)顯著水平(P<0.01)和極顯著水平(P<0.05)。

Note:The capital letters and small letters denote respectively difference reached extremely significant level (P<0.01)and difference reached significant level (P<0.05)at different stage in table.

圖2 不同收獲期種子的千粒重、發(fā)芽率與有效積溫間的關(guān)系Fig.2 Relationship between 1000-kernel weight, germination rate and effective accumulated temperature for development of the seeds harvested at different time

2.4 不同收獲期種子的苗期長(zhǎng)勢(shì)及簡(jiǎn)易活力指數(shù)

不同收獲期種子發(fā)芽后長(zhǎng)至3葉期時(shí)的長(zhǎng)勢(shì)不同(圖3)，其中第5期種子的幼苗高度最高，且顯著或極顯著高于其他時(shí)期，第1期種子的根數(shù)最少，且極顯著低于其他時(shí)期，第2～5期種子根數(shù)差異均不顯著；根長(zhǎng)以第2期種子的根最長(zhǎng)，第1和6期種子的根最短，且顯著低于其他時(shí)期，第2～5期種子根長(zhǎng)差異均不顯著；第5期種子簡(jiǎn)易活力指數(shù)的最高，且極顯著高于其他時(shí)期。表明授粉后43 d收獲的種子(第5期)發(fā)芽后苗期的長(zhǎng)勢(shì)最好，為最佳收獲時(shí)期。

2.5 不同收獲期種子的苗期根干重、冠干重及根冠比

從圖4可以看出，不同收獲期種子發(fā)芽后苗期的根干重、冠干重及根冠比也不相同。第5期種子的冠干重最高，并極顯著高于其它收獲期；第5期種子根干重最高，顯著高于第1、2和3期，但與第4和6期差異均不顯著；第4期的根冠比最大，第3～6期種子根冠比間差異均不顯著，且四者均顯著高于第1和2期，說明第3期以后的種子能較好地協(xié)調(diào)幼苗根、冠的生長(zhǎng)。

圖3 不同收獲期種子幼苗的高度、根數(shù)、根長(zhǎng)和簡(jiǎn)易活力指數(shù)Fig.3 Seedling height, root number, root length and simple vigor index of seeds harvested at different time

圖4 不同收獲期種子苗期冠干重、根干重及根冠比Fig.4 Dry weight of crowns and roots and root to crown ratio for seeds harvested at different time

表4 實(shí)際種子生產(chǎn)中收購的桂單0810雜交種裸種種子的發(fā)芽率

2.6 田間效果檢測(cè)

田間效果檢測(cè)結(jié)果(表4)表明，從實(shí)際種子生產(chǎn)中收購的桂單0810雜交種裸種種子中13次發(fā)芽率為89.00 %～95.00 %，平均為91.15 %，正常苗非正常苗與死種子平均分別為4.69 %和4.15 %，田間效果檢測(cè)獲得較滿意的結(jié)果。

3 討 論

本研究中桂單0810母本桂39722籽粒千粒重隨成熟度的提高不斷增大，達(dá)到最大值后趨于平穩(wěn)，這與前人的研究一致[12]。同時(shí)，本研究對(duì)其授粉后不同成熟度收獲的種子的發(fā)芽率以及發(fā)芽后幼苗的簡(jiǎn)易活力指數(shù)、幼苗的高度、根長(zhǎng)、根數(shù)及冠干重、根干重、根冠比進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，明確了授粉后有效積溫達(dá)到780.7 ℃，穗位葉干枯時(shí)是收獲該系種子的最佳時(shí)期。即隨著種子成熟度提高，其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率也隨之增高，但在達(dá)到一定水平后又下降，這與郝楠等認(rèn)為并非收獲越晚種子的發(fā)芽率越高的研究結(jié)論一致[13]。

實(shí)際生產(chǎn)中雖未達(dá)到試驗(yàn)中所得到的95.00 %的發(fā)芽率，主要原因可能為在實(shí)際生產(chǎn)中較難控制所有農(nóng)戶在玉米母本苞葉及穗位葉已干枯、莖桿開始干枯時(shí)進(jìn)行收獲；同時(shí)，制種田中也存在出苗及管理的差異，導(dǎo)致熟期的不一致性；另外，鮮穗運(yùn)輸?shù)胶娓蓮S房也需要時(shí)間，運(yùn)輸過程中會(huì)存在一定的發(fā)熱現(xiàn)象，以上因子都會(huì)影響種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。

本研究發(fā)芽試驗(yàn)所用的種子是未經(jīng)逆境(如低溫、老化)處理過的種子，且在常溫下進(jìn)行的。至于不同成熟度的母本桂39722種子經(jīng)逆境(如低溫、老化)處理后的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽后苗的長(zhǎng)勢(shì)等將待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

桂單0810母本桂39722授粉后43 d(即第5期)種子的千粒重近于最大，發(fā)芽率最高；該期種子的幼苗的高度最高，簡(jiǎn)易活力指數(shù)最大，根干重和冠干重最大，發(fā)芽勢(shì)最強(qiáng)；其根長(zhǎng)、根數(shù)、根冠也比較好，根冠生長(zhǎng)協(xié)調(diào)。因此，鮮穗烘干法下桂39722的最佳收獲時(shí)期為：從植株開始授粉日算起，有效積溫達(dá)到780.7 ℃、穗位葉干枯時(shí)收獲，可有效地保證桂單0810種子生產(chǎn)過程中的最佳產(chǎn)量及種子質(zhì)量。實(shí)際生產(chǎn)中，抽樣發(fā)芽結(jié)果為正常苗89.00 %～95.00 %，平均為91.15 %。

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(責(zé)任編輯 汪羽寧)

ResearchonBestHarvestingTimeforSeedsofGui39722,FemaleParentofMaizeHybridGui-dan0810byArtificialDryingFreshCobMethod

TIAN Shu-yun, WEN Ren-lai*, SU Yi-cheng, SU Yue-gui, HE Jing-dan, TEN Hui-sheng, HE Xue-yin, YANG Meng
(Maize Research Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences，Guangxi Nanning 530007,China)

The seeds harvested at different maturity of Gui39722, the female parent of newly-developed maize hybrid Gui-dan 0810, were studied on their 1000-kernel weight, germination rate and traits expressed at 3 leaf seedling stage after germination of seeds to identify the best harvest time by the fresh cob dried method, and then to provide scientific basis for single-grain planting in maize production. The results showed that the seeds of Gui39722, the female parent of Gui-dan 0810, harvested at the time of 43 days after pollination (fifth harvest time) performed almost heaviest 1000-kernel weight and highest germination rate, and also expressed tallest seedling, largest simple vigor index, heaviest dry weight of crown and root with strongest seed vigor at 3 leaf seedling stage after germination, while its root length, root number and crown to root ratio performed better with a more coordinated growing for root and crown part. Therefore, under the method of artificial drying fresh cob, the best harvesting time of Gui39722 was when the effective accumulated temperature after pollination reached 780.7 ℃ and the ear leaf became dry rot. Harvested at this time, high yield and best seed vigor can be effectively guaranteed for the seed production of Gui-dan 0810. In actual production, the normal seedling rate was tested for 13 times sampling from the 6 lots of naked bulk seeds produced by farmers. The normal seedling rate ranged from 89.00 % to 95.00 %, with an average of 91.15 %, which showed a very satisfactory result for the seed field production of Gui-dan 0810.

Corn; Hybrid Gui-dan 0810; Female line Gui39722; Harvesting time; Seed vigor

1001-4829(2017)3-0492-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.3.002

S513

A

2016-11-19

廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(桂科AB16380133，桂科AB16380140)；廣西農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目[桂科轉(zhuǎn)1346004-16]；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金項(xiàng)目[2015YT24,農(nóng)成轉(zhuǎn)201303(A)]；國(guó)家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目(2013GB2E 100378)

田樹云(1979-)，男，山西大同人，助理研究員，主要從事玉米育種研究工作，E-mail：sxdttsy@163.com，*為通訊作者，E-mail：wrlai@gxaas.net。