夏玉米籽粒脫水與農藝性狀的相關通徑分析

黃巖 周浩 殷修剛 張存嶺

摘 要：通過開展39個夏玉米雜交種籽粒脫水與農藝性狀的相關通徑分析，結果表明：收獲時籽粒含水量與穗下綠葉、穗軸周長、雄穗分枝和生育期呈正相關，與吐絲—收獲、成熟—收獲呈負相關;中后期脫水速率與株高、穗位高、伸長節數、苞葉長和百粒重呈負相關。穗下綠葉、吐絲—收獲對收獲時籽粒含水量的直接效應極顯著，雄穗分枝對收獲時籽粒含水量的直接效應占51.7%;株高、穗位高、苞葉長對中后期脫水速率的直接效應分別占45.1%、66.2%、70.4%。

關鍵詞：玉米;籽粒脫水;農藝性狀;相關分析;通徑分析

中圖分類號 S513文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）（02-03）-0030-04

玉米用途廣泛，是當今世界三大作物之一，在我國糧食生產中占據重要地位。玉米收獲時，籽粒含水量高是影響籽粒機收的瓶頸因素[1]。含水率決定著籽粒的軟硬程度，不僅直接影響機收的破碎率、損失率和雜質率，還會給籽粒干燥、儲藏、加工等后續工作造成一定的困難。若收獲時遭遇陰雨天氣，還有可能發生霉變，最終影響玉米的商品品質和營養價值[2]。為此，本研究分析了籽粒脫水與主要農藝性狀間的相關關系，擬找出與籽粒含水量關聯密切的農藝性狀，為黃淮海區域適宜籽粒機收玉米新品種選育提供參考相鑒。

1 材料與方法

1.1 供試材料 受有關單位委托，2019年濉溪縣楊柳農業科學實驗站開展了玉米高光效品種展示，承擔了安徽神農玉米聯合體品種適應性試驗。

1.1.1 高光效品種展示 供試品種共計11個，分別為金玉1233、中玉505、金秋119、隆平206、登海505、聯創808、迪卡653、迪卡517、秋東368、廬玉9105和鼎玉928。6月19日機播，8月4—6日吐絲，9月22—25日成熟，9月29日收獲。

1.1.2 神農品種適應性試驗 試驗分4組進行。高密度組（75000株/hm2）區試參試品種14個（對照：鄭單958），低密度組（57000株/hm2）區試參試品種8個（對照：隆平206）;低密度、高密度生產試驗參試品種均3個（含對照）。區試6月21日人工開溝點播，生試6月19日機播，8月5—9日吐絲，9月23—28日成熟，10月2日收獲。

1.2 數據采集與處理 以上述區域試驗I重復和品種展示、生產試驗中間行植株為觀測、取樣對象。品種展示和適應性試驗分別自8月16日、8月24日開始，每3～5d取樣1次，至收獲期結束，共10次。每次取長勢一致具有代表性的單穗株果穗3穗，人工脫其中部籽粒200粒，稱鮮重后放入烘箱105℃殺青30min，80℃烘約36h至恒重，稱干重。

百粒水量（%）=百粒鮮重-百粒干重，籽粒含水量=百粒水量/百粒鮮重×100;

脫水速率（%）=（前1次含水量-后1次含水量）/2次取樣相隔天數。

9月21日連續選定有代表性的植株10株，田間考察株高、穗位高、伸長節數、穗下綠葉、穗上綠葉和雄穗分枝;收獲時連同苞葉、穗柄取10個單穗株果穗，室內考察苞葉長、穗柄長、穗柄節數（苞葉片數）和穗長、穗周長、禿尖長、穗行數、行粒數、穗軸周長、風干軸重。區域試驗I重復剩余果穗全部收獲計產，II、III重復收取中間4行計產;品種展示和生產試驗收取3個20m行計產。

1.3 統計分析 利用EXCEL 2003進行數據處理和作圖，利用DPS v7.05進行相關分析。

1.4 花后氣候條件 2019年8月11日至9月30日平均氣溫23.9℃，日最低氣溫平均19.4℃，日最高氣溫平均29.7℃;降水量70.3mm，雨日6d;日照時數326.7h。相對濕度74.7%，平均水汽壓21.9hPa，蒸發量179.8mm。整體上氣溫正常，降水持續偏少，日照正常。整個9月無有效降水，對玉米籽粒脫水、晾曬有利。

2 結果與分析

2.1 籽粒水分變化動態 經分析，百粒水量（w）呈拋物線變化趨勢，與吐絲后天數（t）一元二次曲線相關，呈前期增長、后期減少態勢。峰值點位于吐絲后31～36d（本季在9月5—13日），隨著吐絲期的推遲，峰值點趨于后移。籽粒含水量（p）自始至終呈下降趨勢，與吐絲后天數（t）極顯著負相關（表1）。籽粒脫水始于百粒水量曲線峰值后。

2.2 收獲時籽粒含水量與脫水速率的相關性 依據玉米籽粒水分動態變化規律，測算3個脫水速率。成熟前后脫水速率：9月21日至收獲;熟后脫水速率：9月26日前（含）成熟的取9月26日至收獲，9月27日及以后成熟的取9月29日至收獲;中后期脫水速率：9月11日至收獲。分析表明：收獲時籽粒含水量與脫水速率負相關，但只有與中后期脫水速率的相關性達顯著水平（表2）。

2.3 籽粒脫水與農藝性狀的相關性 收獲時籽粒含水量是影響玉米收獲品質的關鍵因素，由生理成熟時籽粒含水量和生理成熟后脫水速率共同決定的[3]。為此，以收獲時籽粒含水量和中后期脫水速率為應變量進行分析。

2.3.1 與植株性狀 相關分析表明：收獲時籽粒含水量與株高、穗位高、伸長節數、穗上綠葉數之間不存在直線相關關系，而與穗下綠葉數、雄穗分枝數極顯著正相關。中后期脫水速率與穗下綠葉數、穗上綠葉數、雄穗分枝數之間不存在直線相關關系，而與株高、穗位高、伸長節數顯著負相關（表3）。

2.3.2 與穗部性狀 從表4可以看出：收獲時籽粒含水量與苞葉長、穗柄長、穗柄節數、穗長、禿尖長、穗行數、行粒數、風干軸重和粒長之間不存在直線相關關系，而與穗軸周長顯著正相關，與穗周長弱正相關。中后期脫水速率與穗柄長、穗柄節數、穗長、穗周長、禿尖長、穗行數、行粒數、穗軸周長、風干軸重和粒長之間不存在直線相關關系，而與苞葉長顯著負相關。

2.3.3 籽粒脫水與生育期和產量性狀的相關性 相關分析表明：收獲時籽粒含水量與百粒重、穗粒重之間不存在直線相關關系，而與生育期極顯著正相關，與吐絲—收獲、成熟—收獲天數極顯著負相關。中后期脫水速率與吐絲—收獲、成熟—收獲、生育期之間不存在直線相關關系，而與百粒重顯著負相關，與穗粒重弱相關（表5）。

2.4 籽粒脫水與主要農藝性狀的通徑分析

2.4.1 收獲籽粒含水量與主要農藝性狀 相關分析表明：收獲時籽粒含水量與穗下綠葉、雄穗分枝和吐絲—收獲、成熟—收獲、生育期極顯著相關，與穗軸周長顯著正相關，與穗周長弱相關（表6）。穗下綠葉、雄穗分枝越多，果穗、穗軸越粗，生育期越長，收獲時籽粒含水量越高;收獲期相同，吐絲、成熟越早，收獲時籽粒含水量越低。

為進一步明確籽粒含水量與各因素的直接作用和間接作用大小，刪除株高、穗位高等與籽粒含水量相關不顯著的性狀[4]，對上述7個與收獲時籽粒含水量弱相關以上的性狀進行逐步回歸分析，表明收獲時籽粒含水量與穗下綠葉、雄穗分枝、吐絲—收獲多元直線相關，W=89.74+1.310X1+0.178X2-1.218X5，F=16.15**。通徑系數見表7。

2.4.1.1 穗下綠葉 穗下綠葉對收獲時籽粒含水量具有極顯著的正向直接效應，而通過雄穗分枝、吐絲—收獲的間接效應只占17.1%。穗下綠葉與穗軸周長、生育期顯著正相關，穗下綠葉越多，穗軸越粗，生育期越長。穗下葉干黃下垂有利于通風透光，提高玉米脫水速度[5]。39個參試種乳熟末期穗下綠葉0.8～5.0片，平均2.8片，標準差1.2片。機收籽粒玉米育種中選雜交種單株穗下綠葉應低于3片。

2.4.1.2 雄穗分枝 雄穗分枝對收獲時籽粒含水量的正向直接效應占51.7%，略大于間接效應。雄穗分枝與生育期顯著正相關，與穗周長、穗軸周長弱相關，雄穗分枝越多，生育期越長，果穗、穗軸越粗。39個參試種雄穗分枝3.6～18.7個，平均9.1個，標準差3.9個。機收籽粒玉米育種中選雜交種雄穗分枝應少于9個。

2.4.1.3 吐絲—收獲 吐絲—收獲對收獲時籽粒含水量具有極顯著的負向直接效應，而通過雄穗分枝、吐絲—收獲的間接效應只占3.4%。吐絲—收獲與成熟—收獲極顯著正相關，吐絲越早成熟越早。39個參試種8月4—9日吐絲，平均8月6日吐絲;吐絲—收獲54～58d，平均55.5d，標準差1.2d。機收籽粒玉米育種中選雜交種吐絲期應比對照早1～2d。

2.4.2 脫水速率與主要農藝性狀 相關分析表明：中后期脫水速率與株高極顯著負相關，與穗位高、伸長節數、苞葉長、百粒重顯著負相關，與穗粒重弱相關（表8）。植株、穗位越高，伸長節數越多，苞葉越長，百粒重、穗粒重越大，中后期脫水速率越小。對上述6個與中后期脫水速率弱相關以上的性狀進行逐步回歸分析，表明中后期脫水速率與株高、穗位高、苞葉長多元直線負相關，V=2.85-0.002X1-0.006X2-0.028X4，F=5.375**。通徑系數見表9。

2.4.2.1 株高 株高對中后期脫水速率的直接負效應占45.1%，直接效應絕對值略小于間接效應。株高與伸長節數、百粒重、穗粒重正相關，植株較高，則伸長節數較多，百粒重、穗粒重較高。39個參試品種的株高在215.5～300.5cm，平均為255.7cm，標準差22.6cm。機收籽粒玉米育種中選雜交種株高在250cm左右。

2.4.2.2 穗位高 穗位高對中后期脫水速率的直接負效應占66.2%，大體上相當于間接效應的2倍。穗位高與伸長節數極顯著正相關，伸長節數越多穗位越高。39個參試種穗位高在78.5～114.0cm，平均為96.8cm，標準差9.3cm。機收籽粒玉米育種中選雜交種穗位高95cm左右。

2.4.2.3 苞葉長 苞葉長對中后期脫水速率的直接負效應占70.4%，明顯大于間接效應。苞葉長與百粒重、穗粒重極顯著正相關。田間觀察可知：苞葉長小于穗長的果穗，裸露的部分果穗缺粒較多。苞葉少、薄、短，成熟后自動打開，果穗籽粒脫水快[6]。39個參試種苞葉長在16.8～27.8cm，平均20.4cm，標準差2.1cm。機收籽粒玉米育種中選雜交種苞葉長20cm左右。

3 結論與討論

（1）收獲時籽粒含水量與穗下綠葉、穗軸周長、雄穗分枝和生育期正相關，與吐絲—收獲、成熟—收獲負相關;中后期脫水速率與株高、穗位高、伸長節數、苞葉長和百粒重負相關。這與朱傳文等研究結果基本一致[7]。

（2）穗下綠葉、吐絲—收獲對收獲時籽粒含水量的直接效應極顯著，雄穗分枝對收獲時籽粒含水量的直接效應占51.7%;株高、穗位高、苞葉長對中后期脫水速率的直接效應分別占45.1%、66.2%、70.4%。植株和穗位矮、穗下綠葉和雄穗分枝少、吐絲早、苞葉短是機收籽粒玉米農藝性狀的核心要求[8]。

（3）機械直收籽粒玉米品種是一類特殊的類型[9]。收獲時籽粒含水量是由2對主基因和微效多基因控制，主基因中存在加性、顯性、上位性效應，微效基因中存在加性和顯性效應，均以顯性效應占主導地位，遺傳基礎以主基因為主[10]。脫水速率受基因加性效應控制，可穩定遺傳，早代選擇有效[11]。玉米籽粒的含水量屬田間隱蔽性狀，不能直接選擇。機收籽粒玉米育種應選擇植株、穗位較矮，伸長節數、雄穗分枝少，穗軸細、苞葉短，吐絲、成熟早，百粒重、穗粒重較輕的雜交組合。通過收獲時籽粒含水量測定決選。籽粒機收玉米不再是過去的“高富帥”，即高稈、粗莖、大棒型，而是現在的“矮密早”或“矮密快”模式，即適度矮稈、密度加大、成熟早且灌漿快的豐產型[12]。

參考文獻

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[11]師亞琴，孟慶立，楊少偉，等.玉米籽粒脫水速率研究進展[J].中國種業，2018（5）：23-25.

[12]郭慶辰，康浩冉，王麗娥，等.黃淮地區籽粒機收玉米標準及育種模式探討[J].農業科技通訊，2016（1）：159-162.

（責編：張宏民）