糧飼兼用型玉米品種蘇玉45灌漿特性及抗倒伏能力分析

王軍 祝慶 李洪濤 許瀚元 李景芳 遲銘 徐艷 徐大勇

摘要：以我國大面積推廣的玉米品種鄭單958為對照，對糧飼兼用型玉米品種蘇玉45的灌漿特性和抗倒伏能力進行分析。結果表明，蘇玉45在灌漿期具有籽粒體積大、灌漿持續時間長且速率快、后期脫水速率快等優良特性，因此在相同栽培條件下，蘇玉45的粒質量與產量較鄭單958顯著提高，具有更大的增產潛力。此外，蘇玉45雖然株高偏高，但是莖稈質量優異，灌漿后期莖稈質量下降緩慢且穗位比適宜，所以抗倒伏能力較強。根據蘇玉45的特性制定其配套的栽培措施時，應考慮在授粉后0～25d加強水肥管理并在灌漿后期采取一定的措施延緩其衰老，以充分發揮其增產潛力。

關鍵詞：玉米;蘇玉45;灌漿特性;增產潛力;抗倒伏能力

中圖分類號：S513.01文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2020）22-0098-05

作者簡介：王軍（1982—），男，安徽安慶人，碩士，副研究員，主要從事玉米遺傳育種及高產高效栽培研究。Tel：（0518）83081707;E-mail：58980883@qq.com。

玉米既可作為糧食作物，亦可作為飼料作物和經濟作物，是保障我國糧食安全的重要作物，也是畜牧業和食品加工業的支柱和原料作物。近年來，農業發展日益多元化，畜牧業的發展對于推進農業產業結構調整具有重要意義，而玉米作為畜牧業中不可或缺的飼料作物，其重要性更加突出[1]。玉米各生育階段的生長狀況決定了玉米產量的高低，其中灌漿期對產量的影響最為明顯，灌漿速率的快慢和灌漿持續期的長短直接影響著玉米籽粒干物質的積累，進而決定玉米粒質量和產量[2-5]。因此，明確玉米品種的灌漿特性對于評價其豐產性具有重要意義。此外，隨著玉米合理密植技術、全程機械化種植技術等的快速發展，生產上對玉米品種抗倒性的要求也逐漸提高，抗倒伏成為玉米重要的品種選育目標之一[6-8]。倒伏或倒折會嚴重影響玉米的產量和品質，尤其是近年來，黃淮海地區氣候多變，極端氣候頻發，大風、強降雨天氣會造成玉米大面積嚴重倒伏，造成玉米嚴重減產甚至絕收[9]?？沟狗芰κ窃u價玉米品種穩產性的重要指標，玉米株高、穗位、莖稈質量等因素均會影響玉米抗倒伏能力，其中莖稈質量對于玉米抗倒伏能力的影響最為明顯[10]。綜上所述，研究玉米品種的灌漿特性和抗倒伏能力，對于評估其豐產性和穩產性有重要意義。蘇玉45是連云港市農業科學院于2017年育成的優質糧飼兼用型玉米品種，鄭單958是全國各地推廣種植面積最大且高產穩產的玉米品種，本研究以鄭單958為對照，探討蘇玉45與鄭單958在灌漿特性、抗倒伏能力、產量及成熟期性狀方面的差異，以期準確評價蘇玉45的豐產性和穩產性，并為制訂配套的栽培管理標準提供相關理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試品種為糧飼兼用型玉米蘇玉45，對照品種為生產上大面積推廣的玉米品種鄭單958。

1.2試驗設計

試驗在2017—2018年于江蘇省連云港市農業科學院試驗田中開展。采用隨機區組設計，設3次重復，小區面積為50m2。于4月10日播種，播種密度為67500株/hm2。寬窄行種植，寬行行距60cm，窄行行距40cm，株距30cm，行長5m，每個小區20行。全生育期施N300kg/hm2，P2O5、K2O各150kg/hm2，氮肥作基肥和追肥分2次施入，分別占總施氮量的50%，磷鉀肥均一次性施入，作基肥。

1.3測定項目與方法

1.3.1取樣方法準確記載2個玉米品種的生育進程。取長勢較為一致的植株100株（不取行首和行尾），掛牌并準確記載各生育期（抽雄期、散粉期、吐絲期），吐絲前統一套紙袋隔離，全部采用人工自交授粉，2個品種在同一天進行飽和授粉，確保各果穗結實率基本一致，準確記錄2個玉米品種的授粉日期，以便精確取授粉后的果穗籽粒樣品。

1.3.2灌漿速率與脫水速率的測定在每個玉米品種授粉后的10、15、20、25、30、35、40、45、50d分別取樣。取樣時間為07：00—08：00，挑選長勢一致的5個果穗，從果穗下部起取13～22環中部籽粒。將籽粒混勻后隨機選出100粒稱質量，得玉米鮮質量，玉米鮮籽粒體積用排水法測量，隨后將玉米鮮籽粒裝入牛皮紙袋中，于105℃烘0.5h，再于80℃烘干至恒質量，測定玉米籽粒干質量。相關計算公式如下：

籽粒含水率=（籽粒鮮質量-籽粒干質量）/籽粒鮮質量×100%;

百粒含水量=鮮質量-干質量;

灌漿速率=[干質量（t1）-干質量（t0）]/[100×（t1-t0）]。

式中：t0表示前一次取樣時間;t1表示后一次取樣時間;t1-t0表示相鄰2次取樣間隔時間。

1.3.3莖稈拉力和穿刺強度（RPS）的測定在果穗取樣前，使YYD-1型莖稈強度測定儀垂直作用于莖稈，并拉動莖稈，使之傾斜45°，此時讀取儀表上的拉力（N），即為莖稈拉力。取完果穗樣后，從近地面處剪下莖稈，去掉非莖稈部分，用儀器垂直于莖稈地面上第3節間，并勻速緩慢壓下，讀取儀器穿透莖稈表皮時顯示的最大值，即為穿刺強度（N/mm2）。

1.3.4玉米產量及成熟期性狀的測定收獲前調查玉米株高、穗位和穗位比（穗位比=穗位高/株高），全部收獲靠中間2行未套袋玉米果穗，曬干、脫粒后稱籽粒質量，根據收獲面積換算成單位面積實際籽粒產量。每個小區取10個果穗，考察穗部性狀（穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數），脫粒后將籽粒烘干至恒質量后稱量，并折算成14%籽粒含水量對應的百粒質量。

1.4數據處理

用Excel2010記錄數據，用SPSS17.0軟件進行數據的統計和分析，用SigmaPlot10.0作圖。

2結果與分析

2.1產量及成熟期性狀

由表1可知，蘇玉45的產量、百粒質量顯著高于鄭單958，穗行數、行粒數亦高于鄭單958，但差異未達顯著水平。由此可見，相較于對照品種鄭單958，蘇玉45的粒質量有明顯優勢，且粒質量與穗行數、行粒數可以協調發展，故產量較鄭單958提高了578.2kg/hm2，增產率為6.1%。因此，在蘇玉45灌漿期加強水肥管理，爭取獲得高粒質量并協調發展穗行數、行粒數是玉米獲得高產的關鍵。

由表2可知，蘇玉45生育期較鄭單958長2d，株高雖顯著高于鄭單958但穗位比差異不顯著。從倒伏率上看，蘇玉45抗倒伏能力顯著強于鄭單958。從穗部性狀看，蘇玉45的穗長、穗粗均略高于鄭單958，禿尖長亦略高于鄭單958，差異均未達到顯著水平。由此可見，蘇玉45在大喇叭口期進一步加強水肥管理可以減少禿尖長并促進穗分化，可進一步提高其穗粒數，挖掘其增產潛力。

2.2籽粒體積的變化

由圖1可見，蘇玉45、鄭單958的籽粒體積均在授粉30d前快速增大，并在授粉30d時達到最大值，授粉30d后逐漸減小，表明這2個玉米品種籽粒體積增長的關鍵時期都是授粉后0～30d，在此期間加強田間水肥管理，可以促進籽粒體積增大，擴大庫容量，從而為獲得玉米高粒質量奠定基礎。此外，在整個灌漿過程中，蘇玉45的籽粒體積較鄭單958大，且方差分析結果表明，蘇玉45籽粒的最大體積顯著高于鄭單958（F=280.56**，F0.05=18.51），說明蘇玉45的庫容更大，更易獲得高粒質量，與鄭單958相比具有更高的增產潛力。

2.3籽粒含水量的變化

由圖2可見，蘇玉45的籽粒含水量在整個灌漿過程中始終高于鄭單958，授粉后10～15d，2個玉米品種的含水量均快速增加，授粉后15～20d增長減緩，授粉20d后逐漸降低，鄭單958的含水量在授粉20d后快速下降，而蘇玉45的含水量在授粉后20～25d緩慢下降，授粉25d后快速下降，且下降速度高于鄭單958，此后2個品種間含水量的差距不斷縮小。由此可見，相較于鄭單958，蘇玉45在灌漿前期含水量增加得更為迅速，且保持較高含水量的時間更久，有利于前期籽粒體積的迅速增大，而后期含水量下降得更迅速，則有利于其籽粒安全成熟。

由圖3可知，2個玉米品種籽粒含水率在整個灌漿過程中均逐漸下降，這與籽粒中不斷積累的干物質相對應，蘇玉45的籽粒含水率始終比鄭單958高。在授粉后10～25d，2個品種間含水率的差距逐漸增大;在授粉25d后，2個品種間含水率的差距

不斷縮小;授粉后45～55d，2個品種的含水率已趨于一致。由此可見，蘇玉45灌漿后期的脫水能力更強。

2.4籽粒鮮質量的變化

籽粒鮮質量是反映籽粒灌漿過程中籽粒含水量、干物質積累狀況的綜合指標，籽粒含水量與干物質積累量的變化均會影響籽粒鮮質量的變化[12]。由圖4可知，2個玉米品種籽粒鮮質量在授粉后35d內均逐漸增加，授粉后35～45d逐漸減小，授粉45d后變化緩慢，這與灌漿前期水分與干物質共同積累、灌漿后期干物質繼續積累與脫水同時進行的過程一致。在整個灌漿過程中，蘇玉45的籽粒鮮質量均比鄭單958高，蘇玉45的最終百粒鮮質量為32.07g，鄭單958的最終百粒鮮質量為29.93g，二者之間的差異達到顯著水平（F=70.01*，F0.05=18.51），在一定程度上反映了蘇玉45的籽粒含水量與干物質積累狀況較鄭單958更優。

2.5籽粒干質量的變化

如圖5所示，2個玉米品種的籽粒干質量隨著灌漿的進行而不斷增加。在授粉10d內是籽粒含水量的快速增長階段，故2個玉米品種的籽粒干質量增長較為緩慢。授粉后10～35d，2個玉米品種的籽粒干質量均迅速增加，此時期是玉米籽粒積累干物質的關鍵時期，在此期間蘇玉45的籽粒百粒干質量增加了21.37g，鄭單958的籽粒百粒干質量增加了20.47g，可見蘇玉45籽粒積累干物質的速度在灌漿盛期快于鄭單958。授粉40d后，2個玉米品種的干質量增加速度均明顯減緩，鄭單958在授粉后40～55d的百粒干質量僅增加了0.56g，而蘇玉45在授粉后40～55d的百粒干質量則增加了1.22g。由此可見，灌漿后期蘇玉45的籽粒積累干物質的速度比鄭單958快，且灌漿持續期更長，因此蘇玉45較鄭單958更易獲得高粒質量，增產潛力更大。

2.6灌漿速率的變化

由圖6可知，2個玉米品種的籽粒灌漿速率在整個灌漿期間均先升高后降低，在授粉后25d左右達到峰值，并且在授粉15d后，蘇玉45的灌漿速率始終高于鄭單958，蘇玉45的最高單粒灌漿速率為13.65mg/d，而鄭單958的最高灌漿速率為13.29mg/d，2個玉米品種的灌漿速率均在授粉25d后逐漸下降，且均在授粉后55d時幾乎停止灌漿，但蘇玉45的灌漿速率在授粉后40～55d仍明顯高于鄭單958。以上結果表明，與鄭單958相比，蘇玉45在灌漿過程中的灌漿速率更快且灌漿持續期更長，因此其粒質量較鄭單958明顯提高。

2.7莖稈拉力和穿刺強度的變化

莖稈拉力、莖稈穿刺強度是評價玉米植株莖稈質量的重要指標[11]。如圖7所示，灌漿過程中，2個玉米品種植株莖稈拉力均呈先增大后減小的趨

勢，且在灌漿30d左右達到峰值，而后下降。蘇玉45的莖稈拉力在授粉后15d之前與鄭單958相似，授粉15d后均高于鄭單958，且在授粉后40～55d，蘇玉45的莖稈拉力較鄭單958下降得更緩慢，說明蘇玉45在灌漿期的莖稈拉力明顯優于鄭單958。

如圖8所示，2個玉米品種的植株莖稈穿刺強度均在授粉后45d達到峰值，隨后降低。蘇玉45的植株莖稈穿刺強度在授粉后15d前小于鄭單958，在授粉15d后均高于鄭單958，說明蘇玉45的植株莖稈韌性在灌漿期明顯優于鄭單958。綜合莖稈拉力、莖稈穿刺強度分析結果可得，蘇玉45在灌漿期尤其是在灌漿后期的抗倒伏能力明顯優于鄭單958，這為玉米穩產提供了保障，并且更耐肥。

3結論與討論

3.1蘇玉45的產量和灌漿特性

玉米產量的高低取決于單位面積穗數、穗行數、行粒數和粒質量[13]。分析本研究中2個玉米品種產量及產量構成因素的差異可知，蘇玉45的百粒質量較鄭單958顯著提高，并且產量各構成因素能夠協調發展，故產量顯著高于對照品種鄭單958。因此，在配套蘇玉45的栽培措施時，應以提高粒質量為首要目標，并協調其他產量構成因素，以發揮其增產潛力。而要提高粒質量，明確品種的灌漿特性并制定適宜的栽培措施至關重要。籽粒灌漿期是對玉米產量影響最大的生育時期，灌漿速率的快慢和灌漿持續期的長短直接決定最終的粒質量[14-16]。本研究結果表明，蘇玉45的籽粒干質量、鮮質量在灌漿期間均高于鄭單958，具有更快的灌漿速率和更長的灌漿持續期，因此具有更高的增產潛力。此外，灌漿速率快慢與籽粒含水率、籽粒體積的變化有密不可分的聯系。籽粒體積決定了籽粒的庫容，而籽粒含水率積累過程和脫水過程既關系到籽粒體積的增大、減小，亦關系到灌漿速率，灌漿速率與籽粒脫水速率呈正相關關系[17-19]。在相同栽培條件下，蘇玉45較鄭單958有更高的籽粒含水量和更大的籽粒體積，且在后期具有更快的脫水速率，這與其灌漿速率更快、持續期更長的特性相對應。進一步分析蘇玉45在灌漿期各指標的變化動態可知，授粉后10～25d既是籽粒干質量、水分積累的關鍵時期，亦是籽粒灌漿速率和體積的快速增長期，此時期應是決定蘇玉45在生產上能否獲得高產的重要時期。王曉慧等研究發現，延長玉米籽粒有效灌漿時間、提高灌漿漸增期的平均灌漿速率能夠有效提高產量[14]。因此，在蘇玉45灌漿前中期應加強水肥管理以增大庫容量，提高灌漿速率，在灌漿后期應采取一定的措施以進一步延緩蘇玉45衰老，延長灌漿持續期是發揮其高產潛力的關鍵。

3.2蘇玉45的抗倒伏能力

玉米在整個生育期內均有可能發生倒伏，籽粒產量、灌漿速率受成熟前倒伏的影響最大[20]。[JP+1]生理成熟后倒伏會導致機械粒收過程中的落穗數量增多、籽粒品質變劣，使收獲難度加大，生產效益顯著降低[21-23]。本研究結果表明，蘇玉45的株高雖然高于鄭單958，但倒伏率略低于鄭單958，這個結果除了與2個品種相似的穗位比有關外，更與2個品種的莖稈質量差異有密切關系。玉米莖稈力學強度，如莖稈拉力、莖稈穿刺強度均與田間倒伏率呈負相關關系[24-25]。在相同栽培條件下，蘇玉45較鄭單958在整個灌漿期具有更高的莖稈拉力和莖稈穿刺強度，且在灌漿后期莖稈拉力、莖稈穿刺強度下降得更緩慢，可見蘇玉45的站稈能力和莖稈韌性明顯優于鄭單958，更好的莖稈質量是蘇玉45較鄭單958倒伏率降低的主要原因。綜上所述，與鄭單958相比，蘇玉45不但具有更高的增產潛力，還有更強的耐肥抗倒能力，并且豐產性和穩產性均更好。

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