不同生育期玉米籽粒灌漿和脫水特性分析

楊 坤

(山東省濱州市植物保護(hù)站，山東濱州 256600)

玉米是我國的主要農(nóng)作物之一，是優(yōu)良的飼料、重要的工業(yè)原料和優(yōu)質(zhì)糧食作物。不同地區(qū)由于氣候條件的影響，對玉米品種的選擇存在很大差異，因此，要因地制宜，根據(jù)自然生態(tài)條件、栽培技術(shù)等特點選擇玉米品種，實現(xiàn)資源的高效利用是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)玉米的重要途徑[1]。

近年來，對玉米灌漿和脫水的重視程度逐漸增加，成為玉米研究領(lǐng)域的熱點之一。玉米灌漿是干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成的重要過程，籽粒重量的形成和灌漿速率及灌漿持續(xù)時間有密切的關(guān)系，主要是受到品種的影響[2]，錢春榮等研究表明，灌漿速率和玉米生育期存在顯著的相關(guān)性，中晚熟品種灌漿速率最低，中早熟品種最高[3]。王曉慧等研究結(jié)果表明，中晚熟和晚熟品種有效灌漿持續(xù)時間長，早熟和中早熟品種有效灌漿持續(xù)時間短[4]。王同朝等研究表明中熟品種比中晚熟品種灌漿速率高[5]。玉米籽粒脫水速率也受到品種特性、生態(tài)環(huán)境及栽培條件的影響，玉米脫水性的研究是機(jī)械化收獲的重要支點，對玉米機(jī)械化生產(chǎn)具有重要意義[6]。在玉米生育期內(nèi)，光熱資源有限，生長后期玉米籽粒的脫水速率對經(jīng)濟(jì)收入造成直接影響，萬澤花等研究認(rèn)為早熟品種較中晚熟品種脫水快[7]。李鳳海等研究表明，中晚熟品種平均脫水速率高于晚熟品種[8]。也有研究認(rèn)為，玉米籽粒脫水速率和玉米熟期沒有相關(guān)關(guān)系。關(guān)于不同熟期玉米品種的籽粒灌漿和脫水特性，前人已有相關(guān)研究，然而，在不同環(huán)境中，灌漿速率和脫水速率無法客觀評價和比較[9]。因此，本文選用早熟品種、中早熟品種、中熟品種和中晚熟品種四個品種，對比各品種籽粒干物質(zhì)積累量和灌漿速率，以及脫水速率的變化特征，明確不同生育期玉米品種籽粒灌漿和脫水特性，為實現(xiàn)資源的高效利用和玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019年進(jìn)行，試驗材料選用不同的玉米品種，分別為早熟品種正德302、中早熟品種吉單27、中熟品種先玉335和中晚熟品種京科968，供試土壤為0-20cm耕層土，土壤含有機(jī)質(zhì)22.46g/kg、堿解氮107.34mg/kg、速效磷34.89mg/kg、速效鉀176.45mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用完全隨機(jī)設(shè)計，設(shè)置4個處理，分別為早熟品種（正德302）、中早熟品種（吉單27）、中熟品種（先玉335）和中晚熟品種（京科968）。試驗地選擇地勢平坦，肥力均勻，灌排方便的田塊，播前基施有機(jī)肥75 000kg/hm2，玉米專用復(fù)合肥1 050kg/hm2保證底肥，拔節(jié)期結(jié)合灌水一次追施尿素150kg/hm2。試驗于5月10日左右播種（根據(jù)氣候），選用包衣種子，人工點播，每穴點1粒種子，密度為9.0萬株/hm2，株距22.2cm，行距50cm，2-3葉期間苗，4-5葉期定苗，每穴留一株壯苗。苗期中耕2次，其他管理措施同大田保持一致。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 籽粒灌漿的測定

籽粒灌漿，吐絲前選取生長健壯、整齊一致代表性植株標(biāo)記，花后10d、15d、20d、25d、30d、35d、40d取下玉米籽粒，105℃殺青30min，80℃烘干，測定籽粒干重（mg），并計算灌漿速率。

1.3.2 籽粒脫水速率的測定

在玉米授粉后35d和50d進(jìn)行取樣，每個處理選取3個果穗，選取中間籽粒，測量鮮質(zhì)量，測定完成后105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，測其干質(zhì)量，并計算含水率和籽粒脫水速率，籽粒脫水速率（%）=（35d含水率-50d含水率）/15。

1.3.3 穗部性狀及產(chǎn)量的測定

生理成熟后14d，各處理選取長勢一致的植株收獲后進(jìn)行考種，分別測定穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重。取試驗小區(qū)中間兩行實收測產(chǎn)，以14%計算實際產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2010和DPS進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同品種玉米生育進(jìn)程

由表1可知，各品種玉米生育存在較大差異，正德302、吉單27、先玉335和京科968玉米吐絲期分別在7月3日、7月9日、7月10日和7月14日，生理成熟期分別在8月29日、9月11日、9月16日和9月25日，生育期分別為95d、108d、113d和122d。

表1 供試玉米品種的生育進(jìn)程

2.2 不同生育期玉米籽粒灌漿特征

籽粒重量和灌漿速率反映玉米干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)能力，由圖1可知，花后玉米籽粒重量隨時間推移呈S形曲線逐漸增加，各品種籽粒重量增加存在顯著差異，正德302和吉單27品種在花后10-25d籽粒重量迅速增加，25d以后籽粒重量增加幅度較小，先玉335和京科968在花后10-25d籽粒重量迅速增加，35d以后仍有所增加，在花后40d時，籽粒重量表現(xiàn)為京科968>先玉335＞吉單27>正德302。各品種玉米籽粒灌漿速率呈單峰增長型，正德302在花后10d時，灌漿速率迅速增加，15d時，出現(xiàn)高峰，以后逐漸下降，說明正德302在花后15d左右灌漿速率達(dá)到最大值；吉單27在花后20d左右時，出現(xiàn)高峰，說明正德302在花后15d左右灌漿速率達(dá)到最大值；先玉335和京科968在花后25d時，出現(xiàn)高峰，以后逐漸下降，說明先玉335和京科968在花后25d左右灌漿速率達(dá)到最大值，總體看各品種在灌漿高峰的灌漿速率表現(xiàn)為京科968>先玉335＞吉單27>正德302。

圖1 不同生育期玉米籽粒物質(zhì)積累量變化和灌漿速率

2.3 不同生育期玉米脫水速率

由圖2可知，不同熟期品種籽粒脫水速率存在顯著差異。不同熟期品種間，籽粒脫水速率表現(xiàn)為京科968>吉單27>先玉335＞正德302，品種間差異顯著。

圖2 不同生育期玉米脫水速率

2.4 不同生育期玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

穗部性狀反映玉米雌穗發(fā)育狀況，是產(chǎn)量構(gòu)成的主要因素。由表2可知，各品種間穗行數(shù)沒有顯著差異，行粒數(shù)表現(xiàn)為京科968>先玉335＞吉單27>正德302，吉單27和正德302品種間沒有顯著差異，其他品種間差異均顯著；穗粒數(shù)表現(xiàn)為京科968>先玉335＞吉單27>正德302，京科968和先玉335品種間沒有顯著差異，吉單27和正德302品種間沒有顯著差異，京科968和先玉335顯著高于吉單27和正德302；百粒重表現(xiàn)為京科968>先玉335＞吉單27>正德302，吉單27和正德302品種間沒有顯著差異，其他品種間差異均顯著；各品種產(chǎn)量表現(xiàn)為京科968>先玉335＞吉單27>正德302，品種間差異均顯著。因此，產(chǎn)量為中晚熟＞中熟＞中早熟＞早熟。

表2 不同生育期玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

3 討論

近年來，玉米生產(chǎn)的目標(biāo)是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，因地制宜選擇合理的品種布局，協(xié)調(diào)自然環(huán)境和品種特性之間的關(guān)系是實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要措施[10]，為比較不同生育期玉米灌漿和脫水特性，本試驗選用不同生育期的玉米品種，研究在同一環(huán)境條件下玉米灌漿和脫水速率。研究結(jié)果表明，各品種玉米生育存在較大差異，正德302、吉單27、先玉335和京科968生育期分別為95d、108d、113d和122d。玉米籽粒灌漿過程主要通過灌漿時間和灌漿速率共同影響粒重和產(chǎn)量，在花后40d時，籽粒重量表現(xiàn)為京科968>先玉335＞吉單27>正德302，正德302在花后15d時出現(xiàn)高峰，吉單27在花后20d左右時出現(xiàn)高峰，先玉335和京科968在花后25d時出現(xiàn)高峰，因此，粒重和灌漿速率、灌漿期天數(shù)具有相關(guān)性，說明灌漿期越長、灌漿速率越高，粒重越大。

玉米籽粒含水量是收獲的重要參考指標(biāo)，含水量過高影響籽粒機(jī)械收獲[11]。因此，脫水速率成為衡量玉米適應(yīng)機(jī)械化的重要依據(jù)，尤其是黃淮海等小麥玉米一年兩熟區(qū)域[12]。在玉米生育期內(nèi)，光熱資源有限，生長后期玉米籽粒的脫水速率對經(jīng)濟(jì)收入造成直接影響，當(dāng)籽粒含水率較高時，過快的干燥會加快籽粒表面的干燥速率，導(dǎo)致籽粒“表面硬化”，封閉內(nèi)層水分[13]。因此，選擇脫水速率高的玉米品種有利于農(nóng)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)收入的增加。本研究結(jié)果表明，不同熟期品種籽粒脫水速率存在顯著差異。不同熟期品種間，籽粒脫水速率表現(xiàn)為京科968>吉單27>先玉335＞正德302，說明玉米籽粒脫水速率和生育期的長短沒有正相關(guān)關(guān)系。

玉米產(chǎn)量是反映植株物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)化運(yùn)輸能力的關(guān)鍵[14]。本研究結(jié)果表明，行粒數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重表現(xiàn)為京科968>先玉335＞吉單27>正德302，各品種產(chǎn)量表現(xiàn)為京科968>先玉335＞吉單27>正德302，品種間差異均顯著，產(chǎn)量表現(xiàn)為中晚熟＞中熟＞中早熟＞早熟，產(chǎn)量和生育期有極大的相關(guān)性。從籽粒灌漿特性和產(chǎn)量水平看，早熟品種灌漿高峰期較早，但是灌漿活躍期短，最大灌漿速率低，干物質(zhì)積累有限，因此，產(chǎn)量相對較低；中晚熟品種灌漿活躍期長，最大灌漿速率高，有利于干物質(zhì)積累和獲得較高粒重；另外中晚熟品種穗粒數(shù)較多，具有較大的產(chǎn)量潛力[15]。

綜合來看，不同生育期玉米品種在灌漿、脫水特性以及產(chǎn)量上存在顯著差異，中晚熟品種產(chǎn)量高，灌漿持續(xù)期長、最大灌漿速率高，不同生育期玉米灌漿速率和產(chǎn)量為中晚熟＞中熟＞中早熟＞早熟。在玉米生產(chǎn)中，不僅要考慮品種生育期，還要兼顧籽粒灌漿和脫水特性[16]，在光照和熱量資源不足的地區(qū)應(yīng)選擇生育期短、灌漿和脫水快的品種，在光照和熱量資源充足的地區(qū)應(yīng)選擇生育期長、灌漿和脫水適宜的品種。