施用鉀肥對不同產量類型玉米自交系生長及產量的影響

范雅芳，高聚林，孫繼穎，劉 劍，蘇治軍，王志剛，于曉芳，胡樹平

(1.內蒙古農業大學 農學院，內蒙古 呼和浩特 010019；2.內蒙古農業大學 職業技術學院，內蒙古 包頭 014109)

玉米是中國產量最高的糧食作物，近年來對中國糧食產量的貢獻率超過80%，是糧食增產的主力軍，玉米的優質高產對保障中國糧食安全和糧食穩定增產具有重要意義[1-2]。鉀素是玉米正常生長發育過程中必需的營養元素，能夠增強莖稈的抗倒特性，在提高玉米產量的同時改善籽粒品質[3-4]。鉀素對玉米生長發育的影響存在基因型差異[5-6]。玉米的株高和莖粗等性狀隨著施鉀量的增加呈上升趨勢，缺鉀降低了株高和莖粗[7-9]。莖稈抗倒力學性狀是衡量玉米莖稈抗倒特性的重要指標，莖稈表型性狀影響莖稈抗倒力學性狀，抗倒力學性狀影響植株的抗倒伏能力[10-12]。低鉀脅迫影響玉米的莖稈形態及力學指標，降低玉米抗倒伏能力，限制了植株的生長發育，從而影響玉米產量[13]。鉀肥對莖稈穿刺強度、抗壓強度和彎折強度均表現出極顯著正相關，施用鉀肥可以有效提高玉米抵抗不良環境侵蝕的能力，增強抗逆性，促進玉米植株的生長發育[14-17]，同時鉀肥通過提高玉米的千粒質量、穗粒質量和穗長等相關參數來增加玉米產量[18]。研究發現，不同基因型玉米自交系的籽粒品質存在差異[19]。籽粒品質不僅受到自身遺傳因素的影響，施肥措施也顯著影響玉米的籽粒品質[20-21]。施用鉀肥以后，充足的鉀素對玉米籽粒中蛋白質含量、淀粉含量和粗脂肪含量的合成均有不同程度的促進作用[22-24]，可能是由于鉀素能夠緩解過量氮素對籽粒品質造成的不利影響[25-27]。

綜上所述，前人有涉及鉀肥對玉米生長發育、產量及籽粒品質的研究，但是結合不同產量類型玉米自交系的分析較少。鑒于此，本研究以鉀肥處理的長期定位試驗為基礎，探討施用鉀肥對不同產量類型玉米自交系莖稈抗倒特性、穗部性狀、產量及籽粒品質的影響，明確上述指標在不同產量類型玉米自交系間的變化規律，篩選出優良玉米自交系材料，為實現玉米產量和品質的協同提高以保障鉀肥資源優化管理提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016-2018年在內蒙古農業大學科技園區(40°33′N，110°31′E)進行。試驗地前茬為玉米，土質為沙壤土。播種前0～20 cm耕層土壤的基礎肥力見表1。

表1 2016-2018年試驗地土壤基礎肥力Tab.1 Basic soil fertility of the test site from 2016 to 2018

1.2 試驗材料

供試材料選用21份不同玉米自交系。國內系：K12、沈5003、鄭58、PH6WC、PH4CV、黃C、浚92-8、自330、P2、吉63、M3401、L269、DH382；美國系：LP5、LH51、FAPW、PHG39、7810、IB014、IRF233、IRF236。

1.3 試驗設計

采用3次重復的裂區設計，主區為施鉀量，副區為品種。設置施鉀和不施鉀2個處理，分別以45K和0K表示。雙行區，小區行長5 m，行距0.6 m，種植密度為67 500 株/hm2。施鉀處理的基肥包括鉀肥和磷肥，鉀肥為K2O 45 kg/hm2，磷肥為P2O590.16 kg/hm2；不施鉀處理的基肥為磷肥，磷肥為P2O590.16 kg/hm2。在施鉀和不施鉀處理下，氮肥均為N 300 kg/hm2，拔節期和大喇叭口期分別以3∶7的比例施用尿素(N 46%)。全生育期灌水4次。其他管理措施如噴灑藥物和除草，與大田栽培相同。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 莖稈形態指標和抗倒力學指標 于玉米吐絲期，在每個小區選取3株長勢一致的代表性植株，分別測定以下指標[28-29]：株高(cm)：用鋼尺測雄穗頂端到壟面的距離；穗位高(cm)：用鋼尺測第1穗節間著生處到壟面的距離；莖粗(mm)：用游標卡尺測量第3節間中部扁圓處；用YYD-1植物莖稈強度測定儀測玉米莖基部第3莖節的莖稈穿刺強度、莖稈抗壓強度和莖稈彎折強度。

1.4.2 產量性狀及穗部性狀 于成熟期將測產區中部除邊株的4行玉米果穗全部收獲，記錄實收穗數。選取10穗長勢均勻的玉米，測定其穗粒數、千粒質量，用PM-8188-A型谷物水分測定儀測量玉米籽粒含水量，并計算產量[30]。同時測量玉米穗部性狀：穗長(cm)：用鋼尺測量玉米雌穗長度；穗粗(cm)：用游標卡尺測量雌穗中部粗度；禿尖(cm)：用鋼尺測量玉米禿尖長度。

1.4.3 籽粒品質 成熟時采用型號為Infratee TM 1241的近紅外FOSS谷物品質分析儀測定玉米籽粒的淀粉含量、粗脂肪含量和蛋白質含量[31]。

1.5 數據分析

采用 Microsoft Excel 2010進行數據的錄入和整理，用數據分析軟件SPSS 22.0 對不同玉米自交系進行系統聚類分析，用SPSS 22.0進行方差分析(ANOVA)和相關性分析，處理間差異顯著性用 LSD 法分析，用SigmaPlot 12.5作圖。圖表所用數據均為2016，2017，2018年的平均值。

2 結果與分析

2.1 不同施鉀處理下玉米自交系的聚類分析

在0K和45K 2個施鉀處理下分別對21份玉米自交系產量進行系統聚類分析(圖1，2)，當閾值設置為5時，供試玉米自交系在2個施鉀處理下均可分為3類：第1類為高產類型玉米自交系共8份，包括K12、LP5、LH51、沈5003、FAPW、鄭58、PH6WC、PH4CV；第2類為中產類型玉米自交系共6份，包括黃C、PHG39、浚92-8、自330、P2、吉63；第3類為低產類型玉米自交系共7份，包括7810、M3401、L269、DH382、IB014、IRF233、IRF236。

45K處理下，高產類型玉米自交系的產量為6 110.29～6 675.20 kg/hm2，均值為6 360.71 kg/hm2；中產類型玉米自交系的產量為4 722.27～5 085.26 kg/hm2，均值為4 898.44 kg/hm2；低產類型玉米自交系的產量為3 296.05～3 554.94 kg/hm2，均值為3 400.97 kg/hm2。0K處理下，高產類型玉米自交系的產量為5 670.00～6 276.39 kg/hm2，均值為5 917.06 kg/hm2；中產類型玉米自交系的產量為4 478.22～4 826.63 kg/hm2，均值為4 639.82 kg/hm2；低產類型玉米自交系的產量為3 160.25～3 399.49 kg/hm2，均值為3 255.92 kg/hm2。

1-21分別為K12，LP5，LH51，沈5003，FAPW，鄭58，PH6WC，PH4CV，黃C，PHG39，浚92-8，自330，P2，吉63，7810，M3401，L269，DH382，IB014，IRF233，IRF236。圖2同。

圖2 0K處理下玉米自交系的聚類分析Fig.2 Cluster analysis of maize inbred lines under 0K treatment

2.2 施用鉀肥對玉米產量的影響

不同施鉀處理、不同產量類型玉米自交系與穗粒數、千粒質量、含水量和產量的方差均達到極顯著水平(表2)，不同施鉀處理與不同產量類型玉米自交系互作對千粒質量和產量的方差均達到極顯著水平，對穗粒數和含水量的方差未達到顯著水平。

表2 玉米產量及其相關因素的方差分析Tab.2 ANOVA results for maize yield and its related factors

由表3可知，在2個施鉀處理下，玉米穗粒數、千粒質量、含水量和產量在不同產量類型玉米自交系間均差異顯著。在0K處理下，高產類型玉米自交系的穗粒數較中產類型和低產類型分別提高12.76%，33.09%；45K處理下，高產類型玉米自交系的穗粒數較中產類型、低產類型分別提高14.24%，37.18%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系穗粒數較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了1.48，4.09百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系穗粒數的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

表3 施鉀對不同產量類型玉米自交系產量及其相關因素的影響Tab.3 Effects of potassium application on yield and related factors of maize inbred lines with different yield types

在0K處理下，高產類型玉米自交系的千粒質量較中產類型和低產類型分別提高11.61%，33.22%；45K處理下，高產類型玉米自交系的千粒質量較中產類型和低產類型分別提高13.14%，36.79%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系千粒質量較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了1.53,3.57百分點。說明施用鉀肥可以增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系千粒質量的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

在0K處理下，高產類型玉米自交系的產量較中產類型和低產類型分別提高27.53%，81.73%；45K處理下，高產類型玉米自交系的產量較中產類型和低產類型分別提高29.85%，87.03%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系產量較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了2.32，5.29百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系產量的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

與0K相比較，45K處理下高產類型、中產類型和低產類型玉米自交系的穗粒數分別提高4.63%，3.28%，1.52%；千粒質量分別提高4.97%，3.55%，2.23%；產量分別提高7.50%，5.57%，4.45%。說明施用鉀肥能夠增加穗粒數、千粒質量和產量，其中不同產量類型玉米自交系的穗粒數、千粒質量和產量在45K下的增幅均表現為高產類型>中產類型>低產類型。

2.3 施用鉀肥對玉米穗部性狀的影響

由表4可知，不同施鉀處理與穗長和穗粗的方差均達極顯著水平，不同產量類型玉米自交系與穗長、穗粗和禿尖的方差均達極顯著水平，不同施鉀處理與不同產量類型玉米自交系互作對穗長的方差達到顯著水平。

表4 玉米穗部性狀的方差分析Tab.4 ANOVA results for ear characters in maize

由圖3可知，在2個施鉀處理下，玉米穗長、穗粗和禿尖在不同產量類型玉米自交系間均差異顯著。在0K處理下，高產類型玉米自交系的穗長較中產類型和低產類型分別提高7.88%,27.20%；45K處理下，高產類型玉米自交系的穗長較中產類型和低產類型分別提高9.47%，31.45%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系穗長較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了1.59，4.25百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系穗長的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分別代表高產類型、中產類型和低產類型玉米自交系。相同產量類型玉米自交系對應的不同字母表示施鉀處理之間的差異顯著性。圖4-6同。

在0K處理下，高產類型玉米自交系的穗粗較中產類型和低產類型分別提高4.16%，13.12%；45K處理下，高產類型玉米自交系的穗粗較中產類型和低產類型分別提高5.21%，15.22%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系穗粗較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了1.05，2.10百分點。說明施用鉀肥可以增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系穗粗的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

在0K處理下，高產類型玉米自交系的禿尖較中產類型和低產類型分別降低42.86%，60.00%；45K處理下，高產類型玉米自交系的禿尖較中產類型和低產類型分別降低44.57%，62.26%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系禿尖較中、低產類型玉米自交系降低的百分比分別增加了1.71，2.26百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系禿尖的降幅，且低產類型玉米自交系的降幅大于中產類型玉米自交系的降幅。

與0K相比較，45K處理下高產類型、中產類型和低產類型玉米自交系的穗長分別提高7.30%，5.74%，3.83%；穗粗分別提高3.61%，2.57%，1.72%；禿尖分別降低10.19%，7.41%，4.81%。說明施用鉀肥能夠增加穗長和穗粗，降低禿尖，其中不同產量類型玉米自交系的穗長和穗粗在45K下的增幅以及禿尖的降幅均表現為高產類型>中產類型>低產類型。

2.4 施用鉀肥對玉米莖稈表型性狀的影響

不同施鉀處理、不同產量類型玉米自交系與莖稈表型性狀的方差均達極顯著水平(表5)，不同施鉀處理與不同產量類型玉米自交系互作對株高、穗位高和莖稈粗的方差均達顯著或極顯著水平。

表5 玉米莖稈表型性狀的方差分析Tab.5 ANOVA results for phenotypic traits in maize stem

由圖4可知，在2個施鉀處理下，玉米株高、穗位高和莖稈粗在不同產量類型玉米自交系間均差異顯著。在0K處理下，高產類型玉米自交系的株高較中產類型和低產類型分別提高9.97%，20.71%；45K處理下，高產類型玉米自交系的株高較中產類型和低產類型分別提高10.78%，22.35%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系株高較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了0.81，1.63百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系株高的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

圖4 施鉀對不同產量類型玉米自交系莖稈表型性狀的影響Fig.4 Effects of potassium application on stem phenotypic traits of maize inbred lines with different yield types

在0K處理下，高產類型玉米自交系的穗位高較中產類型和低產類型分別提高13.71%，35.46%；45K處理下，高產類型玉米自交系的穗位高較中產類型和低產類型分別提高14.33%，36.47%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系穗位高較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了0.63,1.01百分點。說明施用鉀肥可以增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系穗位高的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

在0K處理下，高產類型玉米自交系的莖稈粗較中產類型和低產類型分別提高15.74%和39.18%；45K處理下，高產類型玉米自交系的莖稈粗較中產類型和低產類型分別提高18.44%和46.62%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系莖稈粗較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了2.70,7.44百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系莖稈粗的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

與0K相比較，45K處理下高產類型、中產類型和低產類型玉米自交系的株高分別提高3.07%,2.31%和1.69%；穗位高分別提高2.35%，1.79%，1.59%；莖稈粗分別提高14.21%,11.60%，8.41%。說明施用鉀肥能夠增加株高、穗位高和莖稈粗，其中不同產量類型玉米自交系的株高、穗位高和莖稈粗在45K下的增幅均表現為高產類型>中產類型>低產類型。

2.5 施用鉀肥對玉米莖稈抗倒力學性狀的影響

由表6可知，不同施鉀處理、不同產量類型玉米自交系與莖稈抗倒力學性狀的方差均達到極顯著水平，不同施鉀處理與不同產量類型玉米自交系互作對莖稈穿刺強度、抗壓強度和彎折強度的方差均達到極顯著水平。

表6 玉米莖稈抗倒力學性狀的方差分析Tab.6 ANOVA results for maize stalk resistance to inverted mechanics

由圖5可知，在2個施鉀處理下，玉米莖稈穿刺強度、莖稈抗壓強度和莖稈彎折強度在不同產量類型玉米自交系間均差異顯著。在0K處理下，高產類型玉米自交系的莖稈穿刺強度較中產類型和低產類型分別提高14.57%，38.29%；45K處理下，高產類型玉米自交系的莖稈穿刺強度較中產類型和低產類型分別提高17.96%，47.80%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系莖稈穿刺強度較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了3.39，9.51百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系莖稈穿刺強度的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

保護區建設要從流域的整體性和系統性出發，充分論證生境和物種保護必要性。目前，已在長江流域分批建設了眾多的水產種質資源保護區和濕地保護區，一些保護區的保護目標和對象針對性不強，或涉及范圍過大，效果不明顯。一旦列為保護區范圍，任何涉水的社會經濟活動都將受到嚴格限制。因此，需開展現有保護區的保護需求與效果的科學評估，以促進重要保護區的保護管理，確保其發揮作用，并有必要調整、清退一些作用不大的保護區。

圖5 施鉀對不同產量類型玉米自交系莖稈抗倒力學性狀的影響Fig.5 Effects of potassium application on stem resistance of maize inbred lines with different yield types

在0K處理下，高產類型玉米自交系的莖稈抗壓強度較中產類型和低產類型分別提高12.31%，21.86%；45K處理下，高產類型玉米自交系的莖稈抗壓強度較中產類型和低產類型分別提高15.74%，30.62%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系莖稈抗壓強度較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了3.43，8.77百分點。說明施用鉀肥可以增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系莖稈抗壓強度的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

在0K處理下，高產類型玉米自交系的莖稈彎折強度較中產類型和低產類型分別提高16.12%，41.81%；45K處理下，高產類型玉米自交系的莖稈彎折強度較中產類型和低產類型分別提高18.91%，48.63%。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系莖稈彎折強度較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了2.79，6.82百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系莖稈彎折強度的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

與0K相比較，45K處理下高產類型、中產類型和低產類型玉米自交系的莖稈穿刺強度分別提高29.34%，25.62%，21.02%；莖稈抗壓強度分別提高28.97%，25.15%，20.31%；莖稈彎折強度分別提高30.58%，27.52%，24.59%。說明施用鉀肥能夠增加莖稈穿刺強度、抗壓強度和彎折強度，其中不同產量類型玉米自交系的莖稈穿刺強度、抗壓強度和彎折強度在45K下的增幅均表現為高產類型>中產類型>低產類型。

2.6 施用鉀肥對玉米籽粒品質的影響

由表7可知，不同施鉀處理、不同產量類型玉米自交系與籽粒品質的方差均達極顯著水平，不同施鉀處理與不同產量類型玉米自交系互作對籽粒蛋白質含量、淀粉含量和粗脂肪含量的方差均達極顯著水平。

表7 玉米籽粒品質的方差分析Tab.7 ANOVA results for maize grain quality

由圖6可知，在2個施鉀處理下，玉米籽粒蛋白質含量、淀粉含量和粗脂肪含量在不同產量類型玉米自交系間均差異顯著。在0K處理下，高產類型玉米自交系的籽粒蛋白質含量較中產類型和低產類型分別提高0.50,1.26百分點；45K處理下，高產類型玉米自交系的籽粒蛋白質含量較中產類型和低產類型分別提高0.70，1.68百分點。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系籽粒蛋白質含量較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了0.20，0.42百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系籽粒蛋白質含量的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

圖6 施鉀對不同產量類型玉米自交系籽粒品質的影響Fig.6 Effects of potassium application on grain quality of maize inbred lines with different yield types

在0K處理下，高產類型玉米自交系的籽粒淀粉含量較中產類型和低產類型分別提高1.15，2.65百分點；45K處理下，高產類型玉米自交系的籽粒淀粉含量較中產類型和低產類型分別提高1.78，4.41百分點。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系籽粒淀粉含量較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了0.63，1.76百分點。說明施用鉀肥可以增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系籽粒淀粉含量的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

在0K處理下，高產類型玉米自交系的籽粒粗脂肪含量較中產類型和低產類型分別提高0.13，0.51百分點；45K處理下，高產類型玉米自交系的籽粒粗脂肪含量較中產類型和低產類型分別提高0.35，0.93百分點。施用鉀肥以后，高產類型玉米自交系籽粒粗脂肪含量較中、低產類型玉米自交系提高的百分比分別增加了0.22，0.42百分點。說明施用鉀肥能夠增加高產類型玉米自交系對中、低產類型玉米自交系籽粒粗脂肪含量的增幅，且低產類型玉米自交系的增幅大于中產類型玉米自交系的增幅。

與0K相比較，45K處理下高產類型、中產類型和低產類型玉米自交系的籽粒蛋白質含量分別提高0.62，0.40，0.20百分點；籽粒淀粉含量分別提高6.87，6.25,5.11百分點；籽粒粗脂肪含量分別提高0.82，0.60，0.40百分點。說明施用鉀肥能夠增加籽粒蛋白質含量、淀粉含量和粗脂肪含量，其中不同產量類型玉米自交系的籽粒蛋白質含量、淀粉含量和粗脂肪含量在45K下的增幅均表現為高產類型>中產類型>低產類型。

2.7 產量與各指標的相關性分析

表8 產量與莖稈抗倒性狀的相關性分析Tab.8 Correlation analysis of yield and lodging resistance of stem

由表9可知，在45K和0K 2個施鉀處理下，玉米穗長、穗粗、穗粒數和千粒質量與產量均呈正相關；禿尖和含水量與產量呈負相關。穗長、穗粗與禿尖的相關系數在0K水平下均為-0.984，在45K水平下分別為-0.990和-0.992；禿尖與穗粒數的相關系數在0K和45K水平下分別為-0.995和-1.000；穗粒數與產量的相關系數在0K和45K水平下分別為0.991和0.992；穗粗與千粒質量的相關系數在0K和45K水平下分別為0.970,0.976；穗粒數、含水量與產量的相關系數在0K水平下分別為0.991和-0.945，在45K水平下分別為0.992和-0.999。說明穗長和穗粗的增加能夠減少禿尖，增加穗粒數，從而提高玉米產量；籽粒含水量的降低以及千粒質量的增加對玉米增產也發揮重要作用。同時，施用鉀肥可以有效提高上述指標間的相關性，有助于玉米增產。

表9 產量與穗部性狀的相關性分析Tab.9 Correlation analysis of yield and panicle characters

由表10可知，在45K和0K 2個施鉀處理下，玉米籽粒蛋白質含量、淀粉含量、粗脂肪含量與產量均呈正相關。蛋白質含量和淀粉含量與粗脂肪含量的相關系數在0K水平下分別為0.988和0.979，在45K水平下分別為0.999和1.000；粗脂肪含量與產量的相關系數在0K和45K水平下分別為0.952和0.968。說明籽粒蛋白質含量和淀粉含量的增加能夠增加粗脂肪含量，有助于玉米增產。

表10 產量與籽粒品質的相關性分析Tab.10 Correlation analysis of yield and grain quality

3 討論與結論

鉀素是玉米生長發育必需的營養元素。前人研究表明，施用鉀肥能夠顯著提高玉米莖稈的表型性狀，促進植株的生長發育，提高莖稈穿刺強度、抗壓強度和彎折強度等抗倒力學性狀，從而增強玉米的抗倒伏能力，提高玉米的高產潛力[32]。本研究中，施用鉀肥顯著提高了玉米的株高、穗位高、莖稈粗、莖稈穿刺強度、莖稈抗壓強度和莖稈彎折強度。與0K相比較，45K處理下高產類型、中產類型和低產類型玉米自交系的株高分別提高3.07%，2.31%，1.69%；穗位高分別提高2.35%，1.79%,1.59%；莖稈粗分別提高14.21%，11.60%,8.41%；莖稈穿刺強度分別提高29.34%，25.62%和21.02%；莖稈抗壓強度分別提高28.97%，25.15%和20.31%；莖稈彎折強度分別提高30.58%，27.52%和24.59%。這可能是由于充足的鉀素可提高玉米莖稈的質量，防止出現倒伏，有助于植株的健碩生長。施用鉀肥對玉米的產量及相關參數有促進作用，能夠使果穗禿尖長度變短，使玉米的穗行數、行粒數、穗粒數和千粒質量顯著增加，提高玉米的產量[33-35]。本研究中，鉀肥對提高玉米產量發揮重要作用。與0K相比較，45K處理下高產類型、中產類型和低產類型玉米自交系的穗粒數分別提高4.63%，3.28%,1.52%；千粒質量分別提高4.97%，3.55%,2.23%；產量分別提高7.50%，5.57%,4.45%；穗長分別提高7.30%，5.74%,3.83%；穗粗分別提高3.61%，2.57%,1.72%；禿尖分別降低10.19%，7.41%,4.81%。這與譚德水等[36]的研究結果基本一致。同時，鉀肥的施用能夠提高玉米籽粒蛋白質含量、淀粉含量和粗脂肪含量，有效改善玉米籽粒品質[37]。本研究中，與0K相比較，45K處理下高產類型、中產類型和低產類型玉米自交系的籽粒蛋白質含量分別提高0.62，0.40，0.20百分點；籽粒淀粉含量分別提高6.87，6.25，5.11百分點；籽粒粗脂肪含量分別提高0.82，0.60，0.40百分點。這可能是由于鉀是影響作物的“品質因子”，鉀素能夠促進光合作用、碳水化合物的代謝及運輸，從而促進蛋白質和淀粉等合成。

值得注意的是，在今后的育種實踐中，應在注重產量性狀的同時加大對不同優質類型玉米材料的選擇力度。在栽培方面，合適的施肥管理措施也會對玉米生長發育和產量造成影響，可以通過選擇合適的優質品種并且結合適宜的施肥管理措施來促進玉米植株的生長發育，實現玉米產量和籽粒品質的協同提高。

在2個施鉀處理下將21份不同玉米自交系分為3類：第1類為高產類型玉米自交系，包括K12、LP5、LH51、沈5003、FAPW、鄭58、PH6WC、PH4CV；第2類為中產類型玉米自交系，包括黃C、PHG39、浚92-8、自330、P2、吉63；第3類為高產類型玉米自交系，包括7810、M3401、L269、DH382、IB014、IRF233、IRF236。這為下一步研究不同產量類型玉米自交系的生理特性提供基礎材料。

玉米自交系株高、穗位高、莖粗、莖稈穿刺強度、莖稈抗壓強度、莖稈彎折強度、穗粒數和千粒質量的升高、以及禿尖的降低可以顯著提高玉米產量，能夠作為施用鉀肥處理下玉米自交系產量的篩選指標。玉米莖稈表型性狀、莖稈抗倒力學性狀、穗部性狀、產量和籽粒品質等相關指標在不同產量類型玉米自交系間均表現為高產類型>中產類型>低產類型。施用鉀肥通過改善玉米莖稈形態及抗倒力學指標，提高玉米植株的抗倒伏能力，促進植株的生長發育，從而提高玉米的產量和品質。這對指導選育高產優質的玉米材料具有重要意義，為今后中國玉米高產高效育種以及鉀肥的合理利用提供了參考依據。