新疆10 個玉米品種及親本子粒灌漿脫水特性

劉 俊，苗 雨，吐爾遜阿依·吾甫爾，買買提伊明·阿不都克里木，王業(yè)建，郗浩江，阿布來提·阿布拉，楊 杰，熱依漢古麗·托合提夏，賽力汗·賽

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091；2.喀什地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆 喀什 844000）

玉米生態(tài)適應(yīng)性強，種植廣泛，用途廣，是重要的糧食作物。2017 年，新疆維吾爾自治區(qū)（簡稱新疆）玉米的種植總面積達91.289×104hm2，機械化收獲是玉米的全程機械化種植的重要環(huán)節(jié)，玉米子粒質(zhì)量不高，成為限制玉米產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸［1-4］。玉米子粒的灌漿、脫水特性受品種特性、生態(tài)條件及栽培因子［5-10］等影響。收獲期玉米子粒的含水率受灌漿速率、生理成熟時含水量以及生理成熟后脫水速率的影響［11］，同時子粒含水率的變化受灌漿時間長短的影響。趙淑杰等［12］研究表明，熟期類型不同的玉米子粒后期含水率的變化差異明顯，相同熟期類型的不同玉米材料子粒的脫水速率也存在顯著差異。為此，本研究以在新疆廣泛種植的脫水速率存在差異的玉米品種及親本為試驗材料，研究子粒灌漿特性及子粒脫水特性，為子粒灌漿快、后期脫水快的“雙快”基因型玉米育種技術(shù)和玉米全程機械化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2021 年在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所安寧渠綜合試驗場的試驗基地開展。試驗田土壤為沙壤土。供試材料包括先玉335、先玉335 母本、新玉47 號、新玉47 號母本、新玉108、新玉108 母本、新農(nóng)育5005、新農(nóng)育6001、新農(nóng)育6004 和新農(nóng)育6390，共10 個玉米品種與親本。2021 年4 月30 日播種，采取隨機區(qū)組排列，3 次重復(fù)，各小區(qū)種植面積均為0.2 hm2，密度為105 000 株/hm2。田間管理按照當(dāng)?shù)卮筇锕芾磉M行。

1.2 測定項目

1.2.1 子粒含水率測定 在植株吐絲前，選擇長勢一致的植株進行掛牌標記，記載授粉日期，自人工授粉后，第10 天起每5 d 取一次樣品直至收獲，每個品種取6 個果穗帶回實驗室，取果穗中部子粒100 粒，稱取子粒鮮重，105 ℃條件下殺青30 min，85 ℃條件下烘干至恒重，并稱取子粒干重。

1.2.2 子粒灌漿和脫水特性計算 子粒灌漿和脫水特性計算公式如下。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2017 軟件進行數(shù)據(jù)計算，SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)的方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同玉米品種子粒灌漿速率的變化

從圖1 可以看出，10 個玉米品種的灌漿速率隨著灌漿進程總體表現(xiàn)為先增加后減少的趨勢，灌漿速率總體上在授粉后45～60 d 達到最大，品種之間存在差異。先玉335 累計平均灌漿速率最大，為1.29 g/（100 粒·d），比其他品種增加0.09～0.30 g/（100 粒·d）；新玉47 號累計平均灌漿速率最低，為0.98 g/（100 粒·d）。先玉335 和先玉335 母本的灌漿速率整體表現(xiàn)較好，最大灌漿速率出現(xiàn)在授粉后45～50 d，最大灌漿速率出現(xiàn)后依然維持較高的灌漿速率，顯著高于其他品種，可能與品種的晚熟特性相關(guān)；新玉47 號最大灌漿速率出現(xiàn)在授粉后55～60 d；新玉47 號母本最大灌漿速率出現(xiàn)在授粉后50～55 d、新玉108 最大灌漿速率出現(xiàn)在授粉后50～55 d；新玉108 母本最大灌漿速率出現(xiàn)在授粉后55～60 d，累計平均灌漿速率僅次于先玉335，為1.20 g/（100 粒·d）；新農(nóng)育5005、新農(nóng)育6001、新農(nóng)育6004 最大灌漿速率出現(xiàn)在授粉后50～55 d、新農(nóng)育6390 最大灌漿速率出現(xiàn)在授粉后45～50 d。

圖1 不同玉米品種子粒灌漿速率的變化

2.2 不同玉米品種子粒的含水率

從圖2 可知，不同品種玉米子粒含水率均隨子粒灌漿進程表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢，從授粉后10 d的75.55%～86.38%下降至授粉后65 d 的19.63%～30.61%，參試品種授粉后65 d 的子粒含水率整體上接近適于機械子粒收獲的28%含水率。授粉后10～40 d 的子粒含水率下降迅速，下降幅度為36.68～47.88 個百分點，含水率下降速率為每天1.22～1.60個百分點；授粉后40～65 d 的子粒含水率下降緩慢，下降幅度為11.88～17.80 個百分點，含水率下降速率為每天0.48～0.71 個百分點。授粉后40～65 d 的子粒含水率下降速率較授粉后10～40 d 的子粒含水率下降速率慢，表明不同品種前期子粒含水率下降快。授粉后10 d 的子粒含水率以先玉335 母本最高，為86.38%，新玉47 號母本最低，為75.55%；授粉后65 d的子粒含水率以新農(nóng)育6004 最高，為30.61%，新農(nóng)育5005 最低，為19.63%。灌漿期平均含水率以新農(nóng)育6004 的52.56%最高，新農(nóng)育6390 的51.46%次之，新農(nóng)育6001 的50.66%排第三；新玉47 號母本累計平均含水率最低，為40.02%，比新農(nóng)育6004、新農(nóng)育6390、農(nóng)育6001 分別減少12.45、11.44、10.46 個百分點。

圖2 不同玉米品種子粒含水率的變化

2.3 不同玉米品種子粒的脫水速率

從圖3 可以看出，不同玉米品種子粒的脫水速率表現(xiàn)存在差異。參試玉米品種整體上表現(xiàn)出授粉后10～35 d 玉米子粒脫水速率較高，明顯高于授粉35 d 后的子粒脫水速率，解釋了灌漿前期子粒含水率下降快的原因。各品種較高脫水速率的持續(xù)時間存在一定差異，新玉47 號母本、新玉108 母本、新農(nóng)育5005 較高脫水速率持續(xù)時間長。不同品種子粒的平均脫水速率表現(xiàn)不同，參試玉米品種子粒的平均脫水速率介于每天0.94%～1.19%。新農(nóng)育5005 脫水較快，平均脫水速率為每天1.19%，較高的脫水速率也讓其子粒收獲時保持最低的含水率；先玉335 母本次之，平均脫水速率為每天1.11%，先玉335 和新玉108 的平均脫水速率最低，均為每天0.94%。

圖3 不同玉米品種子粒脫水速率的變化

3 討論

玉米子粒含水率的變化不僅因品種基因型的不同而表現(xiàn)出差異［13］，同時受空氣濕度、溫度、風(fēng)速等氣候因子的影響，子粒含水率的動態(tài)變化存在顯著差異［14］。申琳［15］和栗建枝等［16］的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，子粒自然脫水進程的快慢在品種基因型上存有明顯差異，本研究結(jié)果也表明，玉米子粒自然脫水速率因品種不同而存在明顯差異。授粉后10 d 到授粉后40 d 的玉米子粒含水率下降迅速，授粉后40 d 到授粉后65 d 的子粒含水率下降緩慢。玉米子粒在生理成熟以前的生理脫水速率和生理成熟之后的自然脫水速率直接影響子粒生理成熟時和收獲期的玉米子粒含水率［11］。趙淑杰等［12］和Afuakwa 等［17］研究認為生育期長的玉米品種，其子粒含水率高于生育期短的品種，這與本研究結(jié)果相似，生育期長的先玉335 灌漿雖然快但收獲時子粒含水率偏高，也說明玉米子粒含水率同時受灌漿和脫水速率的影響。

早熟、耐密、抗倒伏、品質(zhì)高、脫水快是篩選適宜子粒機械直收玉米品種的重要指標。子粒含水率對玉米品質(zhì)影響較大，較高的含水量給玉米的收獲、后期運輸和儲存帶來了許多問題［18］。本試驗研究表明，先玉335累計平均灌漿速率最大，為1.29 g/（100粒·d），最大灌漿速率出現(xiàn)在授粉后45～50 d，最大灌漿速率出現(xiàn)后依然維持較高的灌漿速率，顯著高于其他品種，但先玉335 子粒的平均脫水速率最低，可能與其晚熟品種特性有關(guān)，灌漿速率大以及灌漿時間較長可能是子粒自然脫水期持續(xù)時間長的原因，這與李璐璐等［4］晚熟品種脫水速率慢的研究結(jié)果相似。脫水速率的快慢直接決定了收獲期玉米子粒含水率的高低。選擇子粒灌漿迅速同時脫水速率又快的品種是實現(xiàn)玉米子粒機械直收的重要手段。

4 小結(jié)

新疆10 個玉米品種及其親本中，先玉335 子粒的平均灌漿速率最大，為1.29 g/（100 粒·d），比其余品種增加0.09～0.30 g/（100粒·d）；新玉47 號累計平均灌漿速率表現(xiàn)最小，為0.98 g/（100 粒·d）。新農(nóng)育5005 脫水較快，子粒平均脫水速率為每天1.19%，先玉335 母本次之，子粒平均脫水速率為每天1.11%，先玉335 和新玉108 的平均脫水速率最低，均為每天0.94%。不同品種玉米在子粒灌漿及脫水特性方面差異明顯，生產(chǎn)中尤其玉米全程機械化生產(chǎn)中應(yīng)考慮品種子粒的灌漿脫水特性，根據(jù)當(dāng)?shù)責(zé)崃抠Y源選擇脫水灌漿快且適宜機械直收的品種。