玉米雜交種魯單981籽粒灌漿特性研究

程學(xué)元,王春虎,馬娟,張懷勝,吳娜

（1.新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)局,河南新鄉(xiāng)453003；2.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003；3.?？h農(nóng)業(yè)局,河南浚縣456200）

魯單981是河南省近幾年來(lái)推廣種植面積較大的玉米雜交種,以其高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的特性深受農(nóng)民歡迎,在生產(chǎn)中起著重大的作用.玉米籽粒灌漿期至成熟期是決定玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的重要階段[1],本試驗(yàn)?zāi)康氖菍?duì)魯單981的灌漿特性進(jìn)行研究,以期為其高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù).

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種為山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所選育的玉米雜交種魯單981,對(duì)照品種是美國(guó)孟山都遠(yuǎn)東有限公司提供的普通玉米品種迪卡1號(hào)（半緊湊型）.試驗(yàn)在河南科技學(xué)院試驗(yàn)地進(jìn)行,土壤肥力上等.

1.2 試驗(yàn)方法

供試品種于2009年6月10日播種,采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),重復(fù)2次.小區(qū)長(zhǎng)10 m,行距66.7 cm,株距28.5 cm,6行區(qū)種植,種植密度52 500株/hm2.小區(qū)管理同一般大田.吐絲前,各小區(qū)選生長(zhǎng)一致的果穗作標(biāo)記,于授粉后每隔5 d取樣1次,共8次.每小區(qū)取3個(gè)果穗,取穗中部籽粒50粒,測(cè)定籽粒鮮重、干重、體積,計(jì)算含水量和含水率,籽粒體積用排水法測(cè)定.籽粒灌漿速率計(jì)算公式如下：

籽粒灌漿速率[g/（50?！）]=[后1次50粒干重（g）-前1次50粒干重（g）]/兩次取樣間隔天數(shù)（d）[2].

數(shù)據(jù)利用Excel 2003進(jìn)行處理.

2 結(jié)果與分析

2.1 籽粒鮮重和干重變化規(guī)律

對(duì)魯單981和迪卡1號(hào)（CK）兩品種鮮重和干重動(dòng)態(tài)研究表明,兩個(gè)品種籽粒干重和鮮重變化趨勢(shì)基本一致,即：緩慢增重——快速增重——達(dá)到高峰——開始下降.但兩個(gè)品種籽粒干重和鮮重達(dá)到高峰期所需要的時(shí)間明顯不一樣,表明兩品種籽粒灌漿特性有差異,在授粉后的5～15 d增重相對(duì)緩慢,這個(gè)時(shí)期正處于籽粒的形成階段.15～40 d,兩個(gè)品種的干重迅速增加,此期為籽粒干物質(zhì)積累的重要時(shí)期,但魯單981的積累速度明顯快于迪卡1號(hào).兩品種籽粒干重雖均在授粉后40 d左右達(dá)到最大值,但魯單981最大值為16.71 g/50粒,迪卡1號(hào)最大值為13.90 g/50粒,可見這兩個(gè)品種有差異,魯單981籽粒鮮重在授粉后33d達(dá)到最大值,鮮重最大值為28.99g/50粒,迪卡1號(hào)籽粒鮮重在授粉后40d左右達(dá)到最大值,鮮重最大值為22.15 g/50粒.從整個(gè)籽粒灌漿期來(lái)看,魯單981在籽粒鮮重和干重上大于對(duì)照品種迪卡1號(hào),見圖1.

2.2 籽粒體積和水份含量變化規(guī)律

魯單981在授粉后20 d以內(nèi)快速增長(zhǎng),籽粒體積量為0.62 mL/50粒·d（圖2）.這個(gè)時(shí)期是籽粒體積迅速增大期,籽粒的生長(zhǎng)發(fā)育主要表現(xiàn)為胚的分化、形成和胚乳細(xì)胞數(shù)目的增加及籽粒建成[3].20～25 d期間為緩慢增長(zhǎng)階段,25～30 d又是一個(gè)快速增長(zhǎng)期；而對(duì)照迪卡1號(hào)在授粉后前15 d體積迅速增大,增長(zhǎng)量為0.21 mL/50?！,僅為魯單981的33.9%.兩品種籽粒體積增大期過(guò)后,籽粒體積均進(jìn)入平穩(wěn)的增長(zhǎng)時(shí)期,兩品種體積均在授粉后40 d左右達(dá)到最大值,但在整個(gè)籽粒灌漿期間魯單981籽粒體積比迪卡1號(hào)較大,說(shuō)明魯單981籽粒庫(kù)容量大，易獲高產(chǎn).相關(guān)研究表明,籽粒體積前期增長(zhǎng)快慢與后期下降快慢間接反映了灌漿速率的快慢和灌漿時(shí)期的長(zhǎng)短[4].

圖1 魯單981和迪卡1號(hào)（CK）籽粒鮮重和干重變化動(dòng)態(tài)

圖2 魯單981和迪卡1號(hào)（CK）籽粒體積變化動(dòng)態(tài)

圖3 魯單981和迪卡1號(hào)含水量的變化動(dòng)態(tài)

兩品種籽粒含水量總體變化趨勢(shì)一致（圖3）,即：含水量隨授粉后天數(shù)的增加而增加.兩品種籽粒含水量在授粉后5～15 d左右增長(zhǎng)較快,最大含水量均出現(xiàn)在授粉后32 d左右,魯單981籽粒最大含水量為13.96 g/50粒,迪卡1號(hào)為9.23 g/50粒.籽粒含水率則隨授粉后天數(shù)的增加呈下降趨勢(shì)（圖4）,這與籽粒干物質(zhì)的不斷累積相一致.魯單981籽粒最大含水率為89.3%,對(duì)照迪卡1號(hào)為88.1%,兩者相差不大,且均出現(xiàn)在授粉后5 d.但對(duì)照迪卡1號(hào)下降始終快于魯單981，含水量過(guò)快下降不利于中后期干物質(zhì)轉(zhuǎn)移和積累（見圖5）.

籽粒水分是研究灌漿期籽粒發(fā)育進(jìn)程的重要指標(biāo),因?yàn)檎麄€(gè)灌漿期就是由籽粒水分和物質(zhì)發(fā)育之間的關(guān)系控制[4].本研究表明籽粒含水量和籽粒體積的關(guān)系密切,相關(guān)系數(shù) r魯單981=0.920**,r迪卡1號(hào)=0.874**,均達(dá)極顯著水平.兩品種籽粒體積的大小和含水量變化的數(shù)量關(guān)系比較穩(wěn)定,其籽粒體積隨籽粒含水量的增大而增大,籽粒含水量的變化動(dòng)態(tài)和籽粒體積的變化動(dòng)態(tài)也呈現(xiàn)一致性.

2.3 籽粒灌漿特性

2.3.1 灌漿速率 由圖5可以看出,魯單981籽粒灌漿速率變化動(dòng)態(tài)呈單峰變化趨勢(shì),魯單981灌漿速率在授粉后23 d左右達(dá)最大值，為0.81 g/50?！,而迪卡1號(hào)在18 d左右出現(xiàn)高峰,比魯單981提前5 d左右.迪卡1號(hào)灌漿速率最大值較魯單981大,但在整個(gè)灌漿期間,迪卡1號(hào)灌漿速率波動(dòng)比較大,其在授粉后18 d左右出現(xiàn)一個(gè)灌漿高峰,隨后呈直線下降,在授粉后33 d左右時(shí)又出現(xiàn)一個(gè)灌漿高峰,形成雙峰變化趨勢(shì).但從總體上來(lái)看,魯單981的灌漿速率表現(xiàn)平緩,波動(dòng)不大.

圖4 魯單981和迪卡1號(hào)含水率的變化動(dòng)態(tài)

圖5 魯單981和迪卡1號(hào)（CK）灌漿速率變化動(dòng)態(tài)

表1 魯單981和迪卡1號(hào)籽粒灌漿速率與平均氣溫的關(guān)系

2.3.2 灌漿速率與含水量、含水率的關(guān)系 魯單981和迪卡1號(hào)籽粒灌漿速率與籽粒含水量的關(guān)系呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù) r魯單981=0.898**,且達(dá)極顯著水平；r迪卡1號(hào)=0.529,不顯著.在灌漿高峰前,籽粒灌漿速率隨著籽粒含水量的增大而增大,這種關(guān)系魯單981表現(xiàn)更為明顯些,籽粒含水量最高時(shí),灌漿速率最大.此期魯單981含水量為13.96 g/50粒,迪卡1號(hào)為9.23 g/50粒,隨后玉米籽粒含水率進(jìn)入下降時(shí)期,這與前人研究結(jié)果相一致[5].籽粒含水率同樣制約著灌漿速率.圖3、4中對(duì)照迪卡1號(hào)籽粒含水率下降較快,正是由于前期高的灌漿速率所致.本研究中魯單981籽粒含水量與籽粒體積呈正相關(guān),而籽粒含水量與籽粒灌漿速率在灌漿高峰期前也呈現(xiàn)正相關(guān).

2.3.3 灌漿速率與溫度的關(guān)系 表1表明,氣溫變化對(duì)玉米籽粒灌漿速率的影響較明顯.根據(jù)新鄉(xiāng)地區(qū)2009年8～9月的氣候特點(diǎn),在整個(gè)灌漿期間,氣候平均氣溫變化與玉米籽粒灌漿速率變化關(guān)系也表現(xiàn)一定的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)r魯單981=0.789*,且達(dá)顯著水平,r迪卡1號(hào)=0.579,不顯著.即其灌漿速率與溫度關(guān)系表現(xiàn)為：魯單981的灌漿速率隨平均氣溫的升高而增大,隨平均氣溫的降低而減小.迪卡一號(hào)籽粒灌漿速率與氣溫變化吻合程度較差.東先旺等[6]研究表明溫差過(guò)大不利于干物質(zhì)的生產(chǎn)和積累.

3 討論與結(jié)論

綜上所述,灌漿特性是玉米生長(zhǎng)后期影響產(chǎn)量的主要因素[7-9],其主要表現(xiàn)在灌漿速率大則粒重高[10],魯單981較迪卡1號(hào)具有籽粒體積大,灌漿速率高,灌漿時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn),從而為高產(chǎn)打下基礎(chǔ).魯單981整個(gè)灌漿期間,籽粒含水量相對(duì)都高于迪卡1號(hào)，其籽粒灌漿速率變化動(dòng)態(tài)呈單峰變化趨勢(shì),玉米籽粒灌漿速率和籽粒體積、含水量關(guān)系呈正相關(guān),因此灌漿期應(yīng)保證充足的水分供應(yīng)，有益增產(chǎn).魯單981的灌漿速率和氣溫變化呈顯著正相關(guān),灌漿期低溫對(duì)籽粒發(fā)育的影響很大[11].在推廣利用魯單981方面應(yīng)注意選擇適宜的生態(tài)區(qū)域，以提高對(duì)環(huán)境熱資源的有效利用.魯單981灌漿速率變化平緩,具有較長(zhǎng)的灌漿期,結(jié)合這些特點(diǎn),應(yīng)把握好魯單981的收獲期，以獲高產(chǎn).

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