密度對(duì)玉米生理成熟后籽粒含水率及脫水速率的影響

王兵 劉冬玲 薛林

摘要 [目的]為研究種植密度對(duì)玉米生理成熟后籽粒含水率及脫水速率的影響，探尋適合玉米籽粒機(jī)收的合理密植栽培模式。[方法]以蘇玉30、蘇玉29、蘇玉20和農(nóng)大108為試驗(yàn)材料，采取裂區(qū)設(shè)計(jì)，分析密度對(duì)生理成熟后籽粒含水率與脫水速率的影響。[結(jié)果]隨著密度的增加，玉米生理成熟期和收獲期籽粒含水率增加，而脫水速率降低。與蘇玉20和農(nóng)大108相比，蘇玉30和蘇玉29生理成熟期的籽粒含水率相對(duì)較低，隨密度的增加其脫水速率的下降幅度也較小。就脫水性狀而言，蘇玉30和蘇玉20具有耐密植的特點(diǎn)。[結(jié)論]該研究為適合玉米籽粒機(jī)收條件下的密植栽培模式提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 玉米密度；生理成熟期；收獲期；籽粒含水率；脫水速率

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）20-0038-03

Abstract [Objective] To research the effects of planting density on kernel moisture content and dehydration rate after corn physiological maturity，and to establish close planting mode of maize.[Method] With four maize varieties Suyu 30，Suyu 29，Suyu 20 and Nongda 108 as the test materials，splitplot design with four levels were designed.Effects of density on kernel moisture content and dehydration rate after corn physiological maturity in different planting densities were analyzed.[Result] With plant density enhanced，the maize kernel moisture content increased，but ehydration rate decreased at physiological maturity stage and harvest stage.Compared with Suyu 20 and Nongda 108，kernel moisture contents of Suyu 30 and Suyu 29 at physiological maturity stage were relatively lower，and the decline of dehydration rate after corn physiological maturity for Suyu 30 and Suyu 29 was also lower.Suyu 30 and Suyu 29 had the characteristics of close planting density in terms of dehydration character.[Conclusion] This research provided references for close planting mode of maize which was suitable for kernel mechanical harvest.

Key words Maize planting density；Physiological maturity stage；Harvest stage；Kernel moisture content；Dehydration rate

籽粒機(jī)收是玉米今后發(fā)展的方向。為降低籽粒機(jī)收的破損率和收獲后籽粒的烘干成本，需要使收獲時(shí)的含水率降至28%或25%以下[1- 2]。前人的研究多以生理成熟期為最佳收獲期，玉米籽粒乳線消失、胚部黑層出現(xiàn)是玉米生理成熟的標(biāo)志，此時(shí)玉米籽粒干重達(dá)最大值[3]，通常含水率為20%～40%[3-5]。玉米收獲期籽粒含水率是由干物質(zhì)積累速率、生理成熟期含水率和脫水速率3個(gè)因素所決定的。生理成熟后籽粒脫水速率主要受基因加性效應(yīng)控制，選擇生理成熟期籽粒含水率低且脫水速率快的基因型不會(huì)影響玉米的熟期和產(chǎn)量[6]。因此，研究影響玉米籽粒脫水速率的因素及選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、脫水速率快的玉米新品種對(duì)盡早實(shí)現(xiàn)玉米籽粒機(jī)收具有十分重要的意義。

種植密度對(duì)玉米籽粒灌漿過程影響顯著[7-8]。隨著種植密度的增加，粒重、最大生長(zhǎng)速率等下降，而平均灌漿速率等上升，但不同自交系對(duì)種植密度的敏感性不同。生理成熟前密度對(duì)籽粒含水率及脫水速率的影響不顯著，生理成熟后密度對(duì)籽粒含水率及脫水速率的影響顯著。鑒于此，筆者以江蘇春玉米品種蘇玉30、蘇玉29、蘇玉20、農(nóng)大108為試驗(yàn)材料，研究不同密植條件下生理成熟后玉米籽粒含水率與脫水速率的變化，為研究適合玉米籽粒機(jī)收條件下的密植栽培模式提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年3月28和4月1日分別在江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所如皋試驗(yàn)基地和啟東試驗(yàn)基地進(jìn)行播種。土壤類型均為砂壤土，如皋試驗(yàn)基地土壤含有機(jī)質(zhì)26.4 g/kg、速效氮88.7 mg/kg、速效磷22.9 mg/kg、速效鉀125.0 mg/kg；啟東試驗(yàn)基地土壤含有機(jī)質(zhì)21.6 g/kg、速效氮89.5 mg/kg、速效磷21.7 mg/kg、速效鉀114.0 mg/kg。根據(jù)南通氣象部門資料，2016年3—7月南通平均氣溫為22.2 ℃，總降雨量為632 mm，總?cè)照諘r(shí)數(shù)為650 h。

1.2 試驗(yàn)材料 采用江蘇省春玉米品種蘇玉30、蘇玉29、蘇玉20和農(nóng)大108為試驗(yàn)材料。

1.3 試驗(yàn)方法

設(shè)置3個(gè)密度（6.0萬(wàn)、7.5萬(wàn)、9.0萬(wàn)株/hm2），采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，其中種植密度為主區(qū)，品種為副區(qū)。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)8行，3次重復(fù)，等行距種植，行距0.6 m。播種前施用尿素、過磷酸鈣和氯化鉀，折合成純氮40 kg/hm2、P2O5 67 kg/hm2和K2O 91 kg/hm2。在大喇叭口期和吐絲期分別追施尿素，分別折合純氮37、72 kg/hm2。其他管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

記錄各小區(qū)的出苗和吐絲日期，每個(gè)小區(qū)吐絲之前標(biāo)記60株長(zhǎng)勢(shì)一致的代表性植株并對(duì)雌穗進(jìn)行套袋。吐絲后統(tǒng)一授粉，確保授粉日期一致，并記錄授粉日期。自授粉后第35 d開始取樣，每5 d取樣1次。取樣時(shí)間統(tǒng)一在9：00—11：00，選取標(biāo)記植株的果穗2個(gè)，取果穗中部籽粒100粒，用天平稱取籽粒鮮重，記錄乳線下移時(shí)期，裝入牛皮紙袋，在烘箱中105 ℃烘30 min，然后80 ℃烘干至恒重，稱干重。計(jì)算籽粒含水率和脫水速率：含水率（%）=（鮮重-干重）/鮮重×100，脫水速率（%/d）=[生理成熟期含水率（%）-收獲期含水率（%）]/間隔天數(shù)。以乳線消失、黑層完全形成為生理成熟的判定依據(jù)，記錄每個(gè)品種有標(biāo)記植株的生理成熟期，以生理成熟后15 d為收獲期。

1.5 數(shù)據(jù)處理 用Excel 2007和Sigmaplot 11進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，用SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米表型變異分析 由表1可知，在各試驗(yàn)點(diǎn)同一密度不同品種之間的籽粒含水率、百粒干重、脫水速率達(dá)極顯著差異；同一品種不同密度之間各性狀存在極顯著差異。

2.2 密度對(duì)不同玉米品種生理成熟期和收獲期籽粒含水率的影響

不同密度條件下，各品種籽粒含水率及百粒干重見表1。生理成熟期的籽粒含水率和收獲期的籽粒含水率在不同密度不同品種中均達(dá)到極顯著差異，而不同密度不同品種的百粒干重在生理成熟期和收獲期沒有顯著差異。在如皋試驗(yàn)點(diǎn)6.0萬(wàn)株/hm2密度條件下，生理成熟期和收獲期的籽粒含水率平均值分別為39.3%、31.9%，變異范圍分別為37.7%～41.1%和30.1%～33.4%；7.5萬(wàn)株/hm2密度條件下，生理成熟期和收獲期的籽粒含水率平均值分別為40.2%、33.1%，變異范圍分別為38.1%～42.2%和30.8%～35.1%；9.0萬(wàn)株/hm2密度條件下，生理成熟期和收獲期的籽粒含水率平均值分別為43.5%、37.2%，變異范圍分別為42.4%～44.2%和35.7%～38.8%。由此可見，生理成熟期和收獲期的籽粒含水率隨密度的增加而增加。與蘇玉20和農(nóng)大108相比，蘇玉30和蘇玉29生理成熟期和收獲期的籽粒含水率相對(duì)較低。在啟東試驗(yàn)點(diǎn)也得到相似的結(jié)果。

2.3 密度對(duì)不同玉米品種授粉后籽粒含水率及脫水速率的影響

由圖1可知，各品種玉米的籽粒脫水速率隨密度的增加而降低，不同品種降低的幅度有較大差異。在如皋試驗(yàn)點(diǎn)與6.0萬(wàn)株/hm2密度處理相比，7.5萬(wàn)株/hm2密度條件下蘇玉30、蘇玉29、蘇玉20、農(nóng)大108的籽粒脫水速率分別下降了0、3.9%、2.8%、7.8%；而9.0萬(wàn)株/hm2密度條件下分別下降了6.9%、7.9%、18.1%和32.5%；在啟東試驗(yàn)點(diǎn)與6.0萬(wàn)株/hm2密度處理相比，在7.5萬(wàn)株/hm2密度條件下蘇玉30、蘇玉29、蘇玉20、農(nóng)大108的籽粒脫水速率分別下降了10.7%、8.1%、22.4%、15.8%；在9.0萬(wàn)株/hm2密度條件下分別下降了17.3%、13.5%、26.3%和27.6%。與蘇玉20和農(nóng)大108相比，隨著密度的增加，蘇玉30和蘇玉29籽粒脫水速率下降幅度較小。

3 結(jié)論與討論

品種的機(jī)收特性是影響玉米機(jī)械直收籽粒進(jìn)程的關(guān)鍵因素。美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的通過選取熟期早、果穗脫水快、抗倒的品種，并通過結(jié)合后期站稈晾曬有效地實(shí)現(xiàn)了玉米籽粒機(jī)械機(jī)收。當(dāng)前，玉米收獲仍是我國(guó)春玉米生產(chǎn)機(jī)械作業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)，制約玉米生產(chǎn)技術(shù)水平的整體提升[9]。籽粒生理成熟后脫水性狀決定玉米雜交種收獲時(shí)的含水率，選擇生理成熟后籽粒脫水快的品種對(duì)早日實(shí)現(xiàn)籽粒機(jī)收起關(guān)鍵作用[9-10]。該研究表明，玉米生理成熟期和收獲期的籽粒含水率隨密度的增加而增加，而脫水速率隨密度的增加而降低，且不同品種之間的變異幅度較大。當(dāng)前，提高種植密度是挖掘玉米產(chǎn)量潛力的關(guān)鍵技術(shù)之一，玉米籽粒機(jī)收將是我國(guó)玉米生產(chǎn)發(fā)展的重要研究方向。因此，選擇密植條件下適合玉米籽粒機(jī)收的玉米品種至關(guān)重要。該研究中，與蘇玉20和農(nóng)大108相比，蘇玉30和蘇玉29生理成熟期和收獲期的籽粒含水率相對(duì)較低，另外隨著密度的增加其脫水速率下降幅度較小，說明這2個(gè)品種就脫水性狀而言具有耐密植的特點(diǎn)。

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