萬澤花 任佰朝 趙 斌 劉 鵬 董樹亭 張吉旺

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不同熟期夏玉米品種籽粒灌漿與脫水特性及其密度效應(yīng)

萬澤花 任佰朝 趙 斌 劉 鵬 董樹亭 張吉旺*

作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 山東泰安 271018

研究不同熟期夏玉米品種籽粒灌漿與脫水特性及種植密度的調(diào)控作用, 以期為黃淮海地區(qū)夏玉米籽粒機(jī)收提供科學(xué)依據(jù)。2016—2017年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米科技創(chuàng)新園, 種植早熟玉米品種登海518 (DH518)、衡早8號(hào)(HZ8)和中晚熟玉米品種鄭單958 (ZD958)、登海605 (DH605), 設(shè)60 000、75 000、90 000株 hm–23個(gè)種植密度。結(jié)果表明, 早熟品種DH518、HZ8較中晚熟品種ZD958、DH605灌漿期短, 產(chǎn)量低。4個(gè)品種生理成熟時(shí)的籽粒含水率與其生育期相關(guān)性不顯著, 早熟品種籽粒后期脫水速率快, DH518和HZ8從籽粒達(dá)最大含水量到生理成熟的脫水速率均值較ZD958和DH605兩年分別高0.015% °C–1和0.014% °C–1。相關(guān)性分析顯示, 籽粒脫水速率與灌漿速率相關(guān)性不顯著, 生育后期籽粒含水率與莖鞘、葉片含水率呈顯著正相關(guān), 與苞葉、穗軸含水率呈極顯著正相關(guān)。隨種植密度的增加, 不同品種籽粒灌漿期縮短, 平均灌漿速率降低, 籽粒生理成熟時(shí)的含水率降低。合理增加種植密度能夠顯著提高不同熟期夏玉米品種的產(chǎn)量。

夏玉米; 生育期; 籽粒灌漿; 籽粒脫水; 產(chǎn)量; 種植密度

機(jī)械化粒收是實(shí)現(xiàn)玉米全程機(jī)械化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)[1]。目前, 我國玉米品種生育期長、收獲時(shí)籽粒含水率較高。前人研究表明, 破碎率高是影響機(jī)械粒收質(zhì)量的主要問題, 而籽粒含水率高是導(dǎo)致籽粒破碎的主要原因之一。因此, 實(shí)現(xiàn)玉米機(jī)械化粒收應(yīng)用的關(guān)鍵在于品種收獲時(shí)的籽粒含水率[2-5]。玉米收獲時(shí)的籽粒含水量受生理成熟時(shí)含水率和生理成熟后脫水速率的控制, 且在玉米生長后期, 籽粒含水率與苞葉、穗軸的含水率呈極顯著正相關(guān)[6-9]。籽粒灌漿速率和脫水速率直接影響玉米籽粒生長發(fā)育過程中的含水量, 且籽粒灌漿速率的加快有助于脫水速率的提高, 二者呈正相關(guān)[10]。李璐璐等[11]報(bào)道, 生理成熟時(shí)的籽粒含水率與灌漿持續(xù)期相關(guān)性較弱。生理成熟后籽粒脫水快慢與灌漿期長短成反比, 即灌漿越快, 生理成熟后的籽粒脫水速率越大[12]。而籽粒灌漿特性是影響玉米產(chǎn)量的重要因素之一, 延長有效灌漿期和增大灌漿速率能夠提高產(chǎn)量[13]。黃淮海區(qū)主要采用冬小麥-夏玉米一年兩熟的種植模式, 為不影響下茬小麥的播種, 玉米收獲時(shí)間偏早, 目前的主推品種生育期偏長易導(dǎo)致籽粒收獲時(shí)成熟度不足, 含水率過高[14-15]。選擇早熟品種會(huì)導(dǎo)致玉米單株產(chǎn)量降低, 而增加種植密度是獲取高產(chǎn)的主要途徑[16]。在一定范圍內(nèi), 隨種植密度增加玉米籽粒灌漿活躍時(shí)期延長, 灌漿速率減小, 收獲時(shí)的含水率下降[17-18]。因此, 充分協(xié)調(diào)品種熟期、收獲時(shí)籽粒含水率及種植密度之間的關(guān)系, 對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化粒收具有重要意義[19]。本文重點(diǎn)研究不同熟期夏玉米品種籽粒灌漿與脫水特性及其受種植密度的調(diào)控, 以期為黃淮海地區(qū)夏玉米籽粒機(jī)收提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米科技創(chuàng)新園(36.09°N, 117.09°E)具溫帶大陸性季風(fēng)氣候, 2016年和2017年夏玉米生長期內(nèi)(6月10日至10月1日)有效積溫分別為1826.5°C和1860.5°C, 降雨量為分別為442.2 mm和386.7 mm, 土壤類型為棕壤土, 播種前0~20 cm土壤養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)12.2 g kg–1、全氮1.1 g kg–1、堿解氮60.6 mg kg–1、速效磷41.7 mg kg–1和速效鉀68.1 mg kg–1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用早熟玉米品種登海518 (DH518)、衡早8號(hào)(HZ8)和中晚熟玉米品種鄭單958 (ZD958)、登海605 (DH605), 早熟品種的生育期為105 d左右, 中晚熟品種的生育期為115 d左右。采用裂區(qū)設(shè)計(jì), 主區(qū)為密度, 副區(qū)為品種。設(shè)60 000、75 000、90 000株 hm–23個(gè)種植密度, 小區(qū)面積為長9 m×寬6 m, 重復(fù)3次, 隨機(jī)排列。播種前精細(xì)整地, 造墑。6月上旬播種, 等行距種植, 行距60 cm, 肥料用量為純氮210 kg hm–2、P2O552.5 kg hm–2和K2O 67.5 kg hm–2, 氮肥為尿素(含純氮46%), 磷肥為過磷酸鈣(含P2O517%), 鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)。氮肥分別于播種時(shí)施入40%, 小喇叭口期施入60%, 磷鉀肥全部基肥施入, 按高產(chǎn)田水平進(jìn)行田間管理。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生育進(jìn)程調(diào)查與積溫計(jì)算 播種后及時(shí)觀察并記錄各處理吐絲期(R1)及完全成熟(R6)的時(shí)間, 完熟以果穗中下部籽粒黑層出現(xiàn), 乳線消失日期為準(zhǔn)。氣象資料由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)站提供, 參照嚴(yán)定春等[20]方法計(jì)算積溫。

1.3.2 籽粒灌漿特性 選吐絲期長勢一致的植株, 將同一天授粉的植株掛牌標(biāo)記日期。授粉后10 d開始, 從掛牌植株中取有代表性植株, 以后每5 d取一次, 直至生理成熟。同一處理中, 選取3個(gè)果穗。取每果穗中部籽粒100粒, 迅速測定其鮮重, 之后105°C殺青30 min, 80°C烘干至恒量, 稱重。

平均灌漿速率(g °C–1) = 生理成熟期百粒干重/灌漿期有效積溫

籽粒最大含水量到生理成熟的灌漿速率(g °C–1) = (生理成熟期百粒干重-籽粒絕對(duì)含水量最大時(shí)的百粒干重)/籽粒絕對(duì)含水量最大到生理成熟的有效積溫

1.3.3 籽粒脫水特性 每次取樣后立即脫粒, 從每株的新鮮籽粒中稱取100 g (w１)試樣, 室內(nèi)自然風(fēng)干, 后稱干重(w2), 再從風(fēng)干樣中取出25 g (w3)裝入紙袋內(nèi), 于(103±2)°C條件下, 烘干至恒重(w4), 每次取樣時(shí)的籽粒含水率(%) = (w1w3-w2w4)/(w1w3) × 100[21], 并計(jì)算果穗中部100粒籽粒的絕對(duì)含水量, 籽粒絕對(duì)含水量(g 粒–1) = (100粒鮮重－100粒干重)/100, 記下籽粒絕對(duì)含水量達(dá)到最大和籽粒達(dá)到生理成熟時(shí)含水率, 計(jì)算出從最大籽粒含水量到生理成熟的籽粒脫水速率。玉米籽粒授粉后12 d之前籽粒含水率在80%~90%之間[22], 因此, 將授粉初期的籽粒含水率固定為90%, 從而根據(jù)籽粒生理成熟時(shí)的含水率計(jì)算出籽粒從授粉到生理成熟的脫水速率, 即為總脫水速率。

最大籽粒含水量到生理成熟的籽粒脫水速率(% °C–1)=(籽粒最大絕對(duì)含水量時(shí)的含水率－生理成熟時(shí)的籽粒含水率)/籽粒絕對(duì)含水量最大到生理成熟的有效積溫

總脫水速率(% °C–1) = (90－生理成熟期籽粒含水率)/灌漿期有效積溫

1.3.4 各器官含水率 從花后25 d開始, 每次取果穗的同時(shí)也將該果穗所在的植株取出, 并分為莖鞘、葉片、苞葉、籽粒及穗軸, 稱其鮮重后裝入紙袋, 于105°C烘箱殺青30 min, 85°C烘箱烘至恒重。各器官含水率(%) = (該器官鮮重－該器官干重)/該器官鮮重×100。用SPSS軟件對(duì)花后25 d到成熟時(shí)籽粒與其他器官含水率變化進(jìn)行相關(guān)性分析。

1.3.5 測產(chǎn)與考種 將每小區(qū)隨機(jī)重復(fù)3次, 每重復(fù)取30個(gè)果穗, 自然風(fēng)干, 用于室內(nèi)考種。產(chǎn)量(kg hm–2) = 收獲穗數(shù)(ears hm–2)×穗粒數(shù)×千粒重(g)/106×(1-含水率%)/(1-14%)

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010計(jì)算數(shù)據(jù), SPSS 17.0 (LSD, Duncan’s)軟件統(tǒng)計(jì)和分析數(shù)據(jù), SigmaPlot 10.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量

隨生育期的延長, 不同玉米品種的產(chǎn)量增加。以2017年為例, 種植密度75 000株 hm–2條件下, ZD958較HZ8、DH518、DH605產(chǎn)量高20.7%、9.7%和9.3%。當(dāng)密度從60 000株 hm–2增至75 000、90 000株 hm–2時(shí), 不同玉米品種產(chǎn)量顯著提高, DH518在90 000株 hm–2密度條件下產(chǎn)量達(dá)到13 119 kg hm–2, 與ZD958、DH605在75 000株 hm–2密度條件下的產(chǎn)量差異不顯著。種植密度、品種及品種和年份的交互作用均達(dá)到顯著差異水平(表1)。而在2016年, DH605產(chǎn)量最高, 在相同密度下, ZD958的產(chǎn)量高于DH518, 差異不顯著。兩年試驗(yàn)結(jié)果基本一致(圖1)。

圖1 不同熟期夏玉米品種的產(chǎn)量

標(biāo)以不同小寫字母的柱值達(dá)到0.05顯著差異。DH518: 登海518; HZ8: 衡早8號(hào); ZD958: 鄭單958; DH605: 登海605。

Bars superscripted by a different small letter within the same plant density are significantly different at the 0.05 probability level. DH518: Denghai 518; HZ8: Hengzao 8; ZD958: Zhengdan 958; DH605: Denghai 605.

2.2 不同熟期玉米品種的生育進(jìn)程和有效積溫

不同熟期玉米品種從播種到吐絲、吐絲到成熟及播種到成熟所需的天數(shù)和有效積溫不同。中晚熟品種吐絲前后所需的天數(shù)和有效積溫均長于早熟品種。以2017年為例, 種植密度75 000株 hm–2條件下, DH605較DH518、HZ8吐絲前的天數(shù)(有效積溫)均多6 d (97.7°C), 而到達(dá)生理成熟分別多10 d (120.4°C)和11 d (133.5°C), ZD958較DH518、HZ8吐絲均多5 d (83.6°C), 而到達(dá)生理成熟分別多9 d (113.6°C)和10 d (126.7°C)。黃淮海地區(qū)玉米收獲時(shí)間可推遲至10月1日, 早熟品種的籽粒能夠正常達(dá)到生理成熟, 可有多余的時(shí)間8~11 d即99.5~ 133.5°C的有效積溫進(jìn)行生理成熟后脫水(表2)。

2.3 籽粒灌漿特性

隨生育期的延長, 不同玉米品種灌漿期有效積溫增多, 生理成熟期百粒重增大, 平均灌漿速率和籽粒最大含水率到成熟的灌漿速率因品種和年份的不同而異。隨種植密度的增加, 不同品種灌漿期積溫減少, 平均灌漿速率降低, 生理成熟期百粒重降低。以2017年為例, 75 000株 hm–2種植密度條件下, DH518較DH605灌漿期積溫少22.5°C, 生理成熟期百粒重低19.0%。當(dāng)密度從60 000株 hm–2增至75 000、90 000株 hm–2時(shí), 不同品種灌漿期積溫減少5.6~25.1°C, 平均灌漿速率降低0~4 mg °C–1, 生理成熟期百粒重降低0.66~4.80 g (表3)。

表1 不同熟期品種產(chǎn)量的方差分析

**表示在0.01水平上差異顯著。

**: significant difference at the 0.01 probability level.

表2 不同熟期夏玉米品種的生育進(jìn)程與有效積溫

DH518: 登海518; HZ8: 衡早8號(hào); ZD958: 鄭單958; DH605: 登海605。R1: 吐絲期; R6: 完熟期。

DH518: Denghai 518; HZ8: Hengzao 8; ZD958: Zhengdan 958; DH605: Denghai 605. R1: date of silking stage; R6: date of physiological maturity. M/D: month/day; EATBS: effective accumulated temperature before silking; EATAS: effective accumulated temperature after silking; TEAT: total effective accumulated temperature.

2.4 生理成熟時(shí)籽粒含水率

不同玉米品種間生理成熟時(shí)的籽粒含水率存在顯著差異, 其中ZD958兩年均最高, 分別為30.8%、28.5%。早熟品種生理成熟時(shí)的籽粒含水率未必低于中晚熟品種(圖2)。對(duì)2016—2017兩年75 000株 hm–2密度條件下不同品種籽粒生理成熟時(shí)的含水率與其生育期總積溫進(jìn)行相關(guān)性分析表明二者相關(guān)性不顯著(=0.155,=0.713)。當(dāng)密度從60 000株 hm–2增至75 000、90 000株 hm–2時(shí), 不同品種生理成熟時(shí)的含水率變化不同, 且這種變化在年際間表現(xiàn)不一致。方差分析顯示, 年份、品種的交互和年份、種植密度、品種及三者的交互對(duì)生理成熟期籽粒含水率均有極顯著影響(表4)。

2.5 籽粒脫水特性

不同熟期夏玉米品種的總脫水速率和籽粒最大含水率時(shí)到成熟時(shí)的脫水速率差異顯著。早熟品種籽粒最大含水率時(shí)到成熟時(shí)的脫水速率顯著高于中晚熟品種。早熟品種從吐絲到籽粒最大含水量時(shí)的積溫少于中晚熟品種。以2017年為例, 75 000株 hm–2種植密度條件下, DH518、HZ8、ZD958、DH605籽粒最大含水率時(shí)到成熟時(shí)的脫水速率為0.067、0.070、0.051和0.058% °C–1。DH518、HZ8的籽粒最大含水率時(shí)到成熟時(shí)的脫水速率均值較ZD958、DH605高0.014% °C–1。DH518、HZ8吐絲到籽粒最大含水量時(shí)的積溫為463.6°C、463.6°C, 而ZD958、DH605為544.3°C、530.2°C。隨種植密度增加, 不同品種的脫水速率和生理成熟時(shí)的籽粒含水率在年際間表現(xiàn)不一致(表5)。

表3 不同熟期夏玉米品種的籽粒灌漿速率

同列標(biāo)以不同小寫字母的值達(dá)到0.05顯著差異。DH518: 登海518; HZ8: 衡早8號(hào); ZD958: 鄭單958; DH605: 登海605。

Values followed by a different small letter within a column are significantly different at the 0.05 probability level. DH518: Denghai 518; HZ8: Hengzao 8; ZD958: Zhengdan 958; DH605: Denghai 605.EATFP: effective accumulated temperature during filling period; 100-KDWPM: 100-kernel dry weight at physiological maturity; 100-KDWMWC: 100-kernel dry weight at maximum water content; FRMWCM: Filling rate between maximum water content and maturity.

表4 生理成熟期籽粒含水率方差分析

*表示在0.05水平上差異極顯著;**表示在0.01水平上差異極顯著。

*: significant difference at the 0.05 probability level.**: significant difference at the 0.01 probability level.

表5 不同熟期夏玉米品種的籽粒脫水速率

同列標(biāo)以不同小寫字母的值達(dá)到0.05顯著差異。DH518: 登海518; HZ8: 衡早8號(hào); ZD958: 鄭單958; DH605: 登海605。

Values followed by a different small letter within a column are significantly different at the 0.05 probability level. DH518: Denghai 518; HZ8: Hengzao 8; ZD958: Zhengdan 958; DH605: Denghai 605. EATAS: effective accumulated temperature after silking; EATSMGWC: effective accumulated temperature from silking to maximum grain water content; GMCMWC: grain moisture content at maximum water content; GMCPM: grain moisture content at physiological maturity; DRMGWCPM: dehydration rate from maximum grain water content to physiological maturity; TDR: total dehydration rate.

圖2 不同熟期夏玉米品種生理成熟時(shí)的籽粒含水率

標(biāo)以不同小寫字母的柱值達(dá)到0.05顯著差異。DH518: 登海518; HZ8: 衡早8號(hào); ZD958: 鄭單958; DH605: 登海605。

Bars superscripted by a different small letter within the same plant density are significantly different at the 0.05 probability level. DH518: Denghai 518; HZ8: Hengzao 8; ZD958: Zhengdan 958; DH605: Denghai 605.

2.6 籽粒脫水與灌漿參數(shù)相關(guān)性分析

對(duì)2016—2017年不同品種籽粒脫水與灌漿參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析表明, 生理成熟期百粒重與灌漿期積溫呈顯著正相關(guān), 與平均灌漿速率呈極顯著正相關(guān); 總脫水速率和籽粒最大含水率時(shí)到成熟時(shí)的脫水速率與灌漿期積溫分別呈極顯著負(fù)相關(guān)和顯著負(fù)相關(guān); 總脫水速率與籽粒最大含水率時(shí)到成熟時(shí)的脫水速率呈極顯著正相關(guān); 總脫水速率與平均灌漿速率相關(guān)性不顯著, 籽粒達(dá)最大含水率時(shí)到成熟時(shí)的脫水速率與其灌漿速率相關(guān)性不顯著(表6)。

2.7 籽粒與其他器官含水率變化的相關(guān)性分析

從花后25 d到成熟, 籽粒的含水率與莖鞘、葉片含水率呈顯著正相關(guān), 與苞葉、穗軸含水率呈極顯著正相關(guān), 且相關(guān)系數(shù)最大。以2017年為例, 將4個(gè)玉米品種各器官含水率變化與籽粒的相關(guān)系數(shù)求均值得出其大小順序?yàn)榘~>穗軸>莖鞘>葉片。兩年試驗(yàn)結(jié)果一致(表7)。

3 討論

3.1 不同熟期玉米品種的籽粒灌漿與脫水特性

籽粒脫水過程和灌漿過程同步進(jìn)行[23-24]。在灌漿初期, 干重積累較少, 含水量急劇上升, 含水率在90%~80%, 此階段主要完成胚的分化。在灌漿中期, 干物質(zhì)呈直線增長, 含水量達(dá)到最大, 含水率在80%~40%, 此階段結(jié)束時(shí)干物質(zhì)已達(dá)最終量的70%~80%, 是決定粒重的關(guān)鍵時(shí)期。在灌漿后期, 干物質(zhì)繼續(xù)增加, 但速度減慢, 含水量下降, 含水率在40%~25%, 此階段是發(fā)揮中晚熟玉米增產(chǎn)潛力的關(guān)鍵時(shí)期[25]。前人對(duì)黑龍江省春玉米品種研究表明, 不同品種的灌漿速率和脫水速率不同, 產(chǎn)量較高且收獲時(shí)籽粒含水量較低的品種表現(xiàn)為籽粒灌漿速率、脫水速率均較高[26]。本研究表明, 相對(duì)于中晚熟玉米品種, 早熟玉米品種籽粒后期脫水快, 但灌漿期短, 平均灌漿速率不高, 生理成熟期百粒重低, 產(chǎn)量低。籽粒灌漿速率與脫水速率相關(guān)性不顯著。因此, 在黃淮海地區(qū), 選育灌漿速率高的早熟類品種可減少因生育期短而造成的產(chǎn)量下降。此外, 在玉米生育后期, 籽粒含水率與莖鞘、葉片含水率呈顯著正相關(guān), 與苞葉、穗軸含水率呈極顯著正相關(guān), 即可將苞葉脫水快慢作為判斷籽粒脫水快慢的依據(jù)之一。

表6 籽粒脫水與灌漿參數(shù)相關(guān)分析(2016–2017)

**表示在0.01水平上差異顯著。

**stands for significant difference at the 0.01 probability level. EATFP: Effective accumulated temperature during filling period; TDR: Total dehydration rate; DRDRMGWCPM: Dehydration rate from the date reaching maximum grain water content to physiological maturity; FRDRMGWCPM: Filling rate between the date reaching maximum grain water content and physiological maturity; 100-KDWPM: 100-kernel dry weight at physiological maturity.

表7 75 000株hm–2條件下花后25 d到成熟籽粒與其他器官含水率變化相關(guān)性分析

*、**代表在0.05和0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。DH518: 登海518; HZ8: 衡早8號(hào); ZD958: 鄭單958; DH605: 登海605。

*, **: significant correlation at the 0.05 and 0.01 probability levels (2-tailed), respectively. DH518: Denghai 518; HZ8: Hengzao 8; ZD958: Zhengdan 958; DH605: Denghai 605.

3.2 種植密度對(duì)籽粒灌漿與脫水特性的影響

前人對(duì)不同青稞品種的研究表明, 種植密度對(duì)籽粒平均灌漿速率影響較小, 平均灌漿速率主要受基因型的控制[27]。馮鵬和譚福忠等[28-29]研究表明, 種植密度對(duì)玉米籽粒生理成熟前的平均脫水速率和含水率影響不顯著, 而對(duì)生理成熟后的脫水速率和含水率影響較大。本研究表明, 隨種植密度的增加, 個(gè)體間競爭加劇, 不同熟期玉米品種籽粒灌漿期縮短, 平均灌漿速率減小, 生理成熟期百粒重降低, 籽粒含水率下降。但增加種植密度能顯著提高不同熟期玉米品種的產(chǎn)量, 是由于提高種植密度能顯著增加群體的干物質(zhì)積累量, 從而有更多的營養(yǎng)物質(zhì)用于籽粒生產(chǎn)。密度增加導(dǎo)致生理成熟時(shí)籽粒含水率的下降可能是在高密度條件下植株發(fā)生了早衰, 還需要進(jìn)一步探討不同密度條件下植株的衰老特性及內(nèi)源激素的調(diào)控特性。

4 結(jié)論

不同熟期玉米品種生育期的差異與吐絲前后的天數(shù)均呈顯著正相關(guān), 早熟品種吐絲前后的天數(shù)均少于中晚熟品種。早熟品種籽粒從授粉到開始脫水所需的積溫少, 后期脫水快, 灌漿期短, 平均灌漿速率較低, 生理成熟期百粒重低, 產(chǎn)量低。生育后期籽粒的含水率與莖鞘、葉片含水率呈顯著正相關(guān), 與苞葉、穗軸含水率呈極顯著正相關(guān)。通過合理密植能夠?qū)崿F(xiàn)早熟品種高產(chǎn)。

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Grain Filling and Dehydration Characteristics of Summer Maize Hybrids Differing in Maturities and Effect of Plant Density

WAN Ze-Hua, REN Bai-Zhao, ZHAO Bin, LIU Peng, DONG Shu-Ting, and ZHANG Ji-Wang*

State Key Laboratory of Crop Biology / Agronomy College of Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, Shandong, China

Exploring grain-filling and dehydration characteristics of summer maize hybrids differing in maturities and the regulation function of plant density, could provide theoretical and technical reference for the mechanized grain harvest in The Yellow- Huaihe-Haihe Rivers plain region. A field experiment was conducted from 2016 to 2017, using early hybrids Denghai 518 (DH518), Hengzao 8 (HZ8) and middle-late hybrids Zhengdan 958 (ZD958), Denghai 605 (DH605) with three plant densities of 60 000, 75 000, and 90 000 plants ha–1. The grain-filling duration was shorter and the yield was lower in early hybrids DH518, HZ8 than in middle-late hybrids ZD958, DH605. Grain moisture content of the four hybrids at physiological maturity had no significant correlation with their growth period duration. Compared with middle-late hybrids, grain dehydration rate of early hybrids at late growth stage was faster. In 2016 and 2017, mean value of grain dehydration rate from the date reaching maximum grain water content to physiological maturity of DH518 and HZ8 was 0.015% °C–1and 0.014% °C–1higher than that of ZD958 and DH605 respectively. The grain dehydration rate had no significant correlation with filling rate, the moisture content in grain at late growth stage was positively correlated with that in stem, sheath and leaf at< 0.05, and with that in bract and cob at< 0.01. With increasing plant density, grain-filling duration of different summer maize hybrids become shorter, average filling rate reduced, and grain moisture content at physiological maturity reduced. Reasonably increasing plant density could significantly improve the yield of summer maize hybrids differing in maturities.

summer maize; growth period; grain-filling; grain dehydration; yield; plant density

2018-01-30;

2018-07-20;

2018-07-31.

10.3724/SP.J.1006.2018.01517

張吉旺, E-mail: jwzhang@sdau.edu.cn, Tel: 0538-8241485

E-mail: zehuawan12@163.com

本研究由國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新”重點(diǎn)專項(xiàng)(SQ2017YFNC050063)和國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-02-18)資助。

This study was supported by the State Key Research and Development Program “Food Production Enhancement and Efficiency Innovation” Key Special Project (SQ2017YFNC050063) and the China Agriculture Research System (CARS-02-18).

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20180727.1652.008.html