糧飼兼用型玉米品種蘇玉45灌漿特性及抗倒伏能力分析

王軍 祝慶 李洪濤 許瀚元 李景芳 遲銘 徐艷 徐大勇

摘要：以我國大面積推廣的玉米品種鄭單958為對照，對糧飼兼用型玉米品種蘇玉45的灌漿特性和抗倒伏能力進行分析。結(jié)果表明，蘇玉45在灌漿期具有籽粒體積大、灌漿持續(xù)時間長且速率快、后期脫水速率快等優(yōu)良特性，因此在相同栽培條件下，蘇玉45的粒質(zhì)量與產(chǎn)量較鄭單958顯著提高，具有更大的增產(chǎn)潛力。此外，蘇玉45雖然株高偏高，但是莖稈質(zhì)量優(yōu)異，灌漿后期莖稈質(zhì)量下降緩慢且穗位比適宜，所以抗倒伏能力較強。根據(jù)蘇玉45的特性制定其配套的栽培措施時，應(yīng)考慮在授粉后0～25d加強水肥管理并在灌漿后期采取一定的措施延緩其衰老，以充分發(fā)揮其增產(chǎn)潛力。

關(guān)鍵詞：玉米;蘇玉45;灌漿特性;增產(chǎn)潛力;抗倒伏能力

中圖分類號：S513.01文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2020）22-0098-05

作者簡介：王軍（1982—），男，安徽安慶人，碩士，副研究員，主要從事玉米遺傳育種及高產(chǎn)高效栽培研究。Tel：（0518）83081707;E-mail：58980883@qq.com。

玉米既可作為糧食作物，亦可作為飼料作物和經(jīng)濟作物，是保障我國糧食安全的重要作物，也是畜牧業(yè)和食品加工業(yè)的支柱和原料作物。近年來，農(nóng)業(yè)發(fā)展日益多元化，畜牧業(yè)的發(fā)展對于推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義，而玉米作為畜牧業(yè)中不可或缺的飼料作物，其重要性更加突出[1]。玉米各生育階段的生長狀況決定了玉米產(chǎn)量的高低，其中灌漿期對產(chǎn)量的影響最為明顯，灌漿速率的快慢和灌漿持續(xù)期的長短直接影響著玉米籽粒干物質(zhì)的積累，進而決定玉米粒質(zhì)量和產(chǎn)量[2-5]。因此，明確玉米品種的灌漿特性對于評價其豐產(chǎn)性具有重要意義。此外，隨著玉米合理密植技術(shù)、全程機械化種植技術(shù)等的快速發(fā)展，生產(chǎn)上對玉米品種抗倒性的要求也逐漸提高，抗倒伏成為玉米重要的品種選育目標之一[6-8]。倒伏或倒折會嚴重影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，尤其是近年來，黃淮海地區(qū)氣候多變，極端氣候頻發(fā)，大風(fēng)、強降雨天氣會造成玉米大面積嚴重倒伏，造成玉米嚴重減產(chǎn)甚至絕收[9]?？沟狗芰κ窃u價玉米品種穩(wěn)產(chǎn)性的重要指標，玉米株高、穗位、莖稈質(zhì)量等因素均會影響玉米抗倒伏能力，其中莖稈質(zhì)量對于玉米抗倒伏能力的影響最為明顯[10]。綜上所述，研究玉米品種的灌漿特性和抗倒伏能力，對于評估其豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性有重要意義。蘇玉45是連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院于2017年育成的優(yōu)質(zhì)糧飼兼用型玉米品種，鄭單958是全國各地推廣種植面積最大且高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的玉米品種，本研究以鄭單958為對照，探討蘇玉45與鄭單958在灌漿特性、抗倒伏能力、產(chǎn)量及成熟期性狀方面的差異，以期準確評價蘇玉45的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，并為制訂配套的栽培管理標準提供相關(guān)理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試品種為糧飼兼用型玉米蘇玉45，對照品種為生產(chǎn)上大面積推廣的玉米品種鄭單958。

1.2試驗設(shè)計

試驗在2017—2018年于江蘇省連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗田中開展。采用隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積為50m2。于4月10日播種，播種密度為67500株/hm2。寬窄行種植，寬行行距60cm，窄行行距40cm，株距30cm，行長5m，每個小區(qū)20行。全生育期施N300kg/hm2，P2O5、K2O各150kg/hm2，氮肥作基肥和追肥分2次施入，分別占總施氮量的50%，磷鉀肥均一次性施入，作基肥。

1.3測定項目與方法

1.3.1取樣方法準確記載2個玉米品種的生育進程。取長勢較為一致的植株100株（不取行首和行尾），掛牌并準確記載各生育期（抽雄期、散粉期、吐絲期），吐絲前統(tǒng)一套紙袋隔離，全部采用人工自交授粉，2個品種在同一天進行飽和授粉，確保各果穗結(jié)實率基本一致，準確記錄2個玉米品種的授粉日期，以便精確取授粉后的果穗籽粒樣品。

1.3.2灌漿速率與脫水速率的測定在每個玉米品種授粉后的10、15、20、25、30、35、40、45、50d分別取樣。取樣時間為07：00—08：00，挑選長勢一致的5個果穗，從果穗下部起取13～22環(huán)中部籽粒。將籽?；靹蚝箅S機選出100粒稱質(zhì)量，得玉米鮮質(zhì)量，玉米鮮籽粒體積用排水法測量，隨后將玉米鮮籽粒裝入牛皮紙袋中，于105℃烘0.5h，再于80℃烘干至恒質(zhì)量，測定玉米籽粒干質(zhì)量。相關(guān)計算公式如下：

籽粒含水率=（籽粒鮮質(zhì)量-籽粒干質(zhì)量）/籽粒鮮質(zhì)量×100%;

百粒含水量=鮮質(zhì)量-干質(zhì)量;

灌漿速率=[干質(zhì)量（t1）-干質(zhì)量（t0）]/[100×（t1-t0）]。

式中：t0表示前一次取樣時間;t1表示后一次取樣時間;t1-t0表示相鄰2次取樣間隔時間。

1.3.3莖稈拉力和穿刺強度（RPS）的測定在果穗取樣前，使YYD-1型莖稈強度測定儀垂直作用于莖稈，并拉動莖稈，使之傾斜45°，此時讀取儀表上的拉力（N），即為莖稈拉力。取完果穗樣后，從近地面處剪下莖稈，去掉非莖稈部分，用儀器垂直于莖稈地面上第3節(jié)間，并勻速緩慢壓下，讀取儀器穿透莖稈表皮時顯示的最大值，即為穿刺強度（N/mm2）。

1.3.4玉米產(chǎn)量及成熟期性狀的測定收獲前調(diào)查玉米株高、穗位和穗位比（穗位比=穗位高/株高），全部收獲靠中間2行未套袋玉米果穗，曬干、脫粒后稱籽粒質(zhì)量，根據(jù)收獲面積換算成單位面積實際籽粒產(chǎn)量。每個小區(qū)取10個果穗，考察穗部性狀（穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)），脫粒后將籽粒烘干至恒質(zhì)量后稱量，并折算成14%籽粒含水量對應(yīng)的百粒質(zhì)量。

1.4數(shù)據(jù)處理

用Excel2010記錄數(shù)據(jù)，用SPSS17.0軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，用SigmaPlot10.0作圖。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量及成熟期性狀

由表1可知，蘇玉45的產(chǎn)量、百粒質(zhì)量顯著高于鄭單958，穗行數(shù)、行粒數(shù)亦高于鄭單958，但差異未達顯著水平。由此可見，相較于對照品種鄭單958，蘇玉45的粒質(zhì)量有明顯優(yōu)勢，且粒質(zhì)量與穗行數(shù)、行粒數(shù)可以協(xié)調(diào)發(fā)展，故產(chǎn)量較鄭單958提高了578.2kg/hm2，增產(chǎn)率為6.1%。因此，在蘇玉45灌漿期加強水肥管理，爭取獲得高粒質(zhì)量并協(xié)調(diào)發(fā)展穗行數(shù)、行粒數(shù)是玉米獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。

由表2可知，蘇玉45生育期較鄭單958長2d，株高雖顯著高于鄭單958但穗位比差異不顯著。從倒伏率上看，蘇玉45抗倒伏能力顯著強于鄭單958。從穗部性狀看，蘇玉45的穗長、穗粗均略高于鄭單958，禿尖長亦略高于鄭單958，差異均未達到顯著水平。由此可見，蘇玉45在大喇叭口期進一步加強水肥管理可以減少禿尖長并促進穗分化，可進一步提高其穗粒數(shù)，挖掘其增產(chǎn)潛力。

2.2籽粒體積的變化

由圖1可見，蘇玉45、鄭單958的籽粒體積均在授粉30d前快速增大，并在授粉30d時達到最大值，授粉30d后逐漸減小，表明這2個玉米品種籽粒體積增長的關(guān)鍵時期都是授粉后0～30d，在此期間加強田間水肥管理，可以促進籽粒體積增大，擴大庫容量，從而為獲得玉米高粒質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。此外，在整個灌漿過程中，蘇玉45的籽粒體積較鄭單958大，且方差分析結(jié)果表明，蘇玉45籽粒的最大體積顯著高于鄭單958（F=280.56**，F(xiàn)0.05=18.51），說明蘇玉45的庫容更大，更易獲得高粒質(zhì)量，與鄭單958相比具有更高的增產(chǎn)潛力。

2.3籽粒含水量的變化

由圖2可見，蘇玉45的籽粒含水量在整個灌漿過程中始終高于鄭單958，授粉后10～15d，2個玉米品種的含水量均快速增加，授粉后15～20d增長減緩，授粉20d后逐漸降低，鄭單958的含水量在授粉20d后快速下降，而蘇玉45的含水量在授粉后20～25d緩慢下降，授粉25d后快速下降，且下降速度高于鄭單958，此后2個品種間含水量的差距不斷縮小。由此可見，相較于鄭單958，蘇玉45在灌漿前期含水量增加得更為迅速，且保持較高含水量的時間更久，有利于前期籽粒體積的迅速增大，而后期含水量下降得更迅速，則有利于其籽粒安全成熟。

由圖3可知，2個玉米品種籽粒含水率在整個灌漿過程中均逐漸下降，這與籽粒中不斷積累的干物質(zhì)相對應(yīng)，蘇玉45的籽粒含水率始終比鄭單958高。在授粉后10～25d，2個品種間含水率的差距逐漸增大;在授粉25d后，2個品種間含水率的差距

不斷縮小;授粉后45～55d，2個品種的含水率已趨于一致。由此可見，蘇玉45灌漿后期的脫水能力更強。

2.4籽粒鮮質(zhì)量的變化

籽粒鮮質(zhì)量是反映籽粒灌漿過程中籽粒含水量、干物質(zhì)積累狀況的綜合指標，籽粒含水量與干物質(zhì)積累量的變化均會影響籽粒鮮質(zhì)量的變化[12]。由圖4可知，2個玉米品種籽粒鮮質(zhì)量在授粉后35d內(nèi)均逐漸增加，授粉后35～45d逐漸減小，授粉45d后變化緩慢，這與灌漿前期水分與干物質(zhì)共同積累、灌漿后期干物質(zhì)繼續(xù)積累與脫水同時進行的過程一致。在整個灌漿過程中，蘇玉45的籽粒鮮質(zhì)量均比鄭單958高，蘇玉45的最終百粒鮮質(zhì)量為32.07g，鄭單958的最終百粒鮮質(zhì)量為29.93g，二者之間的差異達到顯著水平（F=70.01*，F(xiàn)0.05=18.51），在一定程度上反映了蘇玉45的籽粒含水量與干物質(zhì)積累狀況較鄭單958更優(yōu)。

2.5籽粒干質(zhì)量的變化

如圖5所示，2個玉米品種的籽粒干質(zhì)量隨著灌漿的進行而不斷增加。在授粉10d內(nèi)是籽粒含水量的快速增長階段，故2個玉米品種的籽粒干質(zhì)量增長較為緩慢。授粉后10～35d，2個玉米品種的籽粒干質(zhì)量均迅速增加，此時期是玉米籽粒積累干物質(zhì)的關(guān)鍵時期，在此期間蘇玉45的籽粒百粒干質(zhì)量增加了21.37g，鄭單958的籽粒百粒干質(zhì)量增加了20.47g，可見蘇玉45籽粒積累干物質(zhì)的速度在灌漿盛期快于鄭單958。授粉40d后，2個玉米品種的干質(zhì)量增加速度均明顯減緩，鄭單958在授粉后40～55d的百粒干質(zhì)量僅增加了0.56g，而蘇玉45在授粉后40～55d的百粒干質(zhì)量則增加了1.22g。由此可見，灌漿后期蘇玉45的籽粒積累干物質(zhì)的速度比鄭單958快，且灌漿持續(xù)期更長，因此蘇玉45較鄭單958更易獲得高粒質(zhì)量，增產(chǎn)潛力更大。

2.6灌漿速率的變化

由圖6可知，2個玉米品種的籽粒灌漿速率在整個灌漿期間均先升高后降低，在授粉后25d左右達到峰值，并且在授粉15d后，蘇玉45的灌漿速率始終高于鄭單958，蘇玉45的最高單粒灌漿速率為13.65mg/d，而鄭單958的最高灌漿速率為13.29mg/d，2個玉米品種的灌漿速率均在授粉25d后逐漸下降，且均在授粉后55d時幾乎停止灌漿，但蘇玉45的灌漿速率在授粉后40～55d仍明顯高于鄭單958。以上結(jié)果表明，與鄭單958相比，蘇玉45在灌漿過程中的灌漿速率更快且灌漿持續(xù)期更長，因此其粒質(zhì)量較鄭單958明顯提高。

2.7莖稈拉力和穿刺強度的變化

莖稈拉力、莖稈穿刺強度是評價玉米植株莖稈質(zhì)量的重要指標[11]。如圖7所示，灌漿過程中，2個玉米品種植株莖稈拉力均呈先增大后減小的趨

勢，且在灌漿30d左右達到峰值，而后下降。蘇玉45的莖稈拉力在授粉后15d之前與鄭單958相似，授粉15d后均高于鄭單958，且在授粉后40～55d，蘇玉45的莖稈拉力較鄭單958下降得更緩慢，說明蘇玉45在灌漿期的莖稈拉力明顯優(yōu)于鄭單958。

如圖8所示，2個玉米品種的植株莖稈穿刺強度均在授粉后45d達到峰值，隨后降低。蘇玉45的植株莖稈穿刺強度在授粉后15d前小于鄭單958，在授粉15d后均高于鄭單958，說明蘇玉45的植株莖稈韌性在灌漿期明顯優(yōu)于鄭單958。綜合莖稈拉力、莖稈穿刺強度分析結(jié)果可得，蘇玉45在灌漿期尤其是在灌漿后期的抗倒伏能力明顯優(yōu)于鄭單958，這為玉米穩(wěn)產(chǎn)提供了保障，并且更耐肥。

3結(jié)論與討論

3.1蘇玉45的產(chǎn)量和灌漿特性

玉米產(chǎn)量的高低取決于單位面積穗數(shù)、穗行數(shù)、行粒數(shù)和粒質(zhì)量[13]。分析本研究中2個玉米品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的差異可知，蘇玉45的百粒質(zhì)量較鄭單958顯著提高，并且產(chǎn)量各構(gòu)成因素能夠協(xié)調(diào)發(fā)展，故產(chǎn)量顯著高于對照品種鄭單958。因此，在配套蘇玉45的栽培措施時，應(yīng)以提高粒質(zhì)量為首要目標，并協(xié)調(diào)其他產(chǎn)量構(gòu)成因素，以發(fā)揮其增產(chǎn)潛力。而要提高粒質(zhì)量，明確品種的灌漿特性并制定適宜的栽培措施至關(guān)重要。籽粒灌漿期是對玉米產(chǎn)量影響最大的生育時期，灌漿速率的快慢和灌漿持續(xù)期的長短直接決定最終的粒質(zhì)量[14-16]。本研究結(jié)果表明，蘇玉45的籽粒干質(zhì)量、鮮質(zhì)量在灌漿期間均高于鄭單958，具有更快的灌漿速率和更長的灌漿持續(xù)期，因此具有更高的增產(chǎn)潛力。此外，灌漿速率快慢與籽粒含水率、籽粒體積的變化有密不可分的聯(lián)系。籽粒體積決定了籽粒的庫容，而籽粒含水率積累過程和脫水過程既關(guān)系到籽粒體積的增大、減小，亦關(guān)系到灌漿速率，灌漿速率與籽粒脫水速率呈正相關(guān)關(guān)系[17-19]。在相同栽培條件下，蘇玉45較鄭單958有更高的籽粒含水量和更大的籽粒體積，且在后期具有更快的脫水速率，這與其灌漿速率更快、持續(xù)期更長的特性相對應(yīng)。進一步分析蘇玉45在灌漿期各指標的變化動態(tài)可知，授粉后10～25d既是籽粒干質(zhì)量、水分積累的關(guān)鍵時期，亦是籽粒灌漿速率和體積的快速增長期，此時期應(yīng)是決定蘇玉45在生產(chǎn)上能否獲得高產(chǎn)的重要時期。王曉慧等研究發(fā)現(xiàn)，延長玉米籽粒有效灌漿時間、提高灌漿漸增期的平均灌漿速率能夠有效提高產(chǎn)量[14]。因此，在蘇玉45灌漿前中期應(yīng)加強水肥管理以增大庫容量，提高灌漿速率，在灌漿后期應(yīng)采取一定的措施以進一步延緩蘇玉45衰老，延長灌漿持續(xù)期是發(fā)揮其高產(chǎn)潛力的關(guān)鍵。

3.2蘇玉45的抗倒伏能力

玉米在整個生育期內(nèi)均有可能發(fā)生倒伏，籽粒產(chǎn)量、灌漿速率受成熟前倒伏的影響最大[20]。[JP+1]生理成熟后倒伏會導(dǎo)致機械粒收過程中的落穗數(shù)量增多、籽粒品質(zhì)變劣，使收獲難度加大，生產(chǎn)效益顯著降低[21-23]。本研究結(jié)果表明，蘇玉45的株高雖然高于鄭單958，但倒伏率略低于鄭單958，這個結(jié)果除了與2個品種相似的穗位比有關(guān)外，更與2個品種的莖稈質(zhì)量差異有密切關(guān)系。玉米莖稈力學(xué)強度，如莖稈拉力、莖稈穿刺強度均與田間倒伏率呈負相關(guān)關(guān)系[24-25]。在相同栽培條件下，蘇玉45較鄭單958在整個灌漿期具有更高的莖稈拉力和莖稈穿刺強度，且在灌漿后期莖稈拉力、莖稈穿刺強度下降得更緩慢，可見蘇玉45的站稈能力和莖稈韌性明顯優(yōu)于鄭單958，更好的莖稈質(zhì)量是蘇玉45較鄭單958倒伏率降低的主要原因。綜上所述，與鄭單958相比，蘇玉45不但具有更高的增產(chǎn)潛力，還有更強的耐肥抗倒能力，并且豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性均更好。

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