不同播種深度對不同玉米品種種子活力的影響

，

(遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，沈陽 110161)

種子的田間出苗情況主要由環(huán)境因子和品種遺傳特性決定[1]。在品種遺傳特性中種子活力是影響出苗質(zhì)量的重要因素；在環(huán)境因子適宜的條件下，播種深度是影響種子出苗的重要因素[2-3]。深播后土壤墑情較好，能夠保證種子萌發(fā)所需要的水分，且深播可避免因春季風(fēng)使土壤表面水分缺少，從而影響出苗質(zhì)量。活力較低的種子深播后，由于頂土能力弱，會導(dǎo)致延遲種子出苗時間，甚至不出苗，大大降低田間出苗率[4-7]。本研究以我國北方地區(qū)廣泛種植的20份玉米雜交種為材料，通過室內(nèi)活力檢測和田間不同播種深度種子出苗情況調(diào)查，選出適宜深播的高活力玉米品種，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

市場收集雜交種20份：先玉335、鄭單958、遼單588、遼單565、遼單566、遼單145、遼單120、遼單527、遼單1211、遼單506、遼單502、良玉99、良玉66、良玉911、丹玉305、丹玉402、丹玉801、丹玉405、丹玉508、沈玉21。

1.2 試驗方法

室內(nèi)活力檢測試驗種子發(fā)芽率、老化芽率和冷芽率[8-9]。

田間播深試驗地點在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所沈北試驗田，小區(qū)按隨機區(qū)組排列，共3次重復(fù)，每重復(fù)1行，行長5 m,行距0.6 m，每行播50粒，播深分別為5，10，15 cm。

1.3 調(diào)查內(nèi)容

1.3.1 性狀調(diào)查

胚芽鞘出土達2 cm時為發(fā)芽，當(dāng)1葉1心達到50%以上時為出苗，計算出苗率。待50%以上玉米生長至3葉期時隨機取10株用水沖洗掉植株根部的泥土，并用吸水紙吸干植株表面殘留水分，測量幼苗長度、主根長度、中胚軸長和胚芽鞘長；分別取中胚軸、葉片、根于105 ℃殺青1 h，80 ℃烘至恒重，計算幼苗干重、中胚軸干重、根干重以及根冠比[10]。

根冠比(R/S)=(根干重+中胚軸干重)/幼苗干重。

1.3.2 統(tǒng)計分析

應(yīng)用Excel軟件和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析，方差分析采用單因素統(tǒng)計和二因素統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各品種室內(nèi)活力檢測結(jié)果

由表1可看出，20個參試的玉米雜交種室內(nèi)芽率均在85%以上，達到國家種用標(biāo)準(zhǔn)，其中良玉66和遼單588芽率最高，達到100%。在冷芽率試驗中芽率結(jié)果達到90%以上的有13個品種，其中鄭單958和遼單1211芽率最高，達到98%，良玉99最低。在老化試驗中，芽率達到90%以上的品種有8個，其中遼單588芽率達到100%，較其他品種相比達到顯著水平，遼單502老化芽率最低。

表1 各玉米雜交種活力指標(biāo)比較

注:表中小寫字母和大寫字母分別代表0.05顯著水平和0.01極顯著水平。下同。

由圖1可見，遼單588、遼單1211、鄭單958、遼單527、丹玉508、遼單145和遼單566的種子活力較高，平均發(fā)芽率在93%以上，冷芽率和老化芽率在91%以上。遼單565、丹玉402、丹玉405、丹玉801和先玉335三項活力指標(biāo)均在85%以上，活力中等，良玉66、沈玉21、良玉99、良玉911、遼單120、遼單506、丹玉305和遼單502活力較低。

2.2 不同播種深度下玉米的出苗率

2.2.1 不同播種深度下玉米雜交種的方差分析

方差分析結(jié)果(表2)表明：出苗率在播種深度和品種間差異均達到極顯著水平，品種與播深互作間差異也達到極顯著水平。說明出苗率在雜交種品種間存在差異，隨著播種深度的增加，不同雜交種出苗率也存在差異，說明耐深播試驗在玉米實際生產(chǎn)栽培工作中具有指導(dǎo)意義。

2.2.2 不同播種深度下玉米雜交種的平均出苗率

由表3可看出，玉米雜交種出苗率隨播深的增加大多呈下降趨勢，在15 cm播深條件下，丹玉801、遼單527、遼單145、丹玉508和鄭單958分別減少8.1%、10.3%、3.5%、14.7%和12.6%，減幅小于其他品種,并且與播深5 cm和10 cm出苗率差異不顯著，為耐播深品種；在10 cm播深條件下，遼單565、遼單1211、遼單588和遼單120分別減少了10.6%、11.7%、12.5%和11%，與對照差異不顯著，但與15 cm出苗率差異顯著，為中等耐深播品種；其他品種出苗率顯著或極顯著低于對照。

圖1 玉米雜交種活力分析

表3 不同播種條件下雜交種的平均出苗率

2.3 不同播種深度處理對玉米雜交種的影響

2.3.1 不同播種深度處理對玉米雜交種幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

由表4可見，除了根長和芽鞘長在品種間差異不顯著外，其他指標(biāo)在品種間、播深間、品種和播深互作中差異均達到顯著或極顯著水平。其中，中胚軸長在品種間、播深間、品種和播深互作間差異均達極顯著水平。

表4 不同播種條件下玉米雜交種幼苗形態(tài)指標(biāo)的方差分析

從表5可看出，在15 cm播深處理下，除丹玉305以外，其余各品種中胚軸長和芽鞘長均顯著或極顯著高于對照，說明大部分品種隨著播深的增加有增加的趨勢。除了遼單145以外，其他品種表現(xiàn)為隨播深的增加苗長呈降低的趨勢。大部分品種根長與對照差異不顯著。在15 cm播深處理下，良玉66、丹玉402、丹玉801、遼單1211、遼單566、遼單145、遼單506、遼單502和遼單120苗長比對照減少了-12.8%～3.3%；良玉66、鄭單958、先玉335、丹玉508、遼單565、遼單145和遼單588主根長增加了13.4%～44.8%；遼單527、遼單565、遼單1211、良玉99、丹玉801、丹玉405、丹玉508和鄭單958中胚軸增加了166.7%～400%；遼單527、良玉911、丹玉801、丹玉508、遼單566、遼單565、遼單506、良玉99、先玉335和遼單588芽鞘長增加了44%～95.2%，增幅較其他品種大。遼單565、丹玉801和丹玉508有3個以上形態(tài)指標(biāo)增幅明顯，表現(xiàn)最好。

表5 不同播種深度處理下玉米雜交種品種的幼苗形態(tài)指標(biāo)

續(xù)表5

品種播深(cm)苗長(cm)比ck±(%)根長(cm)比ck±(%)中胚軸長(cm)比ck±(%)芽鞘長(cm)比ck±(%)5(ck)26.9abA20.7aA2.4bB2.7bB遼單5061031.9aA18.614.9bA-284.7aA95.84.2aA55.61524.6bA-8.614.3bA-30.95.7aA137.54.2aA55.65(ck)33.7aA17.9abA2.2bB2.5bB遼單5881030abA-11.714.1bA-21.24.3aA95.53.9aA561525.9bA-23.120.3aA13.44.6aA109.13.6aAB445(ck)25.5aA18aA1.7bA2.9aA遼單5021029.2aA14.516.3aA-9.43.5aA105.93.6aA24.11525.5aA016.3aA-9.43.2aA88.22.9aA0526.5aA20.1aA2.6cC2.5aA遼單1201025.4aA-4.211.8bB-41.37.4aA184.63.2aA281523.8aA-10.219aAB-5.55bB92.33.1aA24

表7 不同播種深度處理下玉米雜交種品種的干物質(zhì)積累量指標(biāo)及根冠比

2.3.2 不同播種深度處理對玉米雜交種幼苗干物質(zhì)積累量的影響

不同播種深度和品種間玉米雜交種干物質(zhì)積累量的方差分析結(jié)果(表6)表明，除了根重在品種間、苗重和根冠比在品種和播深互作間差異不顯著外，其他指標(biāo)在品種間、播深間、品種和播深互作中差異均達到顯著或極顯著水平。其中，中胚軸重在品種間、播深間、品種和播深互作間均達到極顯著水平。

表6 不同播種條件下玉米雜交種干物質(zhì)積累量的方差分析

注：“*”、“**”分別表示5%和1%水平下差異顯著。下同。

從表7可看出，在15 cm播深處理下，各品種中胚軸干重隨播深的增加而增加。大部分品種苗重隨播深的增加差異不顯著，根重和根冠比隨播深的增加而呈降低的趨勢。在15 cm播深處理下，丹玉801、遼單1211、遼單145、遼單506和遼單588苗重較對照減幅較少，在-18.5%～2.1%之間；良玉911、丹玉508、鄭單958、先玉335、丹玉305、良玉99和遼單1211主根重增加了7.1%～55.6%；遼單527、先玉335、遼單566、遼單145、遼單588、遼單565、遼單1211、良玉99、丹玉405、丹玉801、丹玉508和鄭單958中胚軸干重增加了100%～300%；遼單120、丹玉801、丹玉402、丹玉508、遼單502、遼單566和沈玉21根冠比增加了7.5%～32.4%，增幅均大于其他品種。丹玉801、遼單1211和丹玉508有3個以上干物質(zhì)積累量指標(biāo)均增幅明顯，表現(xiàn)最好。

續(xù)表7

品種播深(cm)苗重(g)比ck±(%)根重(g)比ck±(%)中胚軸重(g)比ck±(%)根冠比比ck±(%)5(ck)0.52abA0.22aA0.01bA0.4aA丹玉801100.59aA13.50.19bB-54.50.02aA1000.2bB-50150.44bA-15.40.17bAB-40.90.02aA1000.43aAB7.55(ck)0.49aA0.16aA0.01aA0.57aA丹玉405100.47aA-4.10.13aA-18.80.02aA1000.34bA-40.4150.38aA-22.40.15aA-6.30.02aA1000.34bA-40.45(ck)0.41aA0.13aA0.01bA0.34aA丹玉508100.4aA-2.40.11bA-15.40.02aA1000.35aA2.9150.49aA19.50.17abA30.70.02abA1000.38aA11.85(ck)0.36aA0.09aA0.01bA0.53aA先玉335100.35aA-2.80.08aA-11.10.03aA2000.31bA-41.5150.18aA-500.14aA55.60.03aA2000.47abA-11.35(ck)0.28aA0.14aA0.01aA0.69aA遼單565100.37aA32.10.19aA35.70.02aA1000.58aA-15.9150.22aA-21.40.13aA-7.10.02aA1000.51aA-26.15(ck)0.37aA0.11aA0.01bB0.55aA鄭丹958100.35aA-5.40.08aA-27.30.02abAB1000.31bA-43.6150.21aA-43.20.13aA18.20.03aA2000.47abA-14.55(ck)0.27aA0.14aA0.01bB0.55aA遼單1211100.27aA00.08aA-42.90.01bAB00.34aA-38.2150.22aA-18.50.15aA7.10.03aA2000.42aA-23.65(ck)0.3aA0.17aA0.01bA0.59aA遼單566100.37aA23.30.14aA-17.60.03aA2000.46aA-22150.23bA-23.30.16aA-5.90.03abA2000.83aA245(ck)0.55aA0.2aA0.01bB0.61aA遼單527100.51aA-7.30.14aA-300.03aA2000.34bA-44.3150.37aA-32.70.15aA-250.04aA3000.35bA-42.65(ck)0.4aA0.15aA0.01bB0.45aA遼單145100.35aA-12.50.13aA-13.30.03aA2000.45aA0150.37aA-7.50.1aA-33.30.03aA2000.35aA-22.25(ck)0.33aA0.15aA0.02aA0.52aA遼單506100.28aA-15.20.08bA-46.70.02aA00.34aA-34.6150.29aA-12.10.07bA-53.30.02aA00.34aA-34.65(ck)0.41aA0.18aA0.01aA0.48aA遼單588100.43aA4.90.07bB-61.10.01aA00.2bB-58.3150.44aA7.30.16aA-11.10.02aA1000.4abAB-16.75(ck)0.44aA0.15aA0.01aA0.41aA遼單502100.39aA-11.40.1aA-33.30.02aA1000.32aA-22150.3aA-31.80.11aA-26.70.01aA00.46aA12.250.45aA0.16aA0.02aA0.42abA遼單120100.36aA-200.08bA-500.02aA00.27bA-35.7150.27aA-400.11abA-31.30.02aA00.52aA23.8

2.4 田間出苗率的相關(guān)分析

在播深15 cm條件下，玉米雜交種中胚軸長和中胚軸重與田間出苗率達極顯著相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.58和0.62。苗長、芽鞘長、苗重和根重與田間出苗率顯著相關(guān)。可見，隨著播深的增加，中胚軸長和中胚軸干重對玉米雜交種出苗起主要促進作用。

表8 15 cm播深條件下玉米雜交種各性狀相關(guān)分析

3 結(jié) 論

活力研究結(jié)果表明：玉米品種遼單588、丹玉508、遼單527、鄭單958、遼單1211、遼單145和遼單566的種子活力較高；遼單565、丹玉402、丹玉801、先玉335和丹玉405的種子活力中等。而在播深15 cm條件下不同玉米品種出苗率存在一定差異，丹玉801、遼單527、遼單145、丹玉508和鄭單958不同播深條件下出苗率差異不顯著，為耐深播品種；遼單565、遼單1211、遼單588和遼單120為中等耐深播品種。除遼單120外，玉米雜交種種子活力指標(biāo)在90%以上的為耐深播品種，在85%以上的為中等耐深播品種，可見室內(nèi)活力指標(biāo)可作為耐深播玉米雜交種的參考依據(jù)。

隨著播種深度的增加，田間出苗率、幼苗的形態(tài)指標(biāo)和干物質(zhì)積累量均不同程度受到影響，其中表現(xiàn)最明顯的是田間出苗率隨著播深的增加明顯減少；玉米雜交種隨播深的增加，中胚軸長、中胚軸干重和芽鞘長呈增加的趨勢；而苗長、根干重和根冠比呈減少的趨勢；苗干重和根長變化不明顯。在相關(guān)分析中，中胚軸長和中胚軸重與田間出苗率呈極顯著相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.58和0.62。說明這2個指標(biāo)對出苗率的影響較大；其次是苗長、苗重、芽鞘長和根重與田間出苗率顯著相關(guān)。可見，隨著播深的增加，中胚軸對玉米出苗起主要的促進作用。

由于全球氣候變暖，土壤干旱、半干旱日趨嚴重，影響著我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。高活力耐深播玉米品種的育成和應(yīng)用,對我國廣大旱區(qū)玉米生產(chǎn)的發(fā)展意義深遠[11]。吳海燕等[12]研究表明，馬齒型和半硬粒型品種可適當(dāng)深播，半馬齒型和硬粒型品種應(yīng)適當(dāng)淺播，以提高出苗率。王早榮等[13]通過抗旱耐深播種質(zhì)的篩選、基因?qū)氲冗z傳育種方法,培育出適宜我國北方廣大干旱、半干旱地區(qū)種植的耐深播(深播20 cm仍可正常出苗發(fā)育)、抗早、抗病、綜合性狀優(yōu)良的高產(chǎn)型玉米雜交種“42107”。本研究通過對東北地區(qū)廣泛種植的20份玉米品種的耐深播試驗，篩選出了遼單527等5個品種為耐深播玉米品種，遼單565等3個品種為中等耐深播品種，這對東北干旱和半干旱地區(qū)的玉米生產(chǎn)具有重要意義。