不同玉米品種田間耐深播特性研究

(甘肅農業大學農學院， 蘭州 730070)

提高播種質量是玉米幼苗達到齊、全、勻、壯的基礎，而播種質量的一個重要指標就是適宜一致的播種深度。出苗率是衡量播種深度是否適宜的重要指標，玉米出苗率和出苗時間在很大程度上決定玉米生長狀況和產量。因此，只有適宜的播種深度，才有利于幼苗健康生長[1]。玉米的播種深度在生產上一般為3～5 cm，播種深度對種子出苗有極其重要的影響[2]。玉米播深一致，能夠在很大程度上提高玉米群體的整齊度，好的整齊度能夠發揮作物的群體優勢，從而提高玉米的產量。同時整齊一致的作物群體能夠抑制雜草的生長，也能在一定程度上防止病蟲害的發生，為玉米高產奠定基礎。當播種深度較深，且種子又能頂土出苗時，其深層土壤提供的水分也較多，抗旱和抗倒伏能力也較強；而且種子播種較深時，表明土層疏松，更有利于雨水滲入土壤。但苗期若遇到干旱，出苗能力下降，保苗率降低，嚴重影響田間出苗數[3]。玉米是稀播，獨桿，單穗作物，自身調節能力很小，不能通過分蘗來調節穗數。因此玉米幼苗的缺少極容易造成玉米穗數減少，產量降低[4]。目前，根據玉米高產科研實踐提出了“玉米想高產，七分種，三分管”的觀點，突出了播種質量對玉米生產的重要性。不同類型玉米種子所適應的品種播種深度也不盡相同，馬齒型和半硬粒型品種可適當深播，半馬齒型和硬粒型品種應適當淺播，以提高出苗率。在西北地區大田表面有一定厚度的干土層，如果玉米播種深度較淺，玉米難以吸收足夠的水分而發芽，即使勉強發芽了，玉米幼苗也比較弱，不利于后期產量形成[5]。反之，播種較深能夠得到更多的水分，種子可以吸收足夠的水分萌動發芽，但是由于種子所攜帶的營養物質有限且深層土壤氧氣含量較低，萌發中的種子很容易受土壤病原菌和害蟲的影響，使種子腐爛，最終玉米幼苗也不能正常生長發育，導致其死亡或形成弱苗[6]。因此，耐深播品種的選育對于西北干旱，半干旱地區玉米產量的提高具有重要意義。

本試驗對4個不同玉米品種的耐深播特性進行研究，揭示4個玉米品種播深閾值及其耐深播特性差異，明晰在不同播種深度下玉米發芽率、發芽勢、胚芽鞘長勢及干物質積累情況，明確玉米品種對不同播種深度的響應以及不同玉米品種的耐深播特性差異，為甘肅旱區玉米種植提供參考。

1 材料和方法

1.1 材 料

甘肅農業大學平涼玉米育種站提供的4個玉米品種(甘農116、甘農118、富農821、富農340)作為試驗材料。

1.2 方 法

1.2.1材料種植

試驗于2017年4月在甘肅農業大學作物實訓園中進行，選取甘農116、甘農118、富農821和富農340等4個品種的飽滿一致的種子作為播種材料。2017年4月播種，采用隨機區組排列，3次重復，每小區3行，行長3 m，行距50 cm，小區面積4 m2。播種深度依次為5 cm、10 cm、15 cm，并在田間做好標記。播種前結合翻地施農家肥作為底肥，拔節期施尿素450 kg·hm-2，按照大田生產管理試驗田。

1.2.2指標測定

幼苗發育至3葉期時將幼苗連根取回實驗室，每處理選取整體一致的幼苗6株進行指標測定并記錄[8]。

胚芽鞘長度：從胚芽鞘節到胚芽鞘頂端的距離；

中胚軸長度：種子到胚芽鞘之間的距離；

中胚軸與胚芽鞘之和：種子到胚芽鞘之間的距離；

根長：最長根的長度；

苗長：中胚軸和胚芽鞘結合點以上的長度。

幼苗的干物質積累狀況測量：取整齊一致的幼苗6 株，分別取根部、中胚軸和葉片先在105 ℃下殺青1 h，隨后在85 ℃烘至恒重，分別稱其干重，對測量數據記錄并分析[8]。

1.2.3出苗率和出苗時間

以幼苗出土2 cm為出苗標準，記錄開始出苗、50%出苗、結束出苗的時間，計算最終出苗率。

1.2.4室內標準發芽勢和發芽率

每處理100粒種子，4次重復。在發芽盒中放置3 cm的消毒沙子，用蒸餾水濕潤攪拌均勻，然后將種子均勻的排列在沙上，再蓋上2 cm濕沙，放入25 ℃人工氣候箱中。第4天統計發芽勢，第7天統計發芽率。

1.3 數據處理

試驗所有數據采用SPSS 19.0數據處理軟件進行分析，考慮1%及5%的置信水平，應用最小顯著差異法(LSD)進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 4個玉米品種播種前室內發芽率的測定

由表1可看出，4個品種的發芽率都在90%以上，可進行田間播種試驗。其中富農340的發芽勢和發芽率最高，說明具有較強的發芽能力。

表1 各品種在實驗室條件下發芽勢和發芽率的測定

品種發芽勢/%發芽率/%甘農11668aA92bA甘農11864bA91bB富農82172aA93aA富農34078aA95aA

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。

表2 播種深度對不同玉米品種出苗率、根干重和苗干重的影響

品種播深/cm出苗率/%根干重/g苗干重/g567aA1.47aA2.26bC甘農1161053bB0.97aB3.74aA1513cC0.63bB1.67bB573aA1.66aA1.62cB富農8211060bB1.62aA2.73aA1520cC1.88aA1.73bA583aA1.62aA2.73aA富農3401070bB1.11aA2.39bA1513cC0.81bB0.43cB571aA0.51cC1.70aA甘農1181053bB0.52bB1.06aB1517cC1.04aA0.34bC

2.2 4個玉米品種在不同播種深度下的出苗率及干物質積累

由表2可知，4個玉米品種出苗率隨著播種深度的增加逐漸降低，各品種趨勢相同。根干重隨著播種深度的增加也表現為下降的趨勢，而富農821略有不同，10 cm播深的根干重較15 cm重。苗干重的變化較復雜，甘農116在10 cm播深條件下有較大的苗干重，比5 cm，15 cm播深情況下分別高出10.8%和28.6%，具有顯著性。富農821在10 cm播深時苗干重最大，分別比5 cm、15 cm高出36.9%和57.8%。甘農116和富農821在10 cm播深情況下苗長較長，長勢較好，具有較大的苗干重。富農340在5 cm播深時具有較大的苗干重，比10 cm和15 cm播深分別高出11.4%和45.24%，具有顯著性。甘農118在5 cm播深時比10 cm和15 cm高出15.2%、43.3%。富農340和甘農118在5 cm時幼苗長勢較好，具有較大的苗干重，且在15 cm時苗干重最低。

表3 不同播深對不同玉米品種各個性狀的影響

品種播深/cm胚芽鞘長度/cm中胚軸長度/cm苗長/cm根長/cm鮮重根冠比/%干重根冠比/%58.93bB1.50cC29.6bB12.6bB1.09aA0.98aA甘農1161010.57aA3.10bB36.07aA36.07aA0.47cB0.5bA155.57cC5.43aA23.37cC13.23bB0.8bA0.67bA55.23bB2.63bB24.33bB14.2bB1.3aA1.26aA富農821109.77aA5aA30.67aA14.03bB0.78bB0.81bA155.2bB6.2aA30.27aA19.03aA1.42aA1.33aA52.73bB4.27aA36.0aA14.23aA0.76bB0.78bB富農340106.2aA4.57aA36.0aA15.97aA0.69bB0.66bB152.63bB5.3aA29.0bB13.5aA1.7aA2.39aA56.8aA2.6bA23.67bB14.1aA1.32bB1.04bB甘農118105.43aA3.77aA29.33aA10.93bB0.83bB0.69bB154.47aA1.7cB14.47cC11.07bB4.32aA3.88aA

2.3 4個玉米品種在不同播種深度下的生長性狀

由表3可看出，在5，10 cm和15 cm的播種深度下，甘農116和富農821的胚芽鞘長度隨著播種深度的增加而增加，而富農340和甘農118胚芽鞘長度的最大值出現在10 cm播種深度下，播深5 cm和15 cm時均較10 cm時小。中胚軸長度隨著播種深度的增加總體呈上升趨勢。甘農116、富農821和甘農118的苗長均隨播種深度增加而降低。富農340在 5 cm和10 cm播深時根長大致相同，15 cm播深苗長最小。由此可見，各品種對不同播深的反應不同，10 cm播深條件下4個品種的整體表現較好，超過10 cm時各品種的幼苗整體性狀表現較差。

2.4 5 cm播種深度下4個玉米品種出苗率及干物質積累情況

播種深度對4個玉米品種的出苗率、根干重、苗干重均有顯著影響。在大田5 cm播深條件下，富農340的出苗率較甘農116、富農821、甘農118高10%。播深5 cm在干物質積累方面富農821和富農340根干重較顯著，甘農116和甘農118的根干重較低。富農340和甘農116苗干重較其余2個品種顯著(表4)。

2.5 10 cm播種深度下4個玉米品種出苗率及干物質積累情況

在大田10 cm播深條件下，富農340的出苗率較富農821、甘農116、甘農118分別高出10%，17%，17%，差異顯著。根干重富農340、甘農116、甘農118分別較富農821降低了34.48%、40.12%和67.90%。苗干重甘農116和富農821較高，富農340和甘農118較低，差異顯著(表5)。

表4 5 cm播深下出苗率及干物質積累情況

品種出苗率/%根干重/g苗干重/g甘農11673bC0.76bA2.26aB富農82173bB1.66aA1.62bC富農34083aA1.62aA2.73aA甘農11873bC0.51bA0.57cC

表5 10 cm深播下出苗率及干物質積累情況

品種出苗率/%根干重/g苗干重/g甘農11653bB0.97aA3.74aA富農82160aA1.62aA2.73aA富農34070aA1.11aA2.39aB甘農11853bC0.52bB1.06bC

2.6 15 cm播種深度下4個玉米品種出苗率及干物質積累情況

在15 cm播深條件下，4個玉米品種出苗率均較低，其中富農821較高，比甘農118高出3%，比甘農116和富農340高出7%，差異不顯著性。富農821的根干重較大，分別比甘農118、富農340、甘農116高出44.68%、56.91%和66.49%，差異顯著。富農821和甘農116的苗干重比富農340和甘農118高，具有顯著性(表6)。15 cm播深下種子在萌發時由于干物質不足而出土困難，故而發芽率較低。

表6 15 cm播深下出苗率及干物質積累情況

品種出苗率/g根干重/g苗干重/g甘農11613aA0.63dB1.67aA富農82120aA1.88aA1.73aA富農34013aA0.81cA0.43bB甘農11817aA1.04bA0.34cB

表7 不同播種深度下各品種生長指標方差分析

變異來源自由度F值出苗率/%根干重/g苗干重/g胚芽鞘長度/cm中胚軸長度/cm苗長/cm根長/cm品種間384.122**0.297**2.414**2.4991.910**0.212**0.146**播深間2156.137**0.377**1.636**0.843**3.6020.150**0.006**品種×播深612.106**0.216**3.392**4.156**0.218**0.275**0.285**

注：表中數據后“*”和“**”分別表示相關性達5%和1%顯著水平。

2.7 4個玉米品種在不同播種深度下干物質積累情況分析

由表7可知，各品種在不同播深下除了品種和胚芽鞘長度、播深和中胚軸長度沒有顯著相關性以外，出苗率、根干重、苗干重、胚芽鞘長度、中胚軸長度、苗長和根長在品種間、播深間和品種×播深間均有極顯著相關性，由此可見這6個性狀在遺傳上存在差異，對于不同播深的反應不同，因此對于播種深度的研究很有必要。對于耐深播的品種應適當深播，對于不耐深播的品種應盡可能避免深播。

3 討 論

玉米是我國主要的糧食作物之一，也是重要的飼用、工業原料，但玉米生產仍然存在較大問題，播種質量差，如播種粗放造成種子播深不一致，種子出苗率低，出苗質量差等現象，影響玉米的產量形成。同時播種深度影響玉米幼苗活力及根系生長，播種過深根冠比較低，從而影響玉米的生長；在干旱地區，播種較淺種子不易萌發，玉米的出苗率降低，影響玉米生產[7]。玉米出苗的因素主要有種子的遺傳差異，不良氣候，整地質量粗放以及播種技術等[8]。種子的萌發率高低直接影響出苗率，但是種子的萌發率高并不能保證較高的出苗率，還需要考慮播種深度等因素，故而出苗率是衡量播種深度是否適宜的重要指標[9]。本試驗在不同播深條件下，對4個玉米品種的相關特性進行分析，隨著播種深度的增加，所有參試品種的田間出苗率降低，當播深增加時建議適當增加播種密度，以保證正常的田間出苗率。當播深達到15 cm時，出苗嚴重受阻，4個品種的田間出苗率都較低。當播深達到10 cm時，富農340和富農821的各性狀綜合表現最好。通過室內發芽率、發芽勢的結果與深播后田間出苗率的對比，發現室內發芽率、發芽勢高的玉米品種在深播后未必有較好的田間出苗質量。而富農340在室內發芽率和發芽勢上較其他品種都高，與田間出苗率結果相同，說明單獨的室內發芽率和發芽勢結果不能作為鑒定耐深播的指標。同時播深不一致或播種較深(大于10 cm)顯著降低出苗率，幼苗性狀表現較差，不利于幼苗的干物質積累，玉米的生長較差，最終影響玉米的生產。

干旱是影響玉米高產、穩產的重要限制因子，選擇耐深播品種是抵御干旱、提高玉米產量的有效途徑之一。研究表明，在播深為20 cm時華北地區長根莖耐深播品種能正常出苗，解決了干旱地區產量不高不穩的問題[10-12]。目前，對玉米自交系的耐深播研究較多，對雜交品種來說很少。本研究表明，5 cm和10 cm的播種深度下，4個玉米品種幼苗的胚芽鞘生長較好，大于10 cm，由于種子中沒有足夠的養分供應生長等因素，幼苗活力降低。說明玉米的耐深播特性受到生態條件、品種遺傳特性等因素影響。因此，在不同生態條件下玉米品種的耐深播特性還有待進一步研究。