不同生育期玉米籽粒灌漿和脫水特性分析

楊坤

摘要：為研究不同生育期玉米籽粒灌漿和籽粒脫水特性，以早熟品種（正德302）、中早熟品種（吉單27）、中熟品種（先玉335）和中晚熟品種（京科968）為試驗材料，研究了玉米籽粒灌漿速率和脫水速率。結果表明，在花后40d時，籽粒重量表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302，正德302在花后15d時，出現高峰，吉單27在花后20d左右時，出現高峰，先玉335和京科968在花后25d時，出現高峰。籽粒脫水速率表現為京科968>吉單27>先玉335>正德302，各品種產量表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302，品種間差異均顯著，因此，產量和生育期有正相關關系。

關鍵詞：玉米;生育期;灌漿;脫水

玉米是我國的主要農作物之一，是優良的飼料、重要的工業原料和優質糧食作物。不同地區由于氣候條件的影響，對玉米品種的選擇存在很大差異，因此，要因地制宜，根據自然生態條件、栽培技術等特點選擇玉米品種，實現資源的高效利用是生產優質高產玉米的重要途徑[1]。

近年來，對玉米灌漿和脫水的重視程度逐漸增加，成為玉米研究領域的熱點之一。玉米灌漿是干物質積累和產量形成的重要過程，籽粒重量的形成和灌漿速率及灌漿持續時間有密切的關系，主要是受到品種的影響[2]，錢春榮等研究表明，灌漿速率和玉米生育期存在顯著的相關性，中晚熟品種灌漿速率最低，中早熟品種最高[3]。王曉慧等研究結果表明，中晚熟和晚熟品種有效灌漿持續時間長，早熟和中早熟品種有效灌漿持續時間短[4]。王同朝等研究表明中熟品種比中晚熟品種灌漿速率高[5]。玉米籽粒脫水速率也受到品種特性、生態環境及栽培條件的影響，玉米脫水性的研究是機械化收獲的重要支點，對玉米機械化生產具有重要意義[6]。在玉米生育期內，光熱資源有限，生長后期玉米籽粒的脫水速率對經濟收入造成直接影響，萬澤花等研究認為早熟品種較中晚熟品種脫水快[7]。李鳳海等研究表明，中晚熟品種平均脫水速率高于晚熟品種[8]。也有研究認為，玉米籽粒脫水速率和玉米熟期沒有相關關系。關于不同熟期玉米品種的籽粒灌漿和脫水特性，前人已有相關研究，然而，在不同環境中，灌漿速率和脫水速率無法客觀評價和比較[9]。因此，本文選用早熟品種、中早熟品種、中熟品種和中晚熟品種四個品種，對比各品種籽粒干物質積累量和灌漿速率，以及脫水速率的變化特征，明確不同生育期玉米品種籽粒灌漿和脫水特性，為實現資源的高效利用和玉米高產優質生產提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019年進行，試驗材料選用不同的玉米品種，分別為早熟品種正德302、中早熟品種吉單27、中熟品種先玉335和中晚熟品種京科968，供試土壤為0-20cm耕層土，土壤含有機質22.46g/kg、堿解氮107.34mg/kg、速效磷34.89mg/kg、速效鉀176.45mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗采用完全隨機設計，設置4個處理，分別為早熟品種（正德302）、中早熟品種（吉單27）、中熟品種（先玉335）和中晚熟品種（京科968）。試驗地選擇地勢平坦，肥力均勻，灌排方便的田塊，播前基施有機肥75 000kg/hm2，玉米專用復合肥1 050kg/hm2保證底肥，拔節期結合灌水一次追施尿素150kg/hm2。試驗于5月10日左右播種（根據氣候），選用包衣種子，人工點播，每穴點1粒種子，密度為9.0萬株/hm2，株距22.2cm，行距50cm，2-3葉期間苗，4-5葉期定苗，每穴留一株壯苗。苗期中耕2次，其他管理措施同大田保持一致。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 籽粒灌漿的測定

籽粒灌漿，吐絲前選取生長健壯、整齊一致代表性植株標記，花后10d、15d、20d、25d、30d、35d、40d取下玉米籽粒，105℃殺青30min，80℃烘干，測定籽粒干重（mg），并計算灌漿速率。

1.3.2 籽粒脫水速率的測定

在玉米授粉后35d和50d進行取樣，每個處理選取3個果穗，選取中間籽粒，測量鮮質量，測定完成后105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，測其干質量，并計算含水率和籽粒脫水速率，籽粒脫水速率（%）=（35d含水率-50d含水率）/15。

1.3.3 穗部性狀及產量的測定

生理成熟后14d，各處理選取長勢一致的植株收獲后進行考種，分別測定穗行數、行粒數、穗粒數和百粒重。取試驗小區中間兩行實收測產，以14%計算實際產量。

1.4 數據分析

采用Excel 2010和DPS進行試驗數據統計和分析。

2 結果分析

2.1 不同品種玉米生育進程

由表1可知，各品種玉米生育存在較大差異，正德302、吉單27、先玉335和京科968玉米吐絲期分別在7月3日、7月9日、7月10日和7月14日，生理成熟期分別在8月29日、9月11日、9月16日和9月25日，生育期分別為95d、108d、113d和122d。

2.2 不同生育期玉米籽粒灌漿特征

籽粒重量和灌漿速率反映玉米干物質積累和轉運能力，由圖1可知，花后玉米籽粒重量隨時間推移呈S形曲線逐漸增加，各品種籽粒重量增加存在顯著差異，正德302和吉單27品種在花后10-25d籽粒重量迅速增加，25d以后籽粒重量增加幅度較小，先玉335和京科968在花后10-25d籽粒重量迅速增加，35d以后仍有所增加，在花后40d時，籽粒重量表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302。各品種玉米籽粒灌漿速率呈單峰增長型，正德302在花后10d時，灌漿速率迅速增加，15d時，出現高峰，以后逐漸下降，說明正德302在花后15d左右灌漿速率達到最大值;吉單27在花后20d左右時，出現高峰，說明正德302在花后15d左右灌漿速率達到最大值;先玉335和京科968在花后25d時，出現高峰，以后逐漸下降，說明先玉335和京科968在花后25d左右灌漿速率達到最大值，總體看各品種在灌漿高峰的灌漿速率表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302。

2.3 不同生育期玉米脫水速率

由圖2可知，不同熟期品種籽粒脫水速率存在顯著差異。不同熟期品種間，籽粒脫水速率表現為京科968>吉單27>先玉335>正德302，品種間差異顯著。

2.4 不同生育期玉米產量及產量構成因素

穗部性狀反映玉米雌穗發育狀況，是產量構成的主要因素。由表2可知，各品種間穗行數沒有顯著差異，行粒數表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302，吉單27和正德302品種間沒有顯著差異，其他品種間差異均顯著;穗粒數表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302，京科968和先玉335品種間沒有顯著差異，吉單27和正德302品種間沒有顯著差異，京科968和先玉335顯著高于吉單27和正德302;百粒重表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302，吉單27和正德302品種間沒有顯著差異，其他品種間差異均顯著;各品種產量表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302，品種間差異均顯著。因此，產量為中晚熟>中熟>中早熟>早熟。

3 討論

近年來，玉米生產的目標是優質高產，因地制宜選擇合理的品種布局，協調自然環境和品種特性之間的關系是實現這一目標的重要措施[10]，為比較不同生育期玉米灌漿和脫水特性，本試驗選用不同生育期的玉米品種，研究在同一環境條件下玉米灌漿和脫水速率。研究結果表明，各品種玉米生育存在較大差異，正德302、吉單27、先玉335和京科968生育期分別為95d、108d、113d和122d。玉米籽粒灌漿過程主要通過灌漿時間和灌漿速率共同影響粒重和產量，在花后40d時，籽粒重量表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302，正德302在花后15d時出現高峰，吉單27在花后20d左右時出現高峰，先玉335和京科968在花后25d時出現高峰，因此，粒重和灌漿速率、灌漿期天數具有相關性，說明灌漿期越長、灌漿速率越高，粒重越大。

玉米籽粒含水量是收獲的重要參考指標，含水量過高影響籽粒機械收獲[11]。因此，脫水速率成為衡量玉米適應機械化的重要依據，尤其是黃淮海等小麥玉米一年兩熟區域[12]。在玉米生育期內，光熱資源有限，生長后期玉米籽粒的脫水速率對經濟收入造成直接影響，當籽粒含水率較高時，過快的干燥會加快籽粒表面的干燥速率，導致籽粒“表面硬化”，封閉內層水分[13]。因此，選擇脫水速率高的玉米品種有利于農業發展和經濟收入的增加。本研究結果表明，不同熟期品種籽粒脫水速率存在顯著差異。不同熟期品種間，籽粒脫水速率表現為京科968>吉單27>先玉335>正德302，說明玉米籽粒脫水速率和生育期的長短沒有正相關關系。

玉米產量是反映植株物質積累和轉化運輸能力的關鍵[14]。本研究結果表明，行粒數、穗粒數、百粒重表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302，各品種產量表現為京科968>先玉335>吉單27>正德302，品種間差異均顯著，產量表現為中晚熟>中熟>中早熟>早熟，產量和生育期有極大的相關性。從籽粒灌漿特性和產量水平看，早熟品種灌漿高峰期較早，但是灌漿活躍期短，最大灌漿速率低，干物質積累有限，因此，產量相對較低;中晚熟品種灌漿活躍期長，最大灌漿速率高，有利于干物質積累和獲得較高粒重;另外中晚熟品種穗粒數較多，具有較大的產量潛力[15]。

綜合來看，不同生育期玉米品種在灌漿、脫水特性以及產量上存在顯著差異，中晚熟品種產量高，灌漿持續期長、最大灌漿速率高，不同生育期玉米灌漿速率和產量為中晚熟>中熟>中早熟>早熟。在玉米生產中，不僅要考慮品種生育期，還要兼顧籽粒灌漿和脫水特性[16]，在光照和熱量資源不足的地區應選擇生育期短、灌漿和脫水快的品種，在光照和熱量資源充足的地區應選擇生育期長、灌漿和脫水適宜的品種。

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