0.99),結(jié)果表明:迪卡517、登海605和金海5號(hào)較鄭單958(CK)達(dá)到灌漿峰值后的灌漿速率下降相對(duì)較慢;籽粒灌漿速率和干物質(zhì)積累量在籽粒生長(zhǎng)各階段均存在品"/>

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        玉米高產(chǎn)品種籽粒灌漿特性研究

        2015-12-22 18:49:56吳秋平郭新平韓成衛(wèi)王惠芳孔曉民
        山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年4期
        關(guān)鍵詞:玉米產(chǎn)量

        吳秋平+郭新平+韓成衛(wèi)+王惠芳+孔曉民

        摘要:以鄭單958為對(duì)照,對(duì)3個(gè)高產(chǎn)玉米品種籽粒灌漿特性進(jìn)行研究,并運(yùn)用Logistic生長(zhǎng)模型擬合籽粒灌漿過(guò)程(R2>0.99),結(jié)果表明:迪卡517、登海605和金海5號(hào)較鄭單958(CK)達(dá)到灌漿峰值后的灌漿速率下降相對(duì)較慢;籽粒灌漿速率和干物質(zhì)積累量在籽粒生長(zhǎng)各階段均存在品種間差異,3個(gè)高產(chǎn)品種的最大灌漿速率、灌漿速率最大時(shí)生長(zhǎng)最和平均灌漿速率均明顯高于鄭單958,而灌漿活躍期各品種表現(xiàn)與之接近。籽粒灌漿速率的提高,尤其是快增期灌漿速率高,利于縮短后期庫(kù)容建成時(shí)間,促進(jìn)籽??焖俟酀{,從而能進(jìn)一步發(fā)揮品種增產(chǎn)潛力。

        關(guān)鍵詞:玉米;高產(chǎn)品種;灌漿特性;產(chǎn)量

        中圖分類(lèi)號(hào):S513.01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A文章編號(hào):1001-4942(2015)04-0030-04

        玉米是C4作物,高產(chǎn)潛力大,其高產(chǎn)潛力的研究對(duì)于提高單產(chǎn)具有重要參考價(jià)值[1,2]。籽粒灌漿期是影響玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的重要生育階段[3.4]。玉米籽粒產(chǎn)量由單位面積的籽粒數(shù)和粒重共同決定,粒重是灌漿速率和灌漿持續(xù)時(shí)間的函數(shù)[4,5]。灌漿速率受基因型和環(huán)境條件的共同影響,呈較復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化6,7]。灌漿時(shí)間的長(zhǎng)短和灌漿速率決定了玉米灌漿時(shí)期的干物質(zhì)積累量[8]。利用Logistic方程可準(zhǔn)確地?cái)M合玉米籽粒灌漿過(guò)程,對(duì)玉米籽粒灌漿進(jìn)行生長(zhǎng)分析[9~12]。有學(xué)者對(duì)不同種植密度和肥水等栽培措施調(diào)控條件下的玉米產(chǎn)量與干物質(zhì)積累分配規(guī)律進(jìn)行過(guò)多方面研究[13,14],但不同玉米品種間存在差異,而針對(duì)超高產(chǎn)玉米品種的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)選用當(dāng)時(shí)超高產(chǎn)玉米品種鄭單958(CK)、迪卡517、登海605、金海5號(hào)為材料,對(duì)其籽粒灌漿特性及其與粒重的進(jìn)行研究,以深化對(duì)粒重形成過(guò)程的認(rèn)知,并針對(duì)灌漿關(guān)鍵過(guò)程采取有效調(diào)控措施,以期為玉米超高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

        收稿日期:2014-12-25

        基金項(xiàng)目:國(guó)家現(xiàn)代玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)(nycytx-02)

        1材料與方法

        1.1供試材料

        試驗(yàn)品種為黃淮海地區(qū)大面積推廣并具有不同產(chǎn)量結(jié)構(gòu)特征的高產(chǎn)品種,分別為鄭單958(CK,ZD958)、迪卡517(DK517)、登海605(DH605)和金海5號(hào)(JH5)。試驗(yàn)于2011年在濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)田進(jìn)行,其地力基礎(chǔ)好。6月19日播種,密度均為6.0萬(wàn)株/hm3,每小區(qū)種植6行,行長(zhǎng)5m,小區(qū)面積20m2。隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)3次。播種前施用300kg/hm2復(fù)合肥(N、P、K比例為15:15:15)做基肥,大喇叭口期追施尿素450kg/hm2,其它管理按照高產(chǎn)田進(jìn)行。

        1.2測(cè)定項(xiàng)目與方法

        1.2.1籽粒灌漿特性于各品種6片展開(kāi)葉時(shí),選擇長(zhǎng)勢(shì)一致且有代表性的植株進(jìn)行標(biāo)記,每個(gè)小區(qū)標(biāo)記100株以上。吐絲期對(duì)標(biāo)記植株進(jìn)行統(tǒng)一套袋和人工授粉,自授粉后第10d開(kāi)始取樣,之后每隔7d取樣1次,每次取3~5個(gè)果穗,每穗取中部籽粒100粒,于105℃烘箱殺青0.5h后,75℃烘至恒重后稱(chēng)重。用Logistic方程W=A/(1+Be-Ct)模擬開(kāi)花后籽粒干重的變化規(guī)律,其中,t為開(kāi)花后天數(shù),W為花后百粒重,A為理論最大百粒重,B為初值參數(shù),C為生長(zhǎng)速率參數(shù)[16]。

        1.2.2產(chǎn)量及其構(gòu)成性狀成熟期,每個(gè)小區(qū)人工收獲中間2行,自然風(fēng)干,考種后脫粒計(jì)產(chǎn)(按14%標(biāo)準(zhǔn)含水量折算產(chǎn)量)。各小區(qū)選擇有代表性的10個(gè)果穗考種,計(jì)算穗粒數(shù)、百粒重等。

        1.3數(shù)據(jù)處理

        采用CurveExpert1.3軟件擬合灌漿方程,使用DPS軟件進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析,用MicrosoftExcel2003軟件計(jì)算數(shù)據(jù)并作圖。

        2結(jié)果與分析

        2.1不同品種籽粒干重積累動(dòng)態(tài)

        各品種籽粒干重在授粉后10~45d快速增加,52d時(shí)增長(zhǎng)速率減緩(圖1)。授粉后10~30d,鄭單958百粒重增速表現(xiàn)與迪卡517相似,兩者均高于登海605和金海5號(hào);授粉后38d,迪卡517百粒重增速明顯高于鄭單958,其次是登海605和金海5號(hào),自此鄭單958百粒重始終最低(圖1)。不同品種籽粒灌漿速率呈單峰曲線變化,灌漿峰值表現(xiàn)為登海605>鄭單958>迪卡517>金海5號(hào)。各品種達(dá)到峰值后,登海605和金海5號(hào)灌漿速率下降較緩慢,其次是迪卡517,鄭單958表現(xiàn)前期上升快后期下降也快的趨勢(shì)(圖2)。

        2.2不同品種灌漿特征參數(shù)比較

        以授粉后天數(shù)(t)為自變量,粒重(W)為因變量,運(yùn)用Logistic方程可以較好地?cái)M合籽粒灌漿過(guò)程。由表1可看出,不同品種籽粒灌漿過(guò)程方程擬合的決定系數(shù)(R2)都在0.99以上,F(xiàn)檢驗(yàn)均達(dá)到極顯著水平,說(shuō)明Logistic方程能較好地?cái)M合各品種籽粒灌漿過(guò)程。與鄭單958的籽粒灌漿參數(shù)相比,登海605和金海5號(hào)的最大灌漿速率出現(xiàn)時(shí)間晚,最大灌漿速率、灌漿速率最大時(shí)生長(zhǎng)量和平均灌漿速率均明顯高于鄭單958,而灌漿活躍期各品種表現(xiàn)與鄭單958接近。

        依據(jù)Logistic曲線進(jìn)一步將不同玉米品種的灌漿過(guò)程分為漸增期、快增期和緩增期,由表2可以看出,與鄭單958相比,灌漿漸增期迪卡517、登海605和金海5號(hào)的持續(xù)期長(zhǎng),粒重增量明顯增加,平均灌漿速率則略低;灌漿快增期登海605和金海5號(hào)的持續(xù)期與鄭單958接近,迪卡517減少2.1d,但3個(gè)品種的粒重增量和平均灌漿速率仍表現(xiàn)較高趨勢(shì);灌漿緩增期各品種間表現(xiàn)與灌漿快增期相似。

        2.3不同品種產(chǎn)量及其構(gòu)成

        不同品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成如表3所示。與鄭單958相比,迪卡517、登海605和金海5號(hào)產(chǎn)量均增加,增幅為3.97%~7.12%,前兩者與其差異顯著。產(chǎn)量構(gòu)成方面,迪卡517、登海605和金海5號(hào)的穗粒數(shù)分別較鄭單958高7.13%、3.60%和1.81%,百粒重則以金海5號(hào)最高,登海605次之,迪卡517表現(xiàn)最低。

        3結(jié)論與討論

        玉米產(chǎn)量由單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重三要素構(gòu)成,在穗數(shù)和穗粒數(shù)一定條件下,粒重對(duì)產(chǎn)量有著至關(guān)重要的作用。灌漿期是玉米產(chǎn)量形成的關(guān)鍵過(guò)程,研究玉米的灌漿特征對(duì)于揭示玉米產(chǎn)量形成機(jī)制具有重要意義[17,18]。有關(guān)玉米品種灌漿過(guò)程對(duì)粒重和產(chǎn)量的影響不同研究得出的結(jié)論不一,主要圍繞提高灌漿速率或者增加灌漿持續(xù)期,亦或兩者共同影響決定品種產(chǎn)量[6,19],本研究發(fā)現(xiàn),玉米粒重增長(zhǎng)盡管受環(huán)境的影響,但籽粒的干物質(zhì)積累過(guò)程有其自身的發(fā)展規(guī)律,均符合Logistic生長(zhǎng)曲線模型(圖1和表1)。劉霞等[10]研究認(rèn)為,玉米粒重與快增期灌漿速率、緩增期灌漿速率呈顯著正相關(guān),受平均灌漿速率影響較??;張海艷等[12]則研究表明,玉米粒重形成取決于灌漿速率,而不是灌漿持續(xù)時(shí)間;劉明等[20]認(rèn)為,粒重與平均灌漿速率和最大灌漿速率顯著正相關(guān),與灌漿活躍期相關(guān)較小。不同研究結(jié)果得出結(jié)論不一,推測(cè)其原因可能是由于籽粒灌漿速率受加性遺傳規(guī)律影響顯著,因此易受品種本身基因型和外界環(huán)境條件(溫度、光照等)的共同影響[21,6]。

        本研究表明,三個(gè)高產(chǎn)品種的最大灌漿速率、灌漿速率最大時(shí)生長(zhǎng)量和平均灌漿速率均明顯高于鄭單958,而灌漿快增期各品種表現(xiàn)與鄭單958接近,說(shuō)明迪卡517、登海605和金海5號(hào)較鄭單958粒重增加的主要原因是提高了籽粒灌漿速率。迪卡517、登海605和金海5號(hào)較鄭單958在籽粒灌漿各階段的粒重增幅、持續(xù)期和平均灌漿速率表現(xiàn)均有所不同,尤其表現(xiàn)在籽粒干重快速增加的快增期灌漿速率顯著高于鄭單958(表1、表2),說(shuō)明籽??煸銎诟吖酀{速率利于品種提高百粒重。籽粒灌漿速率對(duì)于粒重和單株籽粒產(chǎn)量的作用大于有效灌漿期,通過(guò)延長(zhǎng)籽粒灌漿期提高產(chǎn)量則往往受到當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件和種植制度的限制[21,22]。因此,在保證一定穗粒數(shù)基礎(chǔ)上,提高籽粒灌漿速率,加快同化物在籽粒中的積累速度對(duì)提高產(chǎn)量效果更顯著,尤其增加快增期和緩增期灌漿速率,從而縮短后期庫(kù)容建成時(shí)間,利于籽粒快速灌漿,生產(chǎn)上,選用灌漿速率潛力高的玉米品種,合理優(yōu)化玉米生長(zhǎng)后期肥水供應(yīng),特別是氮肥的施用以提高玉米植株灌漿中后期葉片生理活性,增強(qiáng)光合性能,能進(jìn)一步提高玉米品種的增產(chǎn)潛力[1]。endprint

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