岳海旺，陳淑萍，彭海成，宋聰敏，謝俊良，郭安強(qiáng)，呂德智，卜俊周*

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北省農(nóng)作物抗旱研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北衡水053000；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所，河北石家莊050061）

早熟玉米品種衡早10號(hào)灌漿速率特性研究

岳海旺1，陳淑萍1，彭海成1，宋聰敏1，謝俊良1，郭安強(qiáng)1，呂德智2，卜俊周1*

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北省農(nóng)作物抗旱研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北衡水053000；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所，河北石家莊050061）

為了明確不同熟期玉米的籽粒灌漿特性，選用熟期不同的2個(gè)玉米品種衡早10號(hào)（早熟型品種）和鄭單958（晚熟型品種）為試驗(yàn)材料，采用相同的栽培條件，在其吐絲授粉后第7 d開始取籽粒樣品，每7 d取1次，直至種子成熟，分析了玉米籽粒干重、含水量、含水率、體積和灌漿速率的變化，以及籽粒體積與水分之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明：衡早10號(hào)具有干重積累速度快、籽粒體積大、前期灌漿速率快且強(qiáng)度大等特點(diǎn)，收獲時(shí)籽粒含水率低，且產(chǎn)量明顯高于鄭單958，增產(chǎn)率為8.4%。

衡早10號(hào)；玉米；早熟品種；灌漿特性；產(chǎn)量

玉米產(chǎn)量由籽粒灌漿所決定[1～3]。衡早10號(hào)是河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所利用美國(guó)種質(zhì)和自選系雜交選育出來的玉米雜交種，具有早熟、宜機(jī)收、耐密、抗倒、高產(chǎn)等突出特點(diǎn)。河北省夏播玉米區(qū)位于黃淮海玉米種植帶的北部，該地區(qū)種植制度為小麥-玉米一年兩作，玉米生育后期由于低溫常導(dǎo)致晚熟品種不能正常成熟，產(chǎn)量不及中早熟品種。目前，我國(guó)玉米機(jī)械收獲以摘穗型為主[4]，而美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了玉米籽粒直接機(jī)械化收獲[5]。改良我國(guó)主推玉米品種的生物學(xué)特性，培育適宜玉米生產(chǎn)全程機(jī)械化的品種，已成為我國(guó)玉米生產(chǎn)機(jī)械化研究的熱點(diǎn)和生產(chǎn)推廣的難點(diǎn)[6，7]。為此，以早熟、宜機(jī)收玉米品種衡早10號(hào)為試驗(yàn)材料，以河北省玉米主栽品種鄭單958為對(duì)照，在相同栽培條件下，分析了2個(gè)不同熟期品種的籽粒灌漿特性與產(chǎn)量表現(xiàn)，可為選育早熟、宜粒收品種提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

參試玉米材料為衡早10號(hào)，屬早熟型品種，由河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所提供；對(duì)照品種為河北省玉米主栽品種鄭單958，屬晚熟型品種。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2014年在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所試驗(yàn)站進(jìn)行。前茬為白地，土壤類型為粘壤土，地勢(shì)平坦，地力均勻，土壤肥力中等偏上，有水澆條件。

采用對(duì)比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)玉米品種鄭單958（CK）和衡早10號(hào)2個(gè)處理。小區(qū)面積60 m2（10行/區(qū)，行長(zhǎng)10 m，行距0.6 m），隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，區(qū)組兩邊各設(shè)5行保護(hù)行。6月10日采用等行距人工播種，株距25 cm，整個(gè)生育期均常規(guī)管理。6月8日施氮磷鉀復(fù)合肥500 kg/hm2做基肥；播種前撒施毒土，以防治地下害蟲；出苗后到3葉期間苗，5葉期定苗，大喇叭口期追施尿素300 kg/hm2；9月29日收獲。

1.2.2測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1物候期。在玉米生育期間，調(diào)查出苗期、抽雄期、吐絲期、成熟期。

1.2.2.2籽粒灌漿過程。玉米吐絲前，選擇同時(shí)吐絲、生長(zhǎng)健壯一致的植株套袋，統(tǒng)一人工授粉。在吐絲授粉后第7 d開始取樣，每7 d取1次，直至種子成熟。每小區(qū)取3個(gè)果穗的中部籽粒100粒，用排水法測(cè)定鮮籽粒體積，稱量鮮重；然后將樣品置烘箱內(nèi)105℃殺青30 min，再在80℃條件下烘干至恒重，稱量干重。

根據(jù)公式，計(jì)算籽粒的含水量、含水率和灌漿速率：

含水量（100粒，g）=鮮重-干重

含水率=含水量/鮮重×100%

灌漿速率（每粒，g/d）=（t1干重-t0干重）/［100×（t1-t0）］

式中，t0、t1分別表示前后2次的調(diào)查時(shí)間。

1.2.2.3產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀。玉米收獲前，取小區(qū)中間未取樣3行的實(shí)際產(chǎn)量計(jì)產(chǎn)，調(diào)查單位面積穗數(shù)、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重。

2　結(jié)果與分析

2.1衡早10號(hào)的物候期

6月10日相同播期條件下，衡早10號(hào)的抽雄和吐絲期均較鄭單958早7 d，于9月25日成熟；而鄭單958在9月28日收獲時(shí)未能正常成熟（表1）。

表1　衡早10號(hào)的物候期Table1　The phenology of Hengzao No.10

2.2衡早10號(hào)的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

衡早10號(hào)除穗行數(shù)和單位面積穗數(shù)與鄭單958差異不顯著外，其他產(chǎn)量構(gòu)成因素均顯著＞鄭單958；最終，籽粒產(chǎn)量達(dá)到10 017 kg/hm2，顯著＞鄭單958，增產(chǎn)率為8.4%（表2）。可以看出，2個(gè)品種的產(chǎn)量差異主要來源于穗長(zhǎng)、行粒數(shù)和千粒重。

表2　衡早10號(hào)的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table2　Yield and yield compone nts of Hengzao No.10

2.3衡早10號(hào)籽粒鮮重和干重的變化

衡早10號(hào)8月3日授粉，8月10號(hào)進(jìn)行第1次取樣，共取樣8次；鄭單958在8月10日授粉，8月17日進(jìn)行第1次取樣，共取樣7次。

衡早10號(hào)和鄭單958的籽粒鮮重快速增長(zhǎng)期均集中在8月10日～9月7日（圖1和圖2），期間，衡早10號(hào)籽粒重增加了439.2 mg/粒，高于鄭單958的籽粒重增長(zhǎng)量（334.9 mg/粒）；但是，2個(gè)品種籽粒鮮重到達(dá)最高峰的時(shí)間不同，其中，衡早10號(hào)籽粒鮮重在9月7日左右達(dá)到最高，為522.2 mg/粒；而鄭單958則是在9月21日達(dá)到最高，為355.7 mg/粒。在調(diào)查期內(nèi)，衡早10號(hào)的籽粒鮮重始終顯著高于鄭單958。

圖1　衡早10號(hào)籽粒鮮重的變化Fig.1　Variations of fresh grain weight of Hengzao No.10

衡早10號(hào)和鄭單958的籽粒干重均隨灌漿進(jìn)程的推進(jìn)呈逐漸上升趨勢(shì)（圖2），其中，在授粉后2周內(nèi)，2個(gè)品種的籽粒干重增長(zhǎng)速度均較緩慢，這個(gè)時(shí)期正處于籽粒形成期，8月17日衡早10號(hào)的籽粒干重達(dá)到了73.4 mg/粒，明顯＞鄭單958（6.7 mg/粒）；8月17日～9月14日2個(gè)品種的籽粒干重均快速增長(zhǎng)，其中，衡早10號(hào)籽粒干重增加了329.8 mg/粒，明顯＞鄭單958（209.6 mg/粒）；9月14日至收獲，衡早10號(hào)的籽粒干重增長(zhǎng)速度明顯＜鄭單958，其中，衡早10號(hào)籽粒干重僅增加了9.8 mg/粒，而鄭單958籽粒干重增加了31.9 mg/粒。可以看出，衡早10號(hào)的籽粒干物質(zhì)積累持續(xù)期為28 d左右，較鄭單958短14 d左右，但最終產(chǎn)量卻高于鄭單958，與生育前期衡早10號(hào)具有高的干物質(zhì)增長(zhǎng)強(qiáng)度有關(guān)。

圖2　衡早10號(hào)籽粒干重的變化Fig.2　Variations of dry grain weight of Hengzao No.10

2.4衡早10號(hào)籽粒灌漿速率和體積的變化

衡早10號(hào)和鄭單958的籽粒灌漿速率均呈單峰曲線變化，到達(dá)峰值的時(shí)間分別為8月24日和31日（圖3）。鑒于鄭單958第1次取樣的時(shí)間較衡早10號(hào)晚7d，因此認(rèn)為，2個(gè)品種的灌漿速率均是在其授粉后21d左右時(shí)達(dá)到最高。其中，衡早10號(hào)的最大籽粒灌漿速率為12.47mg/（?！），較鄭單958〔10.01mg/（粒·d）〕高2.46 mg/（?！）。9月14日以前，衡早10號(hào)的灌漿速率始終＞鄭單958；9月14日以后，衡早10號(hào)的灌漿速率有1個(gè)明顯的下降過程，而鄭單958在成熟前還有較強(qiáng)的灌漿速度，這一時(shí)期，衡早10號(hào)的灌漿速率減少了4.61 mg/（?！），而鄭單958僅減少1.88 mg/（粒·d）。

圖3　衡早10號(hào)籽粒灌漿速率的變化Fig.3　Variations of grain filling rate of Hengzao No.10

衡早10號(hào)和鄭單958的籽粒體積均表現(xiàn)為9月7日以前增長(zhǎng)較快，9月7日衡早10號(hào)籽粒達(dá)到其最大體積，而此時(shí)鄭單958的籽粒體積占到其最大體積的95%（圖4）?？梢钥闯?，9月7日之前是2個(gè)品種籽粒體積增長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，此期加強(qiáng)田間水肥管理，有利于增加籽粒體積，擴(kuò)大庫(kù)容量，為高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

圖4　衡早10號(hào)籽粒體積的變化Fig.4　Variations of grain volume of Hengzao No.10

但是，2個(gè)品種籽粒體積到達(dá)最高值的時(shí)間不同，其中，衡早10號(hào)籽粒在9月7日達(dá)到其最大體積45.5 mL/百粒，而鄭單958則是在9月14日（較衡早10號(hào)晚1周）達(dá)到其最大體積36.4 mL/百粒，且二者差異達(dá)到了顯著水平。由于失水干燥，2個(gè)品種的籽粒在達(dá)到其最大體積后均呈現(xiàn)體積減小的趨勢(shì)，其中，衡早10號(hào)表現(xiàn)為急劇下降，而鄭單958下降幅度不大，這與9月14日以后2個(gè)品種的籽粒灌漿速率顯著下降相對(duì)應(yīng)。但是在整個(gè)灌漿期間，衡早10號(hào)的籽粒體積始終＞鄭單958，但差異并不顯著。

2.5衡早10號(hào)籽粒水分的變化

衡早10號(hào)和鄭單958的籽粒含水量均在8月31日之前呈線性快速增長(zhǎng)，且均于9月7日達(dá)到最大值（圖5）。但是2個(gè)品種的最高籽粒含水量不同，其中，衡早10號(hào)的最大含水量為218.0 mg/百粒，＞鄭單958（153.5 mg/百粒）。9月7日以后，2個(gè)品種的籽粒含水量均有所下降，其中，衡早10號(hào)的下降幅度＞鄭單958。在整個(gè)籽粒灌漿過程中，衡早10號(hào)的籽粒含水量始終＞鄭單958，平均含水量較鄭單958高47.2 mg/百粒。

圖5　衡早10號(hào)籽粒含水量的變化Fig.5　Variations of grain water content of Hengzao No.10

2個(gè)品種的籽粒含水率變化趨勢(shì)相似，均呈隨著灌漿進(jìn)程而逐漸降低（圖6）。這與籽粒干物質(zhì)的不斷累積相一致。其中，衡早10號(hào)籽粒最高含水率為89.20%，而鄭單958為84.08%；9月7日以后，2個(gè)品種籽粒含水率的下降幅度均很小，至收獲時(shí)，衡早10號(hào)的籽粒含量率為25.49%，較鄭單958的籽粒含水率（29.95%）低14.99%。

2.6玉米籽粒體積與水分之間的關(guān)系

研究表明，玉米籽粒體積大小與籽粒含水量和含水率變化的數(shù)量關(guān)系比較穩(wěn)定[8～12]。相關(guān)分析結(jié)果顯示，籽粒含水量與籽粒體積呈極顯著的正相關(guān)，其中，R（衡早10號(hào)）=0.848**，R（鄭單958）=0.930**；籽粒含水率與籽粒體積呈極顯著的負(fù)相關(guān)，其中，R（衡早10號(hào)）=-0.848**，R（鄭單958）=-0.956**。8月10日以前是籽粒含水率的高峰期，同時(shí)也是含水量快速增長(zhǎng)期，這一時(shí)期處于玉米的需水關(guān)鍵期，若此期干旱，會(huì)影響籽粒的建成和體積增大（庫(kù)的發(fā)育），是造成減產(chǎn)的主要原因之一[13～15]。

圖6　衡早10號(hào)籽粒含水率的變化Fig.6　Variations of grain water percentage of Hengzao No.10

3　結(jié)論與討論

本研究結(jié)果顯示，在相同栽培條件下，不同熟期玉米品種的灌漿速率差異很大，這與前人的研究結(jié)果[12～16]相一致。早熟型玉米品種衡早10號(hào)的產(chǎn)量顯著高于晚熟型玉米品種鄭單958，主要原因是其穗長(zhǎng)、行粒數(shù)和千粒重指標(biāo)值明顯較高。與鄭單958相比，衡早10號(hào)的灌漿速率在9月14日以后有一個(gè)明顯的急劇下降過程，但是產(chǎn)量卻明顯較高，主要原因是衡早10號(hào)籽粒前期灌漿速度快、籽粒發(fā)育速度快。衡早10號(hào)將早熟與高產(chǎn)2個(gè)矛盾體很好地結(jié)合起來，與馬沖等[17]、金益等[18]和崔俊明[19]的研究結(jié)果一致。

衡早10號(hào)較鄭單958開花散粉早7 d左右，成熟期較鄭單958早5～7 d，9月28日最后1次取樣時(shí)，衡早10號(hào)籽粒已經(jīng)出現(xiàn)黑層，籽粒乳線下移95%左右，達(dá)到了生理成熟期，因此認(rèn)為，在冀中南部，衡早10號(hào)的最佳收獲期為9月29日左右，鄭單958為10月5日左右。

收獲時(shí)的籽粒含水率與粒收指標(biāo)破碎率、雜質(zhì)率、落穗率和落籽率呈顯著正相關(guān)，從而影響玉米的收購(gòu)價(jià)格和農(nóng)民收益[20]。本研究條件下，9月28日衡早10號(hào)的籽粒含水率為25.49%，低于鄭單958的籽粒含水率29.95%。玉米機(jī)械收獲將是以直接收獲籽粒的方式來代替收獲果穗，因此，衡早10號(hào)對(duì)機(jī)收玉米品種的選育提供了重要參考。

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Study on Grain Filling Characteristics of Early Maturing Variety Hengzao No.10

YUE Hai-wang1，CHEN Shu-ping1，PENG Hai-cheng1，SONG Cong-min1，XIE Jun-liang1，GUO An-qiang1，LV De-zhi2，BU Jun-zhou1*
（1.Dryland Farming Institute of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Hebei Provincial Key Laboratory of Crops Drought Resistance Research，Hengshui 053000，China；2.Pomology Institute of Shijiazhuang，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050061，China）

In order to define the different maturities of corn grain filling characteristics.Different maturities maize hybrid Hengzao No.10(early maturity variety)and Zhengdan 958(late maturity variety)were used as the materials，using the same cultivation conditions，after pollination 7 d begins to take grain samples，every 7 d take 1 time，until the seed mature，analyzed its grain dry weight，water content，grain water percentage，grain volume the change of volume and filling rate，and the relationship between grain size and water.The main results showed that in comparison with the maize hybrid Zhengdan 958，Hengzao No.10 had some characters，such as faster grain development，bigger seed volume，higher grain filling rate in early growth stage and with high strength.Yield of the hybrid maize Hengzao No.10 was higher and the yield increasing was 8.4%.

Hengzao No.10；Maize；Early maturing variety；Grain filling characteristics；Yield

S513

A

1008-1631（2016）05-0021-05

2016-03-10

河北省農(nóng)林科學(xué)院青年基金項(xiàng)目（A2015040101）；河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（16226323D-X）；國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(nycytx-02)

岳海旺（1982-），男，河北晉州人，助理研究員，碩士，主要從事玉米育種研究。E-mail：yanjiu1982@163.com。

卜俊周（1973-），男，河北趙縣人，副研究員，主要從事玉米育種研究。E-mail：bujunzhou@126.com。