郝 楠，畢文博，李月明，孫 楠，馬云祥

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

氮素水平對玉米制種產(chǎn)量及質(zhì)量的影響

郝 楠，畢文博，李月明，孫 楠，馬云祥

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

試驗(yàn)選用4個主推的玉米雜種鄭單958（鄭58×昌7-2）、遼單565（中106×遼3162）、遼單588（遼8821 ×S121）、先玉335（Ph6wc×Ph4cv）進(jìn)行雜交制種，設(shè)置3個氮素水平，通過測定種子質(zhì)量性狀、活力水平及產(chǎn)量綜合評價氮素對玉米制種的影響。結(jié)果表明：不同氮素水平對各品種的種子活力指標(biāo)及發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)不存在顯著差異；隨著氮素水平的增加，玉米制種產(chǎn)量隨之增加。除遼單588外，其它品種在不同氮素處理間存在產(chǎn)量差異不顯著。施氮量15 kg/667m2可以作為玉米制種田施肥參考用量。

玉米；氮素；雜交制種；種子活力

氮素是限制植物生長發(fā)育以及產(chǎn)量形成的首要因素。近幾年，東北地區(qū)為了滿足玉米產(chǎn)量持續(xù)增長的需要，肥料用量尤其是氮肥施用量不斷增加，導(dǎo)致成本升高，肥料浪費(fèi)，污染環(huán)境的問題日趨明顯［1～3］。種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本且不可替代的特殊生產(chǎn)資料。隨著我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，種子在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主體地位和作為農(nóng)業(yè)科技載體的作用日益凸顯［4～6］。

本研究旨在通過田間試驗(yàn)，系統(tǒng)地測定氮素對不同玉米品種制種質(zhì)量及產(chǎn)量的影響。揭示不同施氮量下玉米種子活力、產(chǎn)量、氮肥利用率變化規(guī)律。優(yōu)化氮肥管理、提高種子活力。為在玉米雜交制種中合理施用氮肥提供科學(xué)依據(jù)［7～9］。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地情況

試驗(yàn)于2015年在遼寧省撫順祝家街道田家屯村八家子進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)地處于中溫帶，屬大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量為760～790 mm；年日照時數(shù)為2 230～2 520 h，日照百分率為51%～58%。大于10℃積溫3 523.90℃，無霜期131 d。試驗(yàn)地前茬玉米，土壤基本養(yǎng)分性狀見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

供試品種鄭單958（鄭58×昌7-2）、遼單565（中106 ×遼3162）、遼單588（遼8821×S121）和先玉335（Ph6wc ×Ph4cv），在4個隔離區(qū)進(jìn)行制種。每個隔離區(qū)面積0.2～0.33 hm2。在每個隔離區(qū)內(nèi)安排小區(qū)試驗(yàn)，設(shè)置3個氮素水平，施氮量為純氮，分別為0 kg/667m2（N-0），15 kg/ 667m2（N-15），30 kg/667m2（N-30），每個小區(qū)10 m行長，10行區(qū)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。依據(jù)各品種特性設(shè)置密度，試驗(yàn)設(shè)置3個重復(fù)。各處理使用的磷鉀肥為過磷酸鈣和氯化鉀一次播種時施入，尿素作為氮肥來源。氮肥30%作基肥，70%在玉米拔節(jié)中期追施，其他同正常田間管理。

1.3 調(diào)查分析項(xiàng)目

1.3.1 土壤情況測定

播前采集0～20 cm耕層土壤，測定土壤有機(jī)質(zhì)、全氮磷鉀，速效氮磷鉀。結(jié)果見表1。

1.3.2 產(chǎn)量及質(zhì)量

玉米收獲時，測定產(chǎn)量、稱量各小區(qū)的秸稈和果穗重量，采集秸稈和果穗樣品，測定單位產(chǎn)量和各處理秸稈、穗軸和子?；旌蠘悠返暮俊y定不同施氮量下種子發(fā)芽相關(guān)指數(shù)及種子活力。

1.4 數(shù)據(jù)處理采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與圖表制作，DPS7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素水平對玉米產(chǎn)量的影響

由表2可以看出，不同氮素水平處理下各品種平均產(chǎn)量顯著性差異略有不同。各品種在N-30處理下產(chǎn)量較高并與N-0形成顯著差異，但N-15與N-30對產(chǎn)量的影響差異性各有不同。遼單565在N-30處理下制種產(chǎn)量最高為5 155.1 kg/hm2與N-15處理無顯著性差異，但與N-0差異極顯著。遼單588在N-30處理下制種產(chǎn)量最高為4 662.7 kg/hm2且與N-15和N-0存在極顯著差異。鄭單958在N-15處理下制種產(chǎn)量最高為4 329.2 kg/hm2與N-30差異不顯著，但與N-0存在極顯著差異。先玉335在N-30處理下制種產(chǎn)量最高為4 190.6 kg/hm2與N-15無顯著差異，但N-0差異極顯著。試驗(yàn)結(jié)果表明，除鄭單958以外，其他3個品種制種均隨著施氮量的增加，玉米產(chǎn)量也隨之增加。

2.2 氮素水平對玉米含氮量的影響

由表3可以看出，各品種在不同氮素水平下種子籽粒含氮量存在不同差異。遼單565和先玉335在各自N-30氮素水平下籽粒含氮量最高并與其它氮素水平呈顯著差異，遼單588和鄭單958在各氮素水平下籽粒含氮量無顯著性差異。莖干含氮量及葉片含氮量在各自的不同氮素處理下差異性不同。在籽粒中含氮量增加的同時，玉米秸稈與葉片中含氮量也持續(xù)增加，這表明施用氮肥，增加了玉米植株對氮元素的吸收總量。

2.3 氮素水平對各品種發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表4～表7可知，不同氮素水平對不同品種發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)影響各不相同。各品種萌發(fā)期苗長與苗鮮重、苗干重達(dá)到顯著或極顯著水平，相關(guān)系數(shù)由0.72～0.96。苗干重與其苗長、苗鮮重、根鮮重、根干重呈極顯著正相關(guān)。根部與苗部萌發(fā)生長指標(biāo)呈顯著或極顯著正相關(guān)。各品種發(fā)芽率與幼苗相關(guān)指標(biāo)差異不同。遼單565發(fā)芽率與苗、根各指標(biāo)無顯著相關(guān)性，遼單588發(fā)芽率與其苗長和苗鮮重呈顯著正相關(guān)，鄭單958發(fā)芽率與其苗、根各指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)，先玉335發(fā)芽率與其苗長和苗鮮重呈極顯著正相關(guān)。

2.4 氮素水平對各品種發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)的方差分析

不同氮素水平下各品種的發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)的方差分析（表8）結(jié)果顯示：遼單565、遼單588與先玉335在各自不同氮素水平下發(fā)芽率不存在顯著差異。鄭單958在N-30水平下發(fā)芽率最高且與其他兩個氮素水平下的發(fā)芽率呈極顯著差異。N-0與N-15兩個氮素處理下發(fā)芽率無顯著性差異。各品種苗長在不同施氮量下存在差異，但在苗鮮重、苗干重、根鮮重、根干重上并無顯著性差異性。可見不同施氮量在各品種發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)上除發(fā)芽率與苗長指標(biāo)有所差異，其他調(diào)查指標(biāo)并未受到顯著影響。

2.5 氮素水平對種子活力影響

種子活力是反映種子在各種條件下具有的潛在萌發(fā)與出苗能力，受種子發(fā)育期間的環(huán)境條件等因素影響，能說明種子質(zhì)量的優(yōu)劣。人工加速老化及冷發(fā)芽均為國際種子檢驗(yàn)協(xié)會活力測定委員會推薦的種子活力檢測方法。表9為各品種在不同氮素水平下3項(xiàng)活力指標(biāo)比較，除鄭單958發(fā)芽率在不同氮素處理間存在極顯著差異，其他各品種各項(xiàng)活力指標(biāo)在氮素處理間不存在顯著性差異。綜合3項(xiàng)指標(biāo)，從各項(xiàng)指標(biāo)均值可以看出種子活力在品種間呈現(xiàn)鄭單958＞遼單565＞先玉335＞遼單588趨勢。

表1 不同品種生產(chǎn)田土壤檢測分析結(jié)果

表2 不同氮素水平對玉米產(chǎn)量影響

表3 不同氮素水平對玉米籽粒含氮量的影響

表4 不同氮素水平對遼單565發(fā)芽指標(biāo)相關(guān)系數(shù)

表5 不同氮素水平對遼單588發(fā)芽指標(biāo)相關(guān)系數(shù)

表6 不同氮素水平對鄭單958發(fā)芽指標(biāo)相關(guān)系數(shù)

表7 不同氮素水平對先玉335發(fā)芽指標(biāo)相關(guān)系數(shù)

表8 不同氮素水平對發(fā)芽相關(guān)性狀方差分析

表9 不同施氮量對種子活力影響

3 結(jié)論

從氮肥對植物的生理作用上看，氮是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素等物質(zhì)的有效成份。植物生理學(xué)中認(rèn)為“氮作為植物體內(nèi)成份并調(diào)節(jié)植物生理功能”。氮肥的施用能提高幼苗生理素質(zhì)，還能增強(qiáng)植株的光合作用性能、籽粒灌漿速度、植株對養(yǎng)分的吸收、籽粒對養(yǎng)分的積累等生理活動功能，從而影響制種產(chǎn)量［10～11］。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明：不同氮素水平對各品種活力相關(guān)指標(biāo)上，除鄭單958發(fā)芽率在不同氮素處理間存在極顯著差異，其他各品種各項(xiàng)活力指標(biāo)在氮素處理間不存在顯著性差異。苗長在不同施氮量下存在差異，但在苗鮮重、苗干重、根鮮重、根干重上并無差異性。不同施氮量在各品種發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)上除發(fā)芽率與苗長指標(biāo)有所差異，其他調(diào)查指標(biāo)并未受到顯著影響。在玉米雜交制種中必須科學(xué)合理地施用氮肥，根據(jù)土壤肥力條件，確定最佳施用量，以促進(jìn)植株生長發(fā)育，提高制種質(zhì)量與產(chǎn)量，這是玉米雜交制種的關(guān)鍵因素之一［12］。本研究中除遼單588外，其它品種N15和N30在產(chǎn)量上差異不顯著。所以，在獲得高活力種子并取得較好產(chǎn)量，同時做到氮素的有效利用，玉米制種田施氮量15 kg/667m2可以作為一個參考用量。

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S513.032；Q945.12

B

1002-1728（2017）01-0046-04

10.3969/j.issn.1002-1728.2017.01.011

2016-12-26

國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303002）；玉米產(chǎn)業(yè)體系沈陽綜合試驗(yàn)站

作者簡介：郝楠（1981-），女，主要從事種子科學(xué)技術(shù)與檢驗(yàn)研究，副研究員。E-mail：lnhn1981@163.com

馬云祥（1972-），男，E-mail：lnwangyanbo@163.com