王軍 祝慶 李洪濤 許瀚元 李景芳 遲銘 徐艷 徐大勇

摘要：以我國(guó)大面積推廣的玉米品種鄭單958為對(duì)照，對(duì)糧飼兼用型玉米品種蘇玉45的灌漿特性和抗倒伏能力進(jìn)行分析。結(jié)果表明，蘇玉45在灌漿期具有籽粒體積大、灌漿持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且速率快、后期脫水速率快等優(yōu)良特性，因此在相同栽培條件下，蘇玉45的粒質(zhì)量與產(chǎn)量較鄭單958顯著提高，具有更大的增產(chǎn)潛力。此外，蘇玉45雖然株高偏高，但是莖稈質(zhì)量?jī)?yōu)異，灌漿后期莖稈質(zhì)量下降緩慢且穗位比適宜，所以抗倒伏能力較強(qiáng)。根據(jù)蘇玉45的特性制定其配套的栽培措施時(shí)，應(yīng)考慮在授粉后0～25d加強(qiáng)水肥管理并在灌漿后期采取一定的措施延緩其衰老，以充分發(fā)揮其增產(chǎn)潛力。

關(guān)鍵詞：玉米;蘇玉45;灌漿特性;增產(chǎn)潛力;抗倒伏能力

中圖分類號(hào)：S513.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）22-0098-05

作者簡(jiǎn)介：王軍（1982—），男，安徽安慶人，碩士，副研究員，主要從事玉米遺傳育種及高產(chǎn)高效栽培研究。Tel：（0518）83081707;E-mail：58980883@qq.com。

玉米既可作為糧食作物，亦可作為飼料作物和經(jīng)濟(jì)作物，是保障我國(guó)糧食安全的重要作物，也是畜牧業(yè)和食品加工業(yè)的支柱和原料作物。近年來(lái)，農(nóng)業(yè)發(fā)展日益多元化，畜牧業(yè)的發(fā)展對(duì)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義，而玉米作為畜牧業(yè)中不可或缺的飼料作物，其重要性更加突出[1]。玉米各生育階段的生長(zhǎng)狀況決定了玉米產(chǎn)量的高低，其中灌漿期對(duì)產(chǎn)量的影響最為明顯，灌漿速率的快慢和灌漿持續(xù)期的長(zhǎng)短直接影響著玉米籽粒干物質(zhì)的積累，進(jìn)而決定玉米粒質(zhì)量和產(chǎn)量[2-5]。因此，明確玉米品種的灌漿特性對(duì)于評(píng)價(jià)其豐產(chǎn)性具有重要意義。此外，隨著玉米合理密植技術(shù)、全程機(jī)械化種植技術(shù)等的快速發(fā)展，生產(chǎn)上對(duì)玉米品種抗倒性的要求也逐漸提高，抗倒伏成為玉米重要的品種選育目標(biāo)之一[6-8]。倒伏或倒折會(huì)嚴(yán)重影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，尤其是近年來(lái)，黃淮海地區(qū)氣候多變，極端氣候頻發(fā)，大風(fēng)、強(qiáng)降雨天氣會(huì)造成玉米大面積嚴(yán)重倒伏，造成玉米嚴(yán)重減產(chǎn)甚至絕收[9]。抗倒伏能力是評(píng)價(jià)玉米品種穩(wěn)產(chǎn)性的重要指標(biāo)，玉米株高、穗位、莖稈質(zhì)量等因素均會(huì)影響玉米抗倒伏能力，其中莖稈質(zhì)量對(duì)于玉米抗倒伏能力的影響最為明顯[10]。綜上所述，研究玉米品種的灌漿特性和抗倒伏能力，對(duì)于評(píng)估其豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性有重要意義。蘇玉45是連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院于2017年育成的優(yōu)質(zhì)糧飼兼用型玉米品種，鄭單958是全國(guó)各地推廣種植面積最大且高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的玉米品種，本研究以鄭單958為對(duì)照，探討蘇玉45與鄭單958在灌漿特性、抗倒伏能力、產(chǎn)量及成熟期性狀方面的差異，以期準(zhǔn)確評(píng)價(jià)蘇玉45的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，并為制訂配套的栽培管理標(biāo)準(zhǔn)提供相關(guān)理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試品種為糧飼兼用型玉米蘇玉45，對(duì)照品種為生產(chǎn)上大面積推廣的玉米品種鄭單958。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在2017—2018年于江蘇省連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田中開展。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積為50m2。于4月10日播種，播種密度為67500株/hm2。寬窄行種植，寬行行距60cm，窄行行距40cm，株距30cm，行長(zhǎng)5m，每個(gè)小區(qū)20行。全生育期施N300kg/hm2，P2O5、K2O各150kg/hm2，氮肥作基肥和追肥分2次施入，分別占總施氮量的50%，磷鉀肥均一次性施入，作基肥。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1取樣方法準(zhǔn)確記載2個(gè)玉米品種的生育進(jìn)程。取長(zhǎng)勢(shì)較為一致的植株100株（不取行首和行尾），掛牌并準(zhǔn)確記載各生育期（抽雄期、散粉期、吐絲期），吐絲前統(tǒng)一套紙袋隔離，全部采用人工自交授粉，2個(gè)品種在同一天進(jìn)行飽和授粉，確保各果穗結(jié)實(shí)率基本一致，準(zhǔn)確記錄2個(gè)玉米品種的授粉日期，以便精確取授粉后的果穗籽粒樣品。

1.3.2灌漿速率與脫水速率的測(cè)定在每個(gè)玉米品種授粉后的10、15、20、25、30、35、40、45、50d分別取樣。取樣時(shí)間為07：00—08：00，挑選長(zhǎng)勢(shì)一致的5個(gè)果穗，從果穗下部起取13～22環(huán)中部籽粒。將籽?；靹蚝箅S機(jī)選出100粒稱質(zhì)量，得玉米鮮質(zhì)量，玉米鮮籽粒體積用排水法測(cè)量，隨后將玉米鮮籽粒裝入牛皮紙袋中，于105℃烘0.5h，再于80℃烘干至恒質(zhì)量，測(cè)定玉米籽粒干質(zhì)量。相關(guān)計(jì)算公式如下：

籽粒含水率=（籽粒鮮質(zhì)量-籽粒干質(zhì)量）/籽粒鮮質(zhì)量×100%;

百粒含水量=鮮質(zhì)量-干質(zhì)量;

灌漿速率=[干質(zhì)量（t1）-干質(zhì)量（t0）]/[100×（t1-t0）]。

式中：t0表示前一次取樣時(shí)間;t1表示后一次取樣時(shí)間;t1-t0表示相鄰2次取樣間隔時(shí)間。

1.3.3莖稈拉力和穿刺強(qiáng)度（RPS）的測(cè)定在果穗取樣前，使YYD-1型莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀垂直作用于莖稈，并拉動(dòng)莖稈，使之傾斜45°，此時(shí)讀取儀表上的拉力（N），即為莖稈拉力。取完果穗樣后，從近地面處剪下莖稈，去掉非莖稈部分，用儀器垂直于莖稈地面上第3節(jié)間，并勻速緩慢壓下，讀取儀器穿透莖稈表皮時(shí)顯示的最大值，即為穿刺強(qiáng)度（N/mm2）。

1.3.4玉米產(chǎn)量及成熟期性狀的測(cè)定收獲前調(diào)查玉米株高、穗位和穗位比（穗位比=穗位高/株高），全部收獲靠中間2行未套袋玉米果穗，曬干、脫粒后稱籽粒質(zhì)量，根據(jù)收獲面積換算成單位面積實(shí)際籽粒產(chǎn)量。每個(gè)小區(qū)取10個(gè)果穗，考察穗部性狀（穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)），脫粒后將籽粒烘干至恒質(zhì)量后稱量，并折算成14%籽粒含水量對(duì)應(yīng)的百粒質(zhì)量。

1.4數(shù)據(jù)處理

用Excel2010記錄數(shù)據(jù)，用SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，用SigmaPlot10.0作圖。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量及成熟期性狀

由表1可知，蘇玉45的產(chǎn)量、百粒質(zhì)量顯著高于鄭單958，穗行數(shù)、行粒數(shù)亦高于鄭單958，但差異未達(dá)顯著水平。由此可見(jiàn)，相較于對(duì)照品種鄭單958，蘇玉45的粒質(zhì)量有明顯優(yōu)勢(shì)，且粒質(zhì)量與穗行數(shù)、行粒數(shù)可以協(xié)調(diào)發(fā)展，故產(chǎn)量較鄭單958提高了578.2kg/hm2，增產(chǎn)率為6.1%。因此，在蘇玉45灌漿期加強(qiáng)水肥管理，爭(zhēng)取獲得高粒質(zhì)量并協(xié)調(diào)發(fā)展穗行數(shù)、行粒數(shù)是玉米獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。

由表2可知，蘇玉45生育期較鄭單958長(zhǎng)2d，株高雖顯著高于鄭單958但穗位比差異不顯著。從倒伏率上看，蘇玉45抗倒伏能力顯著強(qiáng)于鄭單958。從穗部性狀看，蘇玉45的穗長(zhǎng)、穗粗均略高于鄭單958，禿尖長(zhǎng)亦略高于鄭單958，差異均未達(dá)到顯著水平。由此可見(jiàn)，蘇玉45在大喇叭口期進(jìn)一步加強(qiáng)水肥管理可以減少禿尖長(zhǎng)并促進(jìn)穗分化，可進(jìn)一步提高其穗粒數(shù)，挖掘其增產(chǎn)潛力。

2.2籽粒體積的變化

由圖1可見(jiàn)，蘇玉45、鄭單958的籽粒體積均在授粉30d前快速增大，并在授粉30d時(shí)達(dá)到最大值，授粉30d后逐漸減小，表明這2個(gè)玉米品種籽粒體積增長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期都是授粉后0～30d，在此期間加強(qiáng)田間水肥管理，可以促進(jìn)籽粒體積增大，擴(kuò)大庫(kù)容量，從而為獲得玉米高粒質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。此外，在整個(gè)灌漿過(guò)程中，蘇玉45的籽粒體積較鄭單958大，且方差分析結(jié)果表明，蘇玉45籽粒的最大體積顯著高于鄭單958（F=280.56**，F(xiàn)0.05=18.51），說(shuō)明蘇玉45的庫(kù)容更大，更易獲得高粒質(zhì)量，與鄭單958相比具有更高的增產(chǎn)潛力。

2.3籽粒含水量的變化

由圖2可見(jiàn)，蘇玉45的籽粒含水量在整個(gè)灌漿過(guò)程中始終高于鄭單958，授粉后10～15d，2個(gè)玉米品種的含水量均快速增加，授粉后15～20d增長(zhǎng)減緩，授粉20d后逐漸降低，鄭單958的含水量在授粉20d后快速下降，而蘇玉45的含水量在授粉后20～25d緩慢下降，授粉25d后快速下降，且下降速度高于鄭單958，此后2個(gè)品種間含水量的差距不斷縮小。由此可見(jiàn)，相較于鄭單958，蘇玉45在灌漿前期含水量增加得更為迅速，且保持較高含水量的時(shí)間更久，有利于前期籽粒體積的迅速增大，而后期含水量下降得更迅速，則有利于其籽粒安全成熟。

由圖3可知，2個(gè)玉米品種籽粒含水率在整個(gè)灌漿過(guò)程中均逐漸下降，這與籽粒中不斷積累的干物質(zhì)相對(duì)應(yīng)，蘇玉45的籽粒含水率始終比鄭單958高。在授粉后10～25d，2個(gè)品種間含水率的差距逐漸增大;在授粉25d后，2個(gè)品種間含水率的差距

不斷縮小;授粉后45～55d，2個(gè)品種的含水率已趨于一致。由此可見(jiàn)，蘇玉45灌漿后期的脫水能力更強(qiáng)。

2.4籽粒鮮質(zhì)量的變化

籽粒鮮質(zhì)量是反映籽粒灌漿過(guò)程中籽粒含水量、干物質(zhì)積累狀況的綜合指標(biāo)，籽粒含水量與干物質(zhì)積累量的變化均會(huì)影響籽粒鮮質(zhì)量的變化[12]。由圖4可知，2個(gè)玉米品種籽粒鮮質(zhì)量在授粉后35d內(nèi)均逐漸增加，授粉后35～45d逐漸減小，授粉45d后變化緩慢，這與灌漿前期水分與干物質(zhì)共同積累、灌漿后期干物質(zhì)繼續(xù)積累與脫水同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程一致。在整個(gè)灌漿過(guò)程中，蘇玉45的籽粒鮮質(zhì)量均比鄭單958高，蘇玉45的最終百粒鮮質(zhì)量為32.07g，鄭單958的最終百粒鮮質(zhì)量為29.93g，二者之間的差異達(dá)到顯著水平（F=70.01*，F(xiàn)0.05=18.51），在一定程度上反映了蘇玉45的籽粒含水量與干物質(zhì)積累狀況較鄭單958更優(yōu)。

2.5籽粒干質(zhì)量的變化

如圖5所示，2個(gè)玉米品種的籽粒干質(zhì)量隨著灌漿的進(jìn)行而不斷增加。在授粉10d內(nèi)是籽粒含水量的快速增長(zhǎng)階段，故2個(gè)玉米品種的籽粒干質(zhì)量增長(zhǎng)較為緩慢。授粉后10～35d，2個(gè)玉米品種的籽粒干質(zhì)量均迅速增加，此時(shí)期是玉米籽粒積累干物質(zhì)的關(guān)鍵時(shí)期，在此期間蘇玉45的籽粒百粒干質(zhì)量增加了21.37g，鄭單958的籽粒百粒干質(zhì)量增加了20.47g，可見(jiàn)蘇玉45籽粒積累干物質(zhì)的速度在灌漿盛期快于鄭單958。授粉40d后，2個(gè)玉米品種的干質(zhì)量增加速度均明顯減緩，鄭單958在授粉后40～55d的百粒干質(zhì)量?jī)H增加了0.56g，而蘇玉45在授粉后40～55d的百粒干質(zhì)量則增加了1.22g。由此可見(jiàn)，灌漿后期蘇玉45的籽粒積累干物質(zhì)的速度比鄭單958快，且灌漿持續(xù)期更長(zhǎng)，因此蘇玉45較鄭單958更易獲得高粒質(zhì)量，增產(chǎn)潛力更大。

2.6灌漿速率的變化

由圖6可知，2個(gè)玉米品種的籽粒灌漿速率在整個(gè)灌漿期間均先升高后降低，在授粉后25d左右達(dá)到峰值，并且在授粉15d后，蘇玉45的灌漿速率始終高于鄭單958，蘇玉45的最高單粒灌漿速率為13.65mg/d，而鄭單958的最高灌漿速率為13.29mg/d，2個(gè)玉米品種的灌漿速率均在授粉25d后逐漸下降，且均在授粉后55d時(shí)幾乎停止灌漿，但蘇玉45的灌漿速率在授粉后40～55d仍明顯高于鄭單958。以上結(jié)果表明，與鄭單958相比，蘇玉45在灌漿過(guò)程中的灌漿速率更快且灌漿持續(xù)期更長(zhǎng)，因此其粒質(zhì)量較鄭單958明顯提高。

2.7莖稈拉力和穿刺強(qiáng)度的變化

莖稈拉力、莖稈穿刺強(qiáng)度是評(píng)價(jià)玉米植株莖稈質(zhì)量的重要指標(biāo)[11]。如圖7所示，灌漿過(guò)程中，2個(gè)玉米品種植株莖稈拉力均呈先增大后減小的趨

勢(shì)，且在灌漿30d左右達(dá)到峰值，而后下降。蘇玉45的莖稈拉力在授粉后15d之前與鄭單958相似，授粉15d后均高于鄭單958，且在授粉后40～55d，蘇玉45的莖稈拉力較鄭單958下降得更緩慢，說(shuō)明蘇玉45在灌漿期的莖稈拉力明顯優(yōu)于鄭單958。

如圖8所示，2個(gè)玉米品種的植株莖稈穿刺強(qiáng)度均在授粉后45d達(dá)到峰值，隨后降低。蘇玉45的植株莖稈穿刺強(qiáng)度在授粉后15d前小于鄭單958，在授粉15d后均高于鄭單958，說(shuō)明蘇玉45的植株莖稈韌性在灌漿期明顯優(yōu)于鄭單958。綜合莖稈拉力、莖稈穿刺強(qiáng)度分析結(jié)果可得，蘇玉45在灌漿期尤其是在灌漿后期的抗倒伏能力明顯優(yōu)于鄭單958，這為玉米穩(wěn)產(chǎn)提供了保障，并且更耐肥。

3結(jié)論與討論

3.1蘇玉45的產(chǎn)量和灌漿特性

玉米產(chǎn)量的高低取決于單位面積穗數(shù)、穗行數(shù)、行粒數(shù)和粒質(zhì)量[13]。分析本研究中2個(gè)玉米品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的差異可知，蘇玉45的百粒質(zhì)量較鄭單958顯著提高，并且產(chǎn)量各構(gòu)成因素能夠協(xié)調(diào)發(fā)展，故產(chǎn)量顯著高于對(duì)照品種鄭單958。因此，在配套蘇玉45的栽培措施時(shí)，應(yīng)以提高粒質(zhì)量為首要目標(biāo)，并協(xié)調(diào)其他產(chǎn)量構(gòu)成因素，以發(fā)揮其增產(chǎn)潛力。而要提高粒質(zhì)量，明確品種的灌漿特性并制定適宜的栽培措施至關(guān)重要。籽粒灌漿期是對(duì)玉米產(chǎn)量影響最大的生育時(shí)期，灌漿速率的快慢和灌漿持續(xù)期的長(zhǎng)短直接決定最終的粒質(zhì)量[14-16]。本研究結(jié)果表明，蘇玉45的籽粒干質(zhì)量、鮮質(zhì)量在灌漿期間均高于鄭單958，具有更快的灌漿速率和更長(zhǎng)的灌漿持續(xù)期，因此具有更高的增產(chǎn)潛力。此外，灌漿速率快慢與籽粒含水率、籽粒體積的變化有密不可分的聯(lián)系。籽粒體積決定了籽粒的庫(kù)容，而籽粒含水率積累過(guò)程和脫水過(guò)程既關(guān)系到籽粒體積的增大、減小，亦關(guān)系到灌漿速率，灌漿速率與籽粒脫水速率呈正相關(guān)關(guān)系[17-19]。在相同栽培條件下，蘇玉45較鄭單958有更高的籽粒含水量和更大的籽粒體積，且在后期具有更快的脫水速率，這與其灌漿速率更快、持續(xù)期更長(zhǎng)的特性相對(duì)應(yīng)。進(jìn)一步分析蘇玉45在灌漿期各指標(biāo)的變化動(dòng)態(tài)可知，授粉后10～25d既是籽粒干質(zhì)量、水分積累的關(guān)鍵時(shí)期，亦是籽粒灌漿速率和體積的快速增長(zhǎng)期，此時(shí)期應(yīng)是決定蘇玉45在生產(chǎn)上能否獲得高產(chǎn)的重要時(shí)期。王曉慧等研究發(fā)現(xiàn)，延長(zhǎng)玉米籽粒有效灌漿時(shí)間、提高灌漿漸增期的平均灌漿速率能夠有效提高產(chǎn)量[14]。因此，在蘇玉45灌漿前中期應(yīng)加強(qiáng)水肥管理以增大庫(kù)容量，提高灌漿速率，在灌漿后期應(yīng)采取一定的措施以進(jìn)一步延緩蘇玉45衰老，延長(zhǎng)灌漿持續(xù)期是發(fā)揮其高產(chǎn)潛力的關(guān)鍵。

3.2蘇玉45的抗倒伏能力

玉米在整個(gè)生育期內(nèi)均有可能發(fā)生倒伏，籽粒產(chǎn)量、灌漿速率受成熟前倒伏的影響最大[20]。[JP+1]生理成熟后倒伏會(huì)導(dǎo)致機(jī)械粒收過(guò)程中的落穗數(shù)量增多、籽粒品質(zhì)變劣，使收獲難度加大，生產(chǎn)效益顯著降低[21-23]。本研究結(jié)果表明，蘇玉45的株高雖然高于鄭單958，但倒伏率略低于鄭單958，這個(gè)結(jié)果除了與2個(gè)品種相似的穗位比有關(guān)外，更與2個(gè)品種的莖稈質(zhì)量差異有密切關(guān)系。玉米莖稈力學(xué)強(qiáng)度，如莖稈拉力、莖稈穿刺強(qiáng)度均與田間倒伏率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[24-25]。在相同栽培條件下，蘇玉45較鄭單958在整個(gè)灌漿期具有更高的莖稈拉力和莖稈穿刺強(qiáng)度，且在灌漿后期莖稈拉力、莖稈穿刺強(qiáng)度下降得更緩慢，可見(jiàn)蘇玉45的站稈能力和莖稈韌性明顯優(yōu)于鄭單958，更好的莖稈質(zhì)量是蘇玉45較鄭單958倒伏率降低的主要原因。綜上所述，與鄭單958相比，蘇玉45不但具有更高的增產(chǎn)潛力，還有更強(qiáng)的耐肥抗倒能力，并且豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性均更好。

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