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标题

粮饲兼用型玉米品种苏玉45灌浆特性及抗倒伏能力分析

范文

王军祝庆李洪涛许瀚元李景芳迟铭徐艳徐大勇

摘要：以我国大面积推广的玉米品种郑单958为对照，对粮饲兼用型玉米品种苏玉45的灌浆特性和抗倒伏能力进行分析。结果表明，苏玉45在灌浆期具有籽粒体积大、灌浆持续时间长且速率快、后期脱水速率快等优良特性，因此在相同栽培条件下，苏玉45的粒质量与产量较郑单958显著提高，具有更大的增产潜力。此外，苏玉45虽然株高偏高，但是茎秆质量优异，灌浆后期茎秆质量下降缓慢且穗位比适宜，所以抗倒伏能力较强。根据苏玉45的特性制定其配套的栽培措施时，应考虑在授粉后0～25d加强水肥管理并在灌浆后期采取一定的措施延缓其衰老，以充分发挥其增产潜力。

关键词：玉米;苏玉45;灌浆特性;增产潜力;抗倒伏能力

中图分类号：S513.01文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2020）22-0098-05

作者简介：王军（1982—），男，安徽安庆人，硕士，副研究员，主要从事玉米遗传育种及高产高效栽培研究。Tel：（0518）83081707;E-mail：58980883@qq.com。

玉米既可作为粮食作物，亦可作为饲料作物和经济作物，是保障我国粮食安全的重要作物，也是畜牧业和食品加工业的支柱和原料作物。近年来，农业发展日益多元化，畜牧业的发展对于推进农业产业结构调整具有重要意义，而玉米作为畜牧业中不可或缺的饲料作物，其重要性更加突出[1]。玉米各生育阶段的生长状况决定了玉米产量的高低，其中灌浆期对产量的影响最为明显，灌浆速率的快慢和灌浆持续期的长短直接影响着玉米籽粒干物质的积累，进而决定玉米粒质量和产量[2-5]。因此，明确玉米品种的灌浆特性对于评价其丰产性具有重要意义。此外，随着玉米合理密植技术、全程机械化种植技术等的快速发展，生产上对玉米品种抗倒性的要求也逐渐提高，抗倒伏成为玉米重要的品种选育目标之一[6-8]。倒伏或倒折会严重影响玉米的产量和品质，尤其是近年来，黄淮海地区气候多变，极端气候频发，大风、强降雨天气会造成玉米大面积严重倒伏，造成玉米严重减产甚至绝收[9]。抗倒伏能力是评价玉米品种稳产性的重要指标，玉米株高、穗位、茎秆质量等因素均会影响玉米抗倒伏能力，其中茎秆质量对于玉米抗倒伏能力的影响最为明显[10]。综上所述，研究玉米品种的灌浆特性和抗倒伏能力，对于评估其丰产性和稳产性有重要意义。苏玉45是连云港市农业科学院于2017年育成的优质粮饲兼用型玉米品种，郑单958是全国各地推广种植面积最大且高产稳产的玉米品种，本研究以郑单958为对照，探讨苏玉45与郑单958在灌浆特性、抗倒伏能力、产量及成熟期性状方面的差异，以期准确评价苏玉45的丰产性和稳产性，并为制订配套的栽培管理标准提供相关理论依据。

1材料與方法

1.1试验材料

供试品种为粮饲兼用型玉米苏玉45，对照品种为生产上大面积推广的玉米品种郑单958。

1.2试验设计

试验在2017—2018年于江苏省连云港市农业科学院试验田中开展。采用随机区组设计，设3次重复，小区面积为50m2。于4月10日播种，播种密度为67500株/hm2。宽窄行种植，宽行行距60cm，窄行行距40cm，株距30cm，行长5m，每个小区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，分别占总施氮量的50%，磷钾肥均一次性施入，作基肥。

1.3测定项目与方法

1.3.1取样方法准确记载2个玉米品种的生育进程。取长势较为一致的植株100株（不取行首和行尾），挂牌并准确记载各生育期（抽雄期、散粉期、吐丝期），吐丝前统一套纸袋隔离，全部采用人工自交授粉，2个品种在同一天进行饱和授粉，确保各果穗结实率基本一致，准确记录2个玉米品种的授粉日期，以便精确取授粉后的果穗籽粒样品。

1.3.2灌浆速率与脱水速率的测定在每个玉米品种授粉后的10、15、20、25、30、35、40、45、50d分别取样。取样时间为07：00—08：00，挑选长势一致的5个果穗，从果穗下部起取13～22环中部籽粒。将籽粒混匀后随机选出100粒称质量，得玉米鲜质量，玉米鲜籽粒体积用排水法测量，随后将玉米鲜籽粒装入牛皮纸袋中，于105℃烘0.5h，再于80℃烘干至恒质量，测定玉米籽粒干质量。相关计算公式如下：

籽粒含水率=（籽粒鲜质量-籽粒干质量）/籽粒鲜质量×100%;

百粒含水量=鲜质量-干质量;

灌浆速率=[干质量（t1）-干质量（t0）]/[100×（t1-t0）]。

式中：t0表示前一次取样时间;t1表示后一次取样时间;t1-t0表示相邻2次取样间隔时间。

1.3.3茎秆拉力和穿刺强度（RPS）的测定在果穗取样前，使YYD-1型茎秆强度测定仪垂直作用于茎秆，并拉动茎秆，使之倾斜45°，此时读取仪表上的拉力（N），即为茎秆拉力。取完果穗样后，从近地面处剪下茎秆，去掉非茎秆部分，用仪器垂直于茎秆地面上第3节间，并匀速缓慢压下，读取仪器穿透茎秆表皮时显示的最大值，即为穿刺强度（N/mm2）。

1.3.4玉米产量及成熟期性状的测定收获前调查玉米株高、穗位和穗位比（穗位比=穗位高/株高），全部收获靠中间2行未套袋玉米果穗，晒干、脱粒后称籽粒质量，根据收获面积换算成单位面积实际籽粒产量。每个小区取10个果穗，考察穗部性状（穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数），脱粒后将籽粒烘干至恒质量后称量，并折算成14%籽粒含水量对应的百粒质量。

1.4数据处理

用Excel2010记录数据，用SPSS17.0软件进行数据的统计和分析，用SigmaPlot10.0作图。

2结果与分析

2.1产量及成熟期性状

由表1可知，苏玉45的产量、百粒质量显著高于郑单958，穗行数、行粒数亦高于郑单958，但差异未达显著水平。由此可见，相较于对照品种郑单958，苏玉45的粒质量有明显优势，且粒质量与穗行数、行粒数可以协调发展，故产量较郑单958提高了578.2kg/hm2，增产率为6.1%。因此，在苏玉45灌浆期加强水肥管理，争取获得高粒质量并协调发展穗行数、行粒数是玉米获得高产的关键。

由表2可知，苏玉45生育期较郑单958长2d，株高虽显著高于郑单958但穗位比差异不显著。从倒伏率上看，苏玉45抗倒伏能力显著强于郑单958。从穗部性状看，苏玉45的穗长、穗粗均略高于郑单958，秃尖长亦略高于郑单958，差异均未达到显著水平。由此可见，苏玉45在大喇叭口期进一步加强水肥管理可以减少秃尖长并促进穗分化，可进一步提高其穗粒数，挖掘其增产潜力。

2.2籽粒体积的变化

由图1可见，苏玉45、郑单958的籽粒体积均在授粉30d前快速增大，并在授粉30d时达到最大值，授粉30d后逐渐减小，表明这2个玉米品种籽粒体积增长的关键时期都是授粉后0～30d，在此期间加强田间水肥管理，可以促进籽粒体积增大，扩大库容量，从而为获得玉米高粒质量奠定基础。此外，在整个灌浆过程中，苏玉45的籽粒体积较郑单958大，且方差分析结果表明，苏玉45籽粒的最大体积显著高于郑单958（F=280.56**，F0.05=18.51），说明苏玉45的库容更大，更易获得高粒质量，与郑单958相比具有更高的增产潜力。

2.3籽粒含水量的变化

由图2可见，苏玉45的籽粒含水量在整个灌浆过程中始终高于郑单958，授粉后10～15d，2个玉米品种的含水量均快速增加，授粉后15～20d增长减缓，授粉20d后逐渐降低，郑单958的含水量在授粉20d后快速下降，而苏玉45的含水量在授粉后20～25d缓慢下降，授粉25d后快速下降，且下降速度高于郑单958，此后2个品种间含水量的差距不断缩小。由此可见，相较于郑单958，苏玉45在灌浆前期含水量增加得更为迅速，且保持较高含水量的时间更久，有利于前期籽粒体积的迅速增大，而后期含水量下降得更迅速，则有利于其籽粒安全成熟。

由图3可知，2个玉米品种籽粒含水率在整个灌浆过程中均逐渐下降，这与籽粒中不断积累的干物质相对应，苏玉45的籽粒含水率始终比郑单958高。在授粉后10～25d，2个品种间含水率的差距逐渐增大;在授粉25d后，2个品种间含水率的差距

不断缩小;授粉后45～55d，2个品种的含水率已趋于一致。由此可见，苏玉45灌浆后期的脱水能力更强。

2.4籽粒鲜质量的变化

籽粒鲜质量是反映籽粒灌浆过程中籽粒含水量、干物质积累状况的综合指标，籽粒含水量与干物质积累量的变化均会影响籽粒鲜质量的变化[12]。由图4可知，2个玉米品种籽粒鲜质量在授粉后35d内均逐渐增加，授粉后35～45d逐渐减小，授粉45d后变化缓慢，这与灌浆前期水分与干物质共同积累、灌浆后期干物质继续积累与脱水同时进行的过程一致。在整个灌浆过程中，苏玉45的籽粒鲜质量均比郑单958高，苏玉45的最终百粒鲜质量为32.07g，郑单958的最终百粒鲜质量为29.93g，二者之间的差异达到显著水平（F=70.01*，F0.05=18.51），在一定程度上反映了苏玉45的籽粒含水量与干物质积累状况较郑单958更优。

2.5籽粒干质量的变化

如图5所示，2个玉米品种的籽粒干质量随着灌浆的进行而不断增加。在授粉10d内是籽粒含水量的快速增长阶段，故2个玉米品种的籽粒干质量增长较为缓慢。授粉后10～35d，2个玉米品种的籽粒干质量均迅速增加，此时期是玉米籽粒积累干物质的关键时期，在此期间苏玉45的籽粒百粒干质量增加了21.37g，郑单958的籽粒百粒干质量增加了20.47g，可见苏玉45籽粒积累干物质的速度在灌浆盛期快于郑单958。授粉40d后，2个玉米品种的干质量增加速度均明显减缓，郑单958在授粉后40～55d的百粒干质量仅增加了0.56g，而苏玉45在授粉后40～55d的百粒干质量则增加了1.22g。由此可见，灌浆后期苏玉45的籽粒积累干物质的速度比郑单958快，且灌浆持续期更长，因此苏玉45较郑单958更易获得高粒质量，增产潜力更大。

2.6灌浆速率的变化

由图6可知，2个玉米品种的籽粒灌浆速率在整个灌浆期间均先升高后降低，在授粉后25d左右达到峰值，并且在授粉15d后，苏玉45的灌浆速率始终高于郑单958，苏玉45的最高单粒灌浆速率为13.65mg/d，而郑单958的最高灌浆速率为13.29mg/d，2个玉米品种的灌浆速率均在授粉25d后逐渐下降，且均在授粉后55d时几乎停止灌浆，但苏玉45的灌浆速率在授粉后40～55d仍明显高于郑单958。以上结果表明，与郑单958相比，苏玉45在灌浆过程中的灌浆速率更快且灌漿持续期更长，因此其粒质量较郑单958明显提高。

2.7茎秆拉力和穿刺强度的变化

茎秆拉力、茎秆穿刺强度是评价玉米植株茎秆质量的重要指标[11]。如图7所示，灌浆过程中，2个玉米品种植株茎秆拉力均呈先增大后减小的趋

势，且在灌浆30d左右达到峰值，而后下降。苏玉45的茎秆拉力在授粉后15d之前与郑单958相似，授粉15d后均高于郑单958，且在授粉后40～55d，苏玉45的茎秆拉力较郑单958下降得更缓慢，说明苏玉45在灌浆期的茎秆拉力明显优于郑单958。

如图8所示，2个玉米品种的植株茎秆穿刺强度均在授粉后45d达到峰值，随后降低。苏玉45的植株茎秆穿刺强度在授粉后15d前小于郑单958，在授粉15d后均高于郑单958，说明苏玉45的植株茎秆韧性在灌浆期明显优于郑单958。综合茎秆拉力、茎秆穿刺强度分析结果可得，苏玉45在灌浆期尤其是在灌浆后期的抗倒伏能力明显优于郑单958，这为玉米稳产提供了保障，并且更耐肥。

3结论与讨论

3.1苏玉45的产量和灌浆特性

玉米产量的高低取决于单位面积穗数、穗行数、行粒数和粒质量[13]。分析本研究中2个玉米品种产量及产量构成因素的差异可知，苏玉45的百粒质量较郑单958显著提高，并且产量各构成因素能够协调发展，故产量显著高于对照品种郑单958。因此，在配套苏玉45的栽培措施时，应以提高粒质量为首要目标，并协调其他产量构成因素，以发挥其增产潜力。而要提高粒质量，明确品种的灌浆特性并制定适宜的栽培措施至关重要。籽粒灌浆期是对玉米产量影响最大的生育时期，灌浆速率的快慢和灌浆持续期的长短直接决定最终的粒质量[14-16]。本研究结果表明，苏玉45的籽粒干质量、鲜质量在灌浆期间均高于郑单958，具有更快的灌浆速率和更长的灌浆持续期，因此具有更高的增产潜力。此外，灌浆速率快慢与籽粒含水率、籽粒体积的变化有密不可分的联系。籽粒体积决定了籽粒的库容，而籽粒含水率积累过程和脱水过程既关系到籽粒体积的增大、减小，亦关系到灌浆速率，灌浆速率与籽粒脱水速率呈正相关关系[17-19]。在相同栽培条件下，苏玉45较郑单958有更高的籽粒含水量和更大的籽粒体积，且在后期具有更快的脱水速率，这与其灌浆速率更快、持续期更长的特性相对应。进一步分析苏玉45在灌浆期各指标的变化动态可知，授粉后10～25d既是籽粒干质量、水分积累的关键时期，亦是籽粒灌浆速率和体积的快速增长期，此时期应是决定苏玉45在生产上能否获得高产的重要时期。王晓慧等研究发现，延长玉米籽粒有效灌浆时间、提高灌浆渐增期的平均灌浆速率能够有效提高产量[14]。因此，在苏玉45灌浆前中期应加强水肥管理以增大库容量，提高灌浆速率，在灌浆后期应采取一定的措施以进一步延缓苏玉45衰老，延长灌浆持续期是发挥其高产潜力的关键。

3.2苏玉45的抗倒伏能力

玉米在整个生育期内均有可能发生倒伏，籽粒产量、灌浆速率受成熟前倒伏的影响最大[20]。[JP+1]生理成熟后倒伏会导致机械粒收过程中的落穗数量增多、籽粒品质变劣，使收获难度加大，生产效益显著降低[21-23]。本研究结果表明，苏玉45的株高虽然高于郑单958，但倒伏率略低于郑单958，这个结果除了与2个品种相似的穗位比有关外，更与2个品种的茎秆质量差异有密切关系。玉米茎秆力学强度，如茎秆拉力、茎秆穿刺强度均与田间倒伏率呈负相关关系[24-25]。在相同栽培条件下，苏玉45较郑单958在整个灌浆期具有更高的茎秆拉力和茎秆穿刺强度，且在灌浆后期茎秆拉力、茎秆穿刺强度下降得更缓慢，可见苏玉45的站秆能力和茎秆韧性明显优于郑单958，更好的茎秆质量是苏玉45较郑单958倒伏率降低的主要原因。综上所述，与郑单958相比，苏玉45不但具有更高的增产潜力，还有更强的耐肥抗倒能力，并且丰产性和稳产性均更好。

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