玉米杂交种鲁单981籽粒灌浆特性研究

程学元,王春虎,马娟,张怀胜,吴娜

（1.新乡市农业局,河南新乡453003；2.河南科技学院,河南新乡453003；3.浚县农业局,河南浚县456200）

鲁单981是河南省近几年来推广种植面积较大的玉米杂交种,以其高产、稳产的特性深受农民欢迎,在生产中起着重大的作用.玉米籽粒灌浆期至成熟期是决定玉米产量和品质的重要阶段[1],本试验目的是对鲁单981的灌浆特性进行研究,以期为其高产栽培提供理论依据.

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验品种为山东省农业科学院玉米研究所选育的玉米杂交种鲁单981,对照品种是美国孟山都远东有限公司提供的普通玉米品种迪卡1号（半紧凑型）.试验在河南科技学院试验地进行,土壤肥力上等.

1.2 试验方法

供试品种于2009年6月10日播种,采取随机区组设计,重复2次.小区长10 m,行距66.7 cm,株距28.5 cm,6行区种植,种植密度52 500株/hm2.小区管理同一般大田.吐丝前,各小区选生长一致的果穗作标记,于授粉后每隔5 d取样1次,共8次.每小区取3个果穗,取穗中部籽粒50粒,测定籽粒鲜重、干重、体积,计算含水量和含水率,籽粒体积用排水法测定.籽粒灌浆速率计算公式如下：

籽粒灌浆速率[g/（50粒·d）]=[后1次50粒干重（g）-前1次50粒干重（g）]/两次取样间隔天数（d）[2].

数据利用Excel 2003进行处理.

2 结果与分析

2.1 籽粒鲜重和干重变化规律

对鲁单981和迪卡1号（CK）两品种鲜重和干重动态研究表明,两个品种籽粒干重和鲜重变化趋势基本一致,即：缓慢增重——快速增重——达到高峰——开始下降.但两个品种籽粒干重和鲜重达到高峰期所需要的时间明显不一样,表明两品种籽粒灌浆特性有差异,在授粉后的5～15 d增重相对缓慢,这个时期正处于籽粒的形成阶段.15～40 d,两个品种的干重迅速增加,此期为籽粒干物质积累的重要时期,但鲁单981的积累速度明显快于迪卡1号.两品种籽粒干重虽均在授粉后40 d左右达到最大值,但鲁单981最大值为16.71 g/50粒,迪卡1号最大值为13.90 g/50粒,可见这两个品种有差异,鲁单981籽粒鲜重在授粉后33d达到最大值,鲜重最大值为28.99g/50粒,迪卡1号籽粒鲜重在授粉后40d左右达到最大值,鲜重最大值为22.15 g/50粒.从整个籽粒灌浆期来看,鲁单981在籽粒鲜重和干重上大于对照品种迪卡1号,见图1.

2.2 籽粒体积和水份含量变化规律

鲁单981在授粉后20 d以内快速增长,籽粒体积量为0.62 mL/50粒·d（图2）.这个时期是籽粒体积迅速增大期,籽粒的生长发育主要表现为胚的分化、形成和胚乳细胞数目的增加及籽粒建成[3].20～25 d期间为缓慢增长阶段,25～30 d又是一个快速增长期；而对照迪卡1号在授粉后前15 d体积迅速增大,增长量为0.21 mL/50粒·d,仅为鲁单981的33.9%.两品种籽粒体积增大期过后,籽粒体积均进入平稳的增长时期,两品种体积均在授粉后40 d左右达到最大值,但在整个籽粒灌浆期间鲁单981籽粒体积比迪卡1号较大,说明鲁单981籽粒库容量大，易获高产.相关研究表明,籽粒体积前期增长快慢与后期下降快慢间接反映了灌浆速率的快慢和灌浆时期的长短[4].

图1 鲁单981和迪卡1号（CK）籽粒鲜重和干重变化动态

图2 鲁单981和迪卡1号（CK）籽粒体积变化动态

图3 鲁单981和迪卡1号含水量的变化动态

两品种籽粒含水量总体变化趋势一致（图3）,即：含水量随授粉后天数的增加而增加.两品种籽粒含水量在授粉后5～15 d左右增长较快,最大含水量均出现在授粉后32 d左右,鲁单981籽粒最大含水量为13.96 g/50粒,迪卡1号为9.23 g/50粒.籽粒含水率则随授粉后天数的增加呈下降趋势（图4）,这与籽粒干物质的不断累积相一致.鲁单981籽粒最大含水率为89.3%,对照迪卡1号为88.1%,两者相差不大,且均出现在授粉后5 d.但对照迪卡1号下降始终快于鲁单981，含水量过快下降不利于中后期干物质转移和积累（见图5）.

籽粒水分是研究灌浆期籽粒发育进程的重要指标,因为整个灌浆期就是由籽粒水分和物质发育之间的关系控制[4].本研究表明籽粒含水量和籽粒体积的关系密切,相关系数 r鲁单981=0.920**,r迪卡1号=0.874**,均达极显著水平.两品种籽粒体积的大小和含水量变化的数量关系比较稳定,其籽粒体积随籽粒含水量的增大而增大,籽粒含水量的变化动态和籽粒体积的变化动态也呈现一致性.

2.3 籽粒灌浆特性

2.3.1 灌浆速率 由图5可以看出,鲁单981籽粒灌浆速率变化动态呈单峰变化趋势,鲁单981灌浆速率在授粉后23 d左右达最大值，为0.81 g/50粒·d,而迪卡1号在18 d左右出现高峰,比鲁单981提前5 d左右.迪卡1号灌浆速率最大值较鲁单981大,但在整个灌浆期间,迪卡1号灌浆速率波动比较大,其在授粉后18 d左右出现一个灌浆高峰,随后呈直线下降,在授粉后33 d左右时又出现一个灌浆高峰,形成双峰变化趋势.但从总体上来看,鲁单981的灌浆速率表现平缓,波动不大.

图4 鲁单981和迪卡1号含水率的变化动态

图5 鲁单981和迪卡1号（CK）灌浆速率变化动态

表1 鲁单981和迪卡1号籽粒灌浆速率与平均气温的关系

2.3.2 灌浆速率与含水量、含水率的关系 鲁单981和迪卡1号籽粒灌浆速率与籽粒含水量的关系呈正相关,相关系数 r鲁单981=0.898**,且达极显著水平；r迪卡1号=0.529,不显著.在灌浆高峰前,籽粒灌浆速率随着籽粒含水量的增大而增大,这种关系鲁单981表现更为明显些,籽粒含水量最高时,灌浆速率最大.此期鲁单981含水量为13.96 g/50粒,迪卡1号为9.23 g/50粒,随后玉米籽粒含水率进入下降时期,这与前人研究结果相一致[5].籽粒含水率同样制约着灌浆速率.图3、4中对照迪卡1号籽粒含水率下降较快,正是由于前期高的灌浆速率所致.本研究中鲁单981籽粒含水量与籽粒体积呈正相关,而籽粒含水量与籽粒灌浆速率在灌浆高峰期前也呈现正相关.

2.3.3 灌浆速率与温度的关系 表1表明,气温变化对玉米籽粒灌浆速率的影响较明显.根据新乡地区2009年8～9月的气候特点,在整个灌浆期间,气候平均气温变化与玉米籽粒灌浆速率变化关系也表现一定的相关性,相关系数r鲁单981=0.789*,且达显著水平,r迪卡1号=0.579,不显著.即其灌浆速率与温度关系表现为：鲁单981的灌浆速率随平均气温的升高而增大,随平均气温的降低而减小.迪卡一号籽粒灌浆速率与气温变化吻合程度较差.东先旺等[6]研究表明温差过大不利于干物质的生产和积累.

3 讨论与结论

综上所述,灌浆特性是玉米生长后期影响产量的主要因素[7-9],其主要表现在灌浆速率大则粒重高[10],鲁单981较迪卡1号具有籽粒体积大,灌浆速率高,灌浆时间长等特点,从而为高产打下基础.鲁单981整个灌浆期间,籽粒含水量相对都高于迪卡1号，其籽粒灌浆速率变化动态呈单峰变化趋势,玉米籽粒灌浆速率和籽粒体积、含水量关系呈正相关,因此灌浆期应保证充足的水分供应，有益增产.鲁单981的灌浆速率和气温变化呈显著正相关,灌浆期低温对籽粒发育的影响很大[11].在推广利用鲁单981方面应注意选择适宜的生态区域，以提高对环境热资源的有效利用.鲁单981灌浆速率变化平缓,具有较长的灌浆期,结合这些特点,应把握好鲁单981的收获期，以获高产.

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