植物生长调节剂对玉米籽粒灌浆特性及粒重的影响

李秀枝,黄智鸿,袁进成,史宝林,陈建新,魏 东

(1.张家口市农业广播电视学校，河北 张家口 075000；2.河北北方学院，河北 张家口 075000)

植物生长调节剂对玉米籽粒灌浆特性及粒重的影响

李秀枝1,黄智鸿2,袁进成2,史宝林2,陈建新2,魏 东2

(1.张家口市农业广播电视学校，河北 张家口 075000；2.河北北方学院，河北 张家口 075000)

目的 研究不同生长调节剂对玉米籽粒灌浆特性及粒重的影响。方法 以巡天969为材料，采用Richard生长曲线方程对不同生长调节剂作用下玉米籽粒灌浆过程进行拟合，研究籽粒干物质、灌浆速率及粒重的动态变化。结果 结果表明：不同生长调节剂处理下，玉米籽粒干重均呈“S”型曲线增长，Richard方程决定系数r均在99.97～99.98之间，达到极显著水平，拟合效果较好；籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率是影响粒重的2个主要因素；灌浆持续期长短是影响不同品种粒重的1个因素。结论 生长调节剂玉黄金处理能显著增加籽粒干重，提高灌浆速率，延长灌浆持续时间，改善籽粒灌浆参数，达到增加粒重的目的。

植物生长调节剂；玉米；灌浆特性；粒重

灌浆是玉米生长发育过程极为重要的生育阶段。玉米的产量受灌浆阶段的干物质积累量的影响较大。而粒重是籽粒产量的重要构成因素之一，其高低决定于灌浆速率和持续时间[1]。关于玉米粒重与籽粒灌浆特性的关系已有较多报道，张祖建等研究了水稻品种的源库特性与胚乳细胞增殖和充实的关系[2]；李绍长等研究了玉米籽粒灌浆生长分析[3]；李伯航等研究了夏玉米胚乳细胞数目与灌浆强度、粒重之间的关系[4]。籽粒性状是产量构成的重要因素，籽粒灌浆是影响籽粒产量的生理性状，粒重是灌浆速率和灌浆持续时间的函数[5-7]。提高灌浆速率、增加粒重对提高玉米产量有重要作用。

植物激素作为重要的微量活性调节物质，在作物籽粒灌浆产量形成中具有重要的调控作用[8]。植物生长调节剂是一类人工合成且与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质。植物生长调节剂在玉米生产上的研究，主要体现在提高玉米苗期抗旱性及玉米抗倒伏特性[9，11]，生长调节剂对灌浆通过调节株苗期玉米根系生长发育、株高与穗位关系达到提高抗旱性和抗倒伏能力，从而改善群体光照条件及光合速率，增加穗粒数，提高玉米的产量和品质。玉米生产上常用的植物生长调节剂有：乙烯利(ETH)、玉米助壮素、缩节胺、玉米壮丰灵、矮壮素(CCC)、多效唑(MET)等[12]。目前，植物生长调节剂对玉米籽粒灌浆特性及粒重影响的研究尚少见报道。

本试验在大田条件下采用不同生长调节剂调节喷施，用Richard生长曲线分析玉米籽粒的灌浆过程，并计算灌浆参数，研究灌浆参数与粒重的相关性，探讨不同生长调节剂处理下玉米籽粒的灌浆规律，为实现玉米高产稳产提供理论依据。“玉黄金”是当前推出的新型调节剂，在东北和华北应用面积较大，本研究旨在探明“玉黄金”对玉米籽粒灌浆和粒重的影响，以期为大面积推广应用提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2012-2013年在张家口市宣化县南兴渠村进行。供试玉米品种为本地大面积种植的巡天969(巡天种业公司提供)。试验采用随机区组设计，设3个生长调节剂处理，3次重复。生长调节剂处理分别为：玉黄金(YHJ胺鲜·乙烯利，其中胺鲜脂含量为3%，乙烯利含量为27%)，产品由福建浩伦生物工程技术有限公司生产提供；乙烯利(ETH,乙烯释放剂)10×10-3mol·L-1；多效唑(MET)300 mg·L-1；小区10行，行长10 m，垄距0.65 m，面积65 m2，区组两边各设2行保护行。每年于4月26日播种，严格按密度绳穴播。密度为7.5万株·hm-2，整个生育期内进行常规管理。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 灌浆速率测定

籽粒灌浆过程测定 玉米抽丝期选择生长健壮一致的植株挂牌标记,在授粉后每隔6 d每小区取3个果穗的中部籽粒30粒,称其鲜重。然后立即置于烘箱105 ℃杀青30 min，之后降至80 ℃烘干至恒重，称其干重。

1.2.2 灌浆特性分析

采用朱庆森等[13]介绍的Richard方程进行生长分析，用Richard方程拟合玉米籽粒生长动态。利用Microsoft Excel和SPSS分析软件进行数据的处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同生长调节剂对玉米干物质积累和灌浆速率的影响

2.1.1 对籽粒干物质积累的影响

表1 不同处理对籽粒灌浆生长方程和籽粒灌浆特性的比较

注：YHJ:玉黄金;ETH:乙烯利；MET:多效唑。同列数据后无相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

从表1和图1可以看出，不同生长调节剂处理下，测定了3个调节剂对玉米籽粒灌浆过程的影响，其籽粒干重增长过程符合S型曲线。用Richards方程对其进行拟合，玉米籽粒生长模拟方程的决定系数r均在99.97～99.98之间，达到极显著水平。玉黄金和乙烯利处理的玉米籽粒干重比对照分别高出15.89%和18.29%。3个植物生长调节剂籽粒灌浆生长方程见表1。比较玉米灌浆的特性，总体趋势是，玉黄金(YHJ)处理的籽粒灌浆线性增长期出现时间晚，持续时间延长，平均灌浆速率大，籽粒干重也大。而且玉黄金(YHJ)处理的灌浆持续期长。这就导致了最终玉米籽粒干重和其它籽粒干重差异显著。试验表明，玉黄金处理能促进籽粒干物质积累，最终显著提高百粒重，进而增产。

图1 单籽粒干物质增长曲线

2.1.2 对籽粒灌浆速率的影响

由图2可知,不同生长调节剂对玉米间籽粒灌浆速率影响的差异主要表现在以下几个方面：多效唑和对照“前期速升后期速降”,而玉黄金和乙烯利则是“前期速升后期缓降”；最大灌浆速率差异较大,玉黄金、乙烯利处理和多效唑、对照最大灌浆速率由高到低的顺序为5.79、5.46和4.87、4.73 mg·kernel-1·d-1；籽粒最大灌浆速率出现的时间不同,玉黄金处理在开花后36 d、乙烯利处理在开花后30 d，多效唑在开花后24 d，对照均在开花后24 d，玉黄金处理出现的时间最晚；籽粒灌浆速率高值持续期不同,如果把灌浆速率大于其最大灌浆速率50%的天数作为灌浆速率高值持续期[14],则玉黄金处理为56 d，乙烯利处理为48 d，多效唑处理为39 d，对照为39 d(图3)。这说明玉黄金处理下潜力大的玉米其籽粒灌浆速率高值持续期长。

图2 籽粒灌浆速率

图3 不同生长调节剂对玉米籽粒灌浆速率高值持续期的影响

3 讨论与结论

籽粒灌浆特征是粒重形成的决定因素，也是影响籽粒产量的重要生理性状[15]。大量研究表明，灌浆速率与灌浆时间是影响粒重的主要因素；玉米籽粒灌浆速率主要受遗传控制，灌浆速率与粒重呈显著正相关；而籽粒灌浆持续期主要受环境因子(特别是温度)的调控，其与粒重关系的研究报道不一。

本试验结果表明，粒重与灌浆持续期的相关性很大，因此适当延长灌浆持续天数，提高灌浆速率对提高粒重有重要意义。灌浆速率和灌浆过程持续天数均与粒重呈显著相关，从结果可知外源植物激素处理下玉黄金、乙烯利和多效唑高值持续期分别为56、48和39 d，这说明适宜的外源激素处理下潜力大的玉米其籽粒灌浆速率高值持续期就长，灌浆持续天数和灌浆速率对粒重起决定性作用。粒重的差异主要是由于灌浆期灌浆速率不同引起的，而灌浆速率受遗传控制，因而可以通过育种手段选育出灌浆速率高值持续期长的品种。因此，在生产上适当延长灌浆持续天数，提高灌浆速率对增加粒重有重要意义。

[1]李绍长,盛茜,陆嘉惠,等.玉米籽粒灌浆生长分析[J].石河子大学学报：自然科学版,1999,(增刊):1-5.

[2]张祖建,朱庆森.水稻品种源库特性与胚乳细胞增殖和充实的关系[J].作物学报,1998,24(01);21-26.

[3]李绍长,盛茜,陆嘉惠,等.玉米籽粒灌浆生长分析[J].新疆农业科学,1999,(06):243-246.

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[5]马应斌,罗洪溪,张安静,等.超大穗小麦籽粒灌浆特性研究[J].西北植物学报,2001,21(06):128-135.

[6]刘桂茹,张荣芝.小麦耐旱品种籽粒灌浆特性研究[J].河北农业大学学报,1994,17(04):43-47.

[7]曾浙荣.我国北方冬小麦品种籽粒灌浆特性研究[J].作物学报,1996,22(03):720-727.

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[9]吴晓东，曹敏建.不同药剂处理对玉米苗期形态特征及抗旱能力的影响[J].玉米科学，2006，14(01)：120-122，126.

[10]薛金涛,张保明,董志强，等.化学调控玉米抗倒及产量性状的效应研究[J].作物杂志，2008，(04)：72-76.

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[12]孟彦，李艳萍，王文化.化控技术在玉米生产上的应用与研究[J].安徽农学通报，2011，17(10)：110-111.

[13]朱庆森,曹显祖.水稻籽粒的生长分析[J].作物学报,1988,14(03):182-193.

[14]孙庆泉,吴元奇,胡昌浩,等.不同产量潜力玉米籽粒胚乳细胞与籽粒充实期的生理活性[J].作物学报,2005,31(05):612-618.

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[责任编辑：刘守义 英文编辑：刘彦哲]

Effects of Different Plant Growth Regulators on Grain Filling Characterstics and Grain Weight in Maize

LI Xiu-zhi1,HUANG Zhi-hong2,YUAN Jin-cheng2,SHI Bao-lin2,CHEN Jian-xin2,WEI-Dong2

(1.Zhangjiakou Agriculture Radio and TV School,Zhangjiakou,Hebei 075000,China; 2.Hebei North University,Zhangjiakou,Hebei 075000,China)

Objective To study the effect of different plant growth regulators on the grain filling characteristics and grain weight in maize. Methods Bosed on Xuntian 969 as materials，the grain filling process of maize with different plant growth regulators treatment was imitated by Richard Growth equation to explain the dynamic changes of grain dry matter,grain filling rate and grain weight.Results The results showed that the increment of grain dry matter in maize with the different plant growth regulators treaments presented a“S”curve change.The grain filling process could be extremely well described by Richard model,since the determination coefficints of Richard equation were between 99.97 and 99.98,which achieved a significant level. The average grain filling rate and the biggest grain-filling rate were two main factors to affect the same cultivar grain weight.And duration of high-filling rate of kernel was one main factor to affect the different plant growth regulators.Conclusion YuHuangJin treatments could enhance the final dry matter weight significantly,improve grain filling parameters,and finally enhance the grain weight.

plant growth regulators；maize;grain filling characteristics；grain weight

河北省科学技术厅重大项目(13226402D)；河北省科技厅项目(13226326)

李秀枝(1969-)，女，河北张家口人，高级农艺师，从事作物植物病理研究。

黄智鸿(1971-)，女，河北北方学院副研究员，研究方向：作物栽培与耕作。

S 513.04

A

10.3969/j.issn.1673-1492.2015.02.010

来稿日期：2014-12-25