玉米果穗各部性状对籽粒含水量和脱水速率的影响

刘思奇+钟雪梅+史振声

摘要：以德美亚1号、郑单958、先玉335和丹玉39为材料，对其主要穗部性状进行测定并分析，探究影响玉米籽粒含水量和脱水速率的相关性状。研究内容包括苞叶、穗轴的含水量和脱水速率以及籽粒大小等相关性状。结果表明，在玉米整个生长阶段，苞叶和穗轴含水量高的品种其籽粒含水量也高，苞叶和穗轴脱水速率快的品种籽粒脱水速率也快，籽粒较长的品种其含水量较低。相关分析表明，籽粒含水量与苞叶含水量达极显著正相关，与穗轴含水量达显著正相关；籽粒脱水速率与苞叶脱水速率达显著负相关，与穗轴脱水速率达极显著正相关；籽粒含水量与粒长达到显著负相关，与粒宽和粒厚均未达到显著相关水平。籽粒的脱水速率与籽粒的长度达显著负相关，与籽粒的宽度和厚度均未达显著相关水平。

关键词：玉米；含水量；脱水速率；苞叶；穗轴；籽粒大小

中图分类号： S513.01文献标志码：

文章编号：1002-1302（2016）08-0130-03

玉米适合机械化收粒的籽粒含水量要在20%以下，而中国北方春玉米收获时含水量却在30%～40%。含水量过高已成为我国很多地区影响玉米品质的重要因素，给玉米机械化收获、干燥、储藏、运输及加工都带来许多困难并增加了成本。多数研究者认为选育脱水速率快的杂交种是最佳的解决方法[1]，而提高生理成熟后的脱水速率是其中的关键。

玉米果穗各部分的含水量和脱水速率都有可能影响到籽粒的含水量和脱水速率，如苞叶、穗轴的含水量和脱水速率，籽粒的性状等。研究表明，苞叶长、粒宽等性状与收获期籽粒含水量表现为极显著正相关[1]。李艳杰等曾得出百粒质量与脱水速率呈显著的负相关[2]，而粒长与生理成熟后籽粒脱水速率相关系数较小，即粒长对生理成熟后籽粒脱水速率影响不大[3]。

由此前的试验得出，德美亚1号、郑单958、先玉335和丹玉39各品种的含水量及脱水速率在品种间存在差异[4]。在此基础上，对各品种苞叶、穗轴的含水量和脱水速率、粒长、粒宽、粒厚等与籽粒含水量和脱水速率相关的农艺性状进行研究，探索其与玉米籽粒含水量和脱水速率之间的关系，为选育含水量低、脱水速率快的玉米新品种提供依据。

1材料与方法

1.1试验材料

选取我国东北地区推广面积最大、最有代表性的4个主栽玉米品种。即早熟、耐密、角质型品种德美亚1号；中晚熟、耐密植、半角质型品种先玉335和郑单958；晚熟、高秆、稀植、马齿型品种丹玉39。该4个品种也是辽宁省、吉林省和黑龙江省玉米区域试验的对照种。

1.2试验设计与田间管理

试验于2014年在沈阳农业大学南试验地进行。隨机完全区组设计，8行区，行长6 m，行距60 cm，2次重复。为防止异花授粉和保证同一品种不同植株籽粒发育进度的一致性，在吐丝前选生长正常的植株人工套袋，待花丝完全抽出后，在同一时间人工一次性充分授粉，标记授粉日期并以此作为灌浆的起始日期。

1.3试验方法

1.3.1苞叶、穗轴、籽粒含水量和脱水速率测定自授粉之日起，每隔7 d取样1次，直至生理成熟即果穗中下部籽粒黑层形成，乳线完全消失。每次取样3穗，每次取回的样，将玉米苞叶、穗轴、籽粒分开，分别称其鲜质量，然后放在105 ℃的烘箱中杀青30 min，80 ℃烘干至恒质量，分别称其干质量。苞叶、穗轴、籽粒每天平均脱水速率=（前一次含水量-后一次含水量）/两次取样相隔天数。苞叶、穗轴的含水量=（鲜质量-干质量）/鲜质量×100%。

1.3.2籽粒大小测定玉米成熟后，每个品种选取10个有代表性的果穗，取果穗中部10粒，利用数显游标卡尺分别测定粒长、粒宽和粒厚。

2结果与分析

2.1苞叶和穗轴含水量的变化

由图1可知，各品种苞叶含水量差异很大。玉米授粉后7～35 d，德美亚1号苞叶含水量较高，35 d以后含水量急剧下降；丹玉39在授粉7～35 d处于中等水平，但授粉35 d后的含水量明显高于其他3个品种；而郑单958始终处于中等水平。德美亚1号、郑单958、先玉335和丹玉39的平均含水量分别为62.96%、54.93%、51.60%和56.61%，先玉335始终最低。

由图2可知，玉米穗轴在生长初期含水量很高，随着生长进程延续含水量下降，前期下降快而后期减慢且基本趋于平稳。德美亚1号初期含水量最高，而后趋于中等水平；先玉335始终最低；郑单958处于中等偏下；丹玉39穗轴含水量明显处于最高水平。穗轴平均含水量，德美亚1号、郑单958、先玉335和丹玉39分别为69.56%、65.13%、60.34%和69.04%。

2.2苞叶和穗轴脱水速率的变化

由图3可见，总体上，苞叶的脱水速率随着苞叶的生长呈上升趋势，但有的品种比较平缓而有的急剧上升。德美亚1号在初期脱水缓慢，授粉28 d之后急速上升，在4个品种中表现最为急剧且速率最高；郑单958和先玉335处于中等水平；而丹玉39处于最低水平。德美亚1号郑单958、先玉335和丹玉39苞叶每天的平均脱水速率分别为1.63%、1.22%、120%、1.08 g/d。

由图4可以看出，穗轴脱水速率总体上呈不断下降的变化趋势。前期下降快，中期缓，后期基本平稳。德美亚1号、郑单958和先玉335在授粉后7～21 d穗轴脱水更快，21 d以后趋于平缓。丹玉39在初期和中期相对于其他品种下降较为缓慢。每天平均脱水速率，德美亚1号、郑单958、先玉335和丹玉39分别0.75%、0.48%、0.47%、0.39 g/d。

2.3籽粒含水量和籽粒脱水速率与其他性状含水量和脱水速率的相关性分析

对各品种籽粒含水量与苞叶含水量、穗轴含水量，籽粒脱水速率与苞叶脱水速率、穗轴脱水速率进行相关性分析，结果表明，籽粒含水量与苞叶含水量达极显著正相关，相关系数为0.98（P<0.01）；籽粒含水量与穗轴含水量达显著正相关，相关系数为0.93（P<0.05）；籽粒脱水速率与苞叶脱水速率达显著负相关，相关系数为-0.42（P<0.05）；籽粒脱水速率与穗轴脱水速率达极显著正相关，相关系数为0.60（P<0.01）。

2.4籽粒大小对脱水速率的影响

由表1可知，各品种籽粒的平均长度由小到大依次为：德美亚1号（10.38 mm）<丹玉39（13.01 mm）<郑单958（13.86 mm）<先玉335（14.37 mm）。由前期试验[4]可知，各品种的平均含水量由高到低依次为先玉335、郑单958、丹玉39和德美亚1号，含水量分别为47%、50%、51%和53%。可得籽粒長短与籽粒含水量高低相反，即籽粒越长其含水量越低，籽粒越短则越高。

各品种籽粒的平均宽度，由小到大依次为先玉335（7.82 mm）<丹玉（39，8.75 mm）<德美亚1号（8.96 mm）<郑单958（9.39 mm）。而籽粒的平均每天脱水速率由低到高依次为丹玉39（0.86%）<先玉335（0.96%）<郑单958（1.01%）<德美亚1号（1.57%）。可见籽粒宽度与含水量和脱水速率均无直接联系。

各品种籽粒的平均厚度，由小到大依次为丹玉39（4.35 mm）<德美亚1号（4.42 mm）<郑单958（4.44 mm）<先玉335（4.62 mm）。可知籽粒宽度与含水量和脱水速率均无直接联系。

2.5籽粒含水量和籽粒脱水速率与粒长、粒宽和粒厚的相关性

对各品种籽粒含水量及籽粒脱水速率与粒长和粒宽进行相关性分析，结果表明，籽粒含水量与粒长达到显著负相关，相关系数为-0.93（P<0.05）；与粒宽和粒厚均未达到显著相关水平。籽粒的脱水速率与籽粒的长度达显著负相关，相关系数为-0.88（P<0.05）；与籽粒的宽度和厚度均未达显著相关水平。

3结论与讨论

由前期试验结果可知：各品种籽粒每天的平均脱水速率由高到低依次为德美亚1号、郑单958、先玉335和丹玉39，分别为1.57%、1.01%、0.96%和0.86%。各品种籽粒平均含水量，由低到高依次为先玉335、郑单958、丹玉39和德美亚1号，分别为47%、50%、51%和53%。

各品种苞叶平均含水量德美亚1号、丹玉39、郑单958和先玉335，分别为62.96%、56.61%、54.93%和51.60%。穗轴平均含水量同样依次为德美亚1号、丹玉39、郑单958和先玉335，分别为69.56%、69.04%、65.13%、和60.34%。可看出，苞叶和穗轴的含水量与玉米籽粒的含水量成正相关。经相关性分析表明，苞叶、穗轴含水量与籽粒的含水量之间分别达到极显著正相关和显著正相关。

各品种苞叶每天平均脱水速率德美亚1号、郑单958、先玉335和丹玉39分别为1.63%、1.22%、1.20%、1.08%。穗轴每天平均脱水速率德美亚1号，郑单958，先玉335和丹玉39分别为0.75%、0.48%、0.47%、0.39%。苞叶和穗轴脱水速率高低与籽粒脱水速率高低的顺序相一致，表明苞叶和穗轴的脱水速率与籽粒的脱水速率呈正相关，苞叶和穗轴脱水快的品种，其玉米籽粒的脱水速率也快，反之亦然。

籽粒长度与籽粒含水量呈显著负相关且相关系数较大，即籽粒越长其含水量越低，反之越高。而籽粒的宽度和厚度与籽粒含水量无显著相关性；籽粒的脱水速率与粒长达显著负相关，与宽度和厚度未达显著水平。

本试验中籽粒脱水速率与粒长为负相关关系，这与前人的研究结果[5-11]相异，可能与所试品种数量或品种特性有关，尚需进一步试验。

参考文献：[HJ1.7mm]

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