氮素水平对玉米制种产量及质量的影响

郝 楠，毕文博，李月明，孙 楠，马云祥

（辽宁省农业科学院玉米研究所，辽宁沈阳 110161）

氮素水平对玉米制种产量及质量的影响

郝 楠，毕文博，李月明，孙 楠，马云祥

（辽宁省农业科学院玉米研究所，辽宁沈阳 110161）

试验选用4个主推的玉米杂种郑单958（郑58×昌7-2）、辽单565（中106×辽3162）、辽单588（辽8821 ×S121）、先玉335（Ph6wc×Ph4cv）进行杂交制种，设置3个氮素水平，通过测定种子质量性状、活力水平及产量综合评价氮素对玉米制种的影响。结果表明：不同氮素水平对各品种的种子活力指标及发芽相关指标不存在显著差异；随着氮素水平的增加，玉米制种产量随之增加。除辽单588外，其它品种在不同氮素处理间存在产量差异不显著。施氮量15 kg/667m2可以作为玉米制种田施肥参考用量。

玉米；氮素；杂交制种；种子活力

氮素是限制植物生长发育以及产量形成的首要因素。近几年，东北地区为了滿足玉米产量持续增长的需要，肥料用量尤其是氮肥施用量不断增加，导致成本升高，肥料浪费，污染环境的问题日趋明显［1～3］。种子是农业生产最基本且不可替代的特殊生产资料。随着我国传统农业向现代农业的转变，种子在农业生产中的主体地位和作为农业科技载体的作用日益凸显［4～6］。

本研究旨在通过田间试验，系统地测定氮素对不同玉米品种制种质量及产量的影响。揭示不同施氮量下玉米种子活力、产量、氮肥利用率变化规律。优化氮肥管理、提高种子活力。为在玉米杂交制种中合理施用氮肥提供科学依据［7～9］。

1 材料与方法

1.1 试验地情况

试验于2015年在辽宁省抚顺祝家街道田家屯村八家子进行，试验区地处于中温带，属大陆性季风气候，年平均降水量为760～790 mm；年日照时数为2 230～2 520 h，日照百分率为51%～58%。大于10℃积温3 523.90℃，无霜期131 d。试验地前茬玉米，土壤基本养分性状见表1。

1.2 试验设计

供试品种郑单958（郑58×昌7-2）、辽单565（中106 ×辽3162）、辽单588（辽8821×S121）和先玉335（Ph6wc ×Ph4cv），在4个隔离区进行制种。每个隔离区面积0.2～0.33 hm2。在每个隔离区内安排小区试验，设置3个氮素水平，施氮量为纯氮，分别为0 kg/667m2（N-0），15 kg/ 667m2（N-15），30 kg/667m2（N-30），每个小区10 m行长，10行区，随机区组设计。依据各品种特性设置密度，试验设置3个重复。各处理使用的磷钾肥为过磷酸钙和氯化钾一次播种时施入，尿素作为氮肥来源。氮肥30%作基肥，70%在玉米拔节中期追施，其他同正常田间管理。

1.3 调查分析项目

1.3.1 土壤情况测定

播前采集0～20 cm耕层土壤，测定土壤有机质、全氮磷钾，速效氮磷钾。结果见表1。

1.3.2 产量及质量

玉米收获时，测定产量、称量各小区的秸秆和果穗重量，采集秸秆和果穗样品，测定单位产量和各处理秸秆、穗轴和子粒混合样品的含氮量。测定不同施氮量下种子发芽相关指数及种子活力。

1.4 数据处理采用Excel 2007软件进行数据处理与图表制作，DPS7.05数据处理系统进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 氮素水平对玉米产量的影响

由表2可以看出，不同氮素水平处理下各品种平均产量显著性差异略有不同。各品种在N-30处理下产量较高并与N-0形成显著差异，但N-15与N-30对产量的影响差异性各有不同。辽单565在N-30处理下制种产量最高为5 155.1 kg/hm2与N-15处理无显著性差异，但与N-0差异极显著。辽单588在N-30处理下制种产量最高为4 662.7 kg/hm2且与N-15和N-0存在极显著差异。郑单958在N-15处理下制种产量最高为4 329.2 kg/hm2与N-30差异不显著，但与N-0存在极显著差异。先玉335在N-30处理下制种产量最高为4 190.6 kg/hm2与N-15无显著差异，但N-0差异极显著。试验结果表明，除郑单958以外，其他3个品种制种均随着施氮量的增加，玉米产量也随之增加。

2.2 氮素水平对玉米含氮量的影响

由表3可以看出，各品种在不同氮素水平下种子籽粒含氮量存在不同差异。辽单565和先玉335在各自N-30氮素水平下籽粒含氮量最高并与其它氮素水平呈显著差异，辽单588和郑单958在各氮素水平下籽粒含氮量无显著性差异。茎干含氮量及叶片含氮量在各自的不同氮素处理下差异性不同。在籽粒中含氮量增加的同时，玉米秸秆与叶片中含氮量也持续增加，这表明施用氮肥，增加了玉米植株对氮元素的吸收总量。

2.3 氮素水平对各品种发芽相关指标的相关性分析

由表4～表7可知，不同氮素水平对不同品种发芽相关指标影响各不相同。各品种萌发期苗长与苗鲜重、苗干重达到显著或极显著水平，相关系数由0.72～0.96。苗干重与其苗长、苗鲜重、根鲜重、根干重呈极显著正相关。根部与苗部萌发生长指标呈显著或极显著正相关。各品种发芽率与幼苗相关指标差异不同。辽单565发芽率与苗、根各指标无显著相关性，辽单588发芽率与其苗长和苗鲜重呈显著正相关，郑单958发芽率与其苗、根各指标呈极显著正相关，先玉335发芽率与其苗长和苗鲜重呈极显著正相关。

2.4 氮素水平对各品种发芽相关指标的方差分析

不同氮素水平下各品种的发芽相关指标的方差分析（表8）结果显示：辽单565、辽单588与先玉335在各自不同氮素水平下发芽率不存在显著差异。郑单958在N-30水平下发芽率最高且与其他两个氮素水平下的发芽率呈极显著差异。N-0与N-15两个氮素处理下发芽率无显著性差异。各品种苗长在不同施氮量下存在差异，但在苗鲜重、苗干重、根鲜重、根干重上并无显著性差异性。可见不同施氮量在各品种发芽相关指标上除发芽率与苗长指标有所差异，其他调查指标并未受到显著影响。

2.5 氮素水平对种子活力影响

种子活力是反映种子在各种条件下具有的潜在萌发与出苗能力，受种子发育期间的环境条件等因素影响，能说明种子质量的优劣。人工加速老化及冷发芽均为国际种子检验协会活力测定委员会推荐的种子活力检测方法。表9为各品种在不同氮素水平下3项活力指标比较，除郑单958发芽率在不同氮素处理间存在极显著差异，其他各品种各项活力指标在氮素处理间不存在显著性差异。综合3项指标，从各项指标均值可以看出种子活力在品种间呈现郑单958＞辽单565＞先玉335＞辽单588趋势。

表1 不同品种生产田土壤检测分析结果

表2 不同氮素水平对玉米产量影响

表3 不同氮素水平对玉米籽粒含氮量的影响

表4 不同氮素水平对辽单565发芽指标相关系数

表5 不同氮素水平对辽单588发芽指标相关系数

表6 不同氮素水平对郑单958发芽指标相关系数

表7 不同氮素水平对先玉335发芽指标相关系数

表8 不同氮素水平对发芽相关性状方差分析

表9 不同施氮量对种子活力影响

3 结论

从氮肥对植物的生理作用上看，氮是植物体内蛋白质、核酸、叶绿素等物质的有效成份。植物生理学中认为“氮作为植物体内成份并调节植物生理功能”。氮肥的施用能提高幼苗生理素质，还能增强植株的光合作用性能、籽粒灌浆速度、植株对养分的吸收、籽粒对养分的积累等生理活动功能，从而影响制种产量［10～11］。本实验研究结果表明：不同氮素水平对各品种活力相关指标上，除郑单958发芽率在不同氮素处理间存在极显著差异，其他各品种各项活力指标在氮素处理间不存在显著性差异。苗长在不同施氮量下存在差异，但在苗鲜重、苗干重、根鲜重、根干重上并无差异性。不同施氮量在各品种发芽相关指标上除发芽率与苗长指标有所差异，其他调查指标并未受到显著影响。在玉米杂交制种中必须科学合理地施用氮肥，根据土壤肥力条件，确定最佳施用量，以促进植株生长发育，提高制种质量与产量，这是玉米杂交制种的关键因素之一［12］。本研究中除辽单588外，其它品种N15和N30在产量上差异不显著。所以，在获得高活力种子并取得较好产量，同时做到氮素的有效利用，玉米制种田施氮量15 kg/667m2可以作为一个参考用量。

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S513.032；Q945.12

B

1002-1728（2017）01-0046-04

10.3969/j.issn.1002-1728.2017.01.011

2016-12-26

国家公益性行业（农业）科研专项（201303002）；玉米产业体系沈阳综合试验站

作者简介：郝楠（1981-），女，主要从事种子科学技术与检验研究，副研究员。E-mail：lnhn1981@163.com

马云祥（1972-），男，E-mail：lnwangyanbo@163.com