不同玉米品种成熟期籽粒含水量及脱水速率差异分析

赵永锋，张怀钊

（河北农业大学农学院/国家玉米改良中心河北分中心，河北 保定 071001）

玉米作为中国三大粮食作物之一，在国民经济中占重要地位［1］。近年来，随着我国农业机械化技术的发展，玉米机械化收获逐渐推广，对玉米成熟期籽粒含水量和脱水速率的要求也再次提高。一般认为，玉米籽粒完全成熟收获时的含水量降到28%～32%较为适宜，较高的含水量不仅严重影响籽粒产量和品质，而且还在一定程度上增加玉米运输与储藏成本［2］。根据国家品种审定标准规程，适宜机械化收获的普通夏玉米品种，收获时籽粒含水量不超过28%［3］。

本试验采用仪器BLD5086直接测定和籽粒烘干两种方法，对86个不同玉米杂交种成熟期籽粒含水量及后期脱水速率进行测定，旨在构建仪器法与烘干法的相关曲线，探索快速测定玉米籽粒含水量的方法，为选育适宜籽粒机械化收获的优良杂交种提供参考。同时筛选出成熟期含水量低、脱水速率快的玉米杂交种，满足夏玉米生产需求。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料包括国家玉米改良中心河北分中心自主选育的84个玉米杂交组合，以及市场采购的先玉335、郑单958两个品种，具体名称见表1。

表1 供试86个不同玉米杂交组合名称

1.2 试验方法

试验在国家玉米改良中心河北分中心试验田进行，2016年6月14日播种。采用完全随机区组设计，4行区种植，行长5 m，行距60 cm，株距22 cm。

1.3 测定指标及方法

参照姜艳喜等［4］的方法，每个品种在吐丝前人工套袋，散粉后每个品种授粉10株，授粉于同一天完成，并挂牌记录授粉日期。授粉后40 d，开始取样测定脱水速率，每隔2 d取样1次。待玉米籽粒基本达到成熟，即乳线消失、籽粒基部出现黑层，当天取样测定籽粒含水量。

1.3.1 籽粒含水量 根据国际种子检验规程与国家种子检验规程提出的高温烘干法［5］测定玉米种子水分的方法［3］。每个品种（组合）选取株型结构相似、生理条件相似的3株玉米，将果穗取下，剥开苞叶，用BLD5086水分测定仪随机测量玉米穗部5次，记录读数并求均值；之后迅速带回实验室处理，每个玉米穗手工随机脱粒，称籽粒鲜重（M），恒温烘箱85℃、约烘40 h，待干重恒定时测定籽粒干重（m），3次重复，计算含水量。

1.3.2 籽粒脱水速率 根据李淑芳等［6］方法，于授粉后40～54 d，每隔2 d取样1次（取样方法同1.3.1），共取样7次，每个玉米穗手工随机脱粒，称籽粒鲜重（M），恒温烘箱85℃、约烘干40 h，待干重恒定时测定籽粒干重（m），3次重复，计算含水量。

籽粒田间自然脱水速率=（授粉后40d籽粒含水量－授粉后54 d籽粒含水量）/14［7］。

试验数据使用Excel进行统计分析和作图。

破碎+生物干化+机械脱水预处理工艺是将原生生活垃圾先破碎至粒径200mm以下，再通过生物干化的方式将垃圾的含水率降至40%，最后通过机械挤压机对垃圾进行挤压脱水，再度保障干化成果，并减少垃圾体积，增加垃圾密度的预处理方式。这种预处理方式专为水泥窑协同处置设计，结合了RDF具有的优点，摒弃了其制取工艺的缺点。

式中，F1为各杂交组合平均含水量，P1、P2分别为各杂交组合父本、母本的籽粒含水量［8］。

2 结果与分析

2.1 仪器法测定和烘干法测定玉米籽粒含水量的相关性分析

试验采用仪器直接测定和烘干法测定两种方法测定玉米籽粒水分，对数据进行相关性分析，建立真实的水分读数标准曲线。从图1可以得出，两种方法呈线性相关，标准曲线为y =0.4445x + 14.603，R2= 0.4509，相关性较小。

图1 仪器测定法和烘干法测定结果的相关性分析

2.2 不同玉米杂交种成熟期籽粒含水量分析

由表2可知，86个玉米杂交组合（品种）成熟期籽粒含水量在25%～35%之间，品种间含水量差异较大。其中，农单850、农单820、农单697等72个杂交组合（品种）成熟期籽粒含水量＞28%，说明成熟期籽粒含水量高，不适宜机械收获；农单422、农单715、农单154等14个杂交组合（品种）的成熟期籽粒含水量＜28%（图2），符合籽粒机械化收获的品种审定标准。

图2 成熟期籽粒含水量小于28%的玉米品种

2.3 不同玉米杂交种脱水速率分析

据郭善维［9］的研究显示，自然脱水的杂交玉米一般脱水速率为0.50%～0.75%。由表3可知，脱水速率高于0.75%的玉米组合（品种）共33个，其中农单655、农单832、农单884、先玉335、农单772、农单476等脱水速率较快，农单476的脱水速率最高为0.94%；脱水速率低于0.5%的玉米组合（品种）有16个，农单584的脱水速率最低为0.29%；其他品种脱水速率介于0.5%～0.75%之间。

表2 不同玉米品种成熟期籽粒含水量（%）

2.4 不同玉米杂交种成熟期籽粒含水量杂种优势分析

由玉米杂交种成熟期含水量的中亲优势（表4）可知，农单826、农单605的中亲优势值相对较小，表明这两个杂交种的含水量杂种优势较小，其原因主要是两个杂交种亲本自交系籽粒含水量较低，因此在选育籽粒含水量较低的杂交种时，双亲自交系应该选择低含水量的品种。

表3 不同玉米品种脱水速率（%）

表4 不同玉米杂交种成熟期籽粒含水量中亲优势

3 结论与讨论

本试验结果表明，仪器测定法与烘干法测定玉米籽粒含水量，两种方法呈线性相关，标准曲线为y = 0.4445x + 14.603，R2= 0.4509，相关性不明显，仪器测定法存在一定误差，对于在应用于适宜机械化收获玉米品种选育中具有一定参考价值；对杂交品种籽粒含水量和脱水速率的分析结果显示，农单528、农单623、农单718、农单775、农单826、农单829、农单856、农单154等8个品种为含水量低（含水量小于28%）、脱水速率快（高于0.75%）的品种，可进行产量比较试验；对含水量低、脱水速率快的13个品种进行杂种优势分析，农单826、农单605两个品种杂种优势较小，说明双亲含水量低对于选育适宜机械化收获玉米品种具有指导意义。

向葵［10］用探针水分测定法与烘箱法对整个玉米果穗苞叶籽粒及穗轴的含水量进行定期测量，发现使用探针测定时苞叶含水量对粒含水量的测量影响不显著，穗轴含水量对籽粒含水量有两种影响：籽粒含水量大于60%或低于20%时穗轴对籽粒含水量的影响较小；而当籽粒含水量在20%～60%之间，穗轴对籽粒含水量的影响偏大［11］。本试验中仪器测定法与烘干法测定两种方法的结果呈线性相关，但相关性不明显，可能与穗轴对籽粒含水量的影响有关系。

董雅茹［12］认为玉米生理成熟时籽粒干物质积累会达到一个最大值，此后一段时间内粒重不再增加，水分也开始散失，此阶段的籽粒脱水速率决定收获时的籽粒含水量。本试验筛选出成熟期籽粒含水量低于28%的14个玉米杂交组合，符合现行玉米品种审定标准；霍仕平等［13］总结前人研究认为，玉米籽粒生理成熟后，其脱水速率与外界环境中水分的饱和亏缺程度相关。谭福忠等［14］研究发现玉米籽粒生理成熟后，含水量≥30%时，脱水速率与外界温度有关，含水量＜30%时，脱水速率与外界湿度有关。本试验结合低含水量筛选出8个含水量低、脱水速率快的玉米组合。杨村等［15］通过对7个玉米品种水分含量进行研究，结果表明玉米籽粒含水量的遗传规律为加性方差比较高的加性-显性模型，但存在部分显性作用，籽粒含水量的广义遗传力较小。本试验对比不同玉米杂交种成熟期籽粒含水量中亲优势，发现农单826、农单605的中亲优势值小，杂种优势低，因此在选育籽粒含水量较低的杂交种时，双亲自交系应该选择低含水量的材料。

参考文献：

［1］李德新.玉米籽粒灌浆、脱水速率品种差异和相关分析［D］.北京：中国农业科学院，2009.

［2］San V，Felix M，Hallauer，et al.Inbreeding depression rates of materials derived from two groups of maize inbred lines［J］.Revista Brasileira de Genetica，1993，16（4）：989-1001.

［3］郭庆辰，康浩冉，王丽娥，等.黄淮区籽粒机收玉米标准及育种模式探讨［J］.农业科技通讯，2016（1）：159-162.

［4］姜艳喜，王振华，金益，等.玉米收获期子粒含水量相关性状的遗传及育种策略［J］.玉米科学，2004，12（1）：21-25.

［5］相茂国.玉米籽粒直收机械适应性研究［D］.淄博：山东理工大学，2014.

［6］李淑芳，张春宵，路明，等.玉米籽粒自然脱水速率研究进展［J］.分子植物育种，2014，12（4）：825-829.

［7］刘玉欣，王万双，刘会灵.国际种子检验规程与国家种子检验规程在高温烘干法中测定玉米种子水分的差异［J］.种子，2000（1）：67-68.

［8］李淑娴，吴雷，李运红，等.低恒温烘干法测定种子含水量条件的研究［J］.种子，2011，30（5）：72-74.

［9］郭善维.杂交玉米种子的脱水与晾晒［J］.山西农业（致富科技版），2007（10）：15.

［10］向葵.玉米籽粒脱水速率测定方法优化及遗传研究［D］.成都：四川农业大学，2011.

［11］王纪华，王树安，赵冬梅，等.玉米穗轴维管解剖结构及含水率对籽粒发育的影响［J］.玉米科学，1994，2（4）：41-43.

［12］董雅茹.灌浆期玉米果穗水分及其与生理成熟和籽粒干燥的关系［J］.园艺与种苗，1994（6）：24-28.

［13］霍仕平，晏庆九.玉米生理成熟后籽粒快速脱水的意义及研究进展［J］.四川农业大学学报，1993，11（4）：626-629.

［14］谭福忠，韩翠波，邹双利，等.极早熟玉米品种籽粒脱水特性的初步研究［J］.中国农学通报，2008，24（7）：161-168.

［15］杨村，徐志达.玉米籽粒水分含量的遗传研究［J］.园艺与种苗，1998（2）：11-14.