8个玉米杂交种籽粒脱水特性研究

卢道文 张莹莹 李永江

摘要：玉米收获时籽粒含水量是限制籽粒机收的关键因素。选用郑单958、先玉335、华美1号等8个玉米品种为试验材料，对籽粒、苞叶、穗轴的含水量及脱水速率进行分析。结果表明，不同品种间的籽粒含水量、籽粒脱水速率差异极显著;不同品种间的苞叶、穗轴含水量差异极显著。籽粒含水量与苞叶含水量呈极显著正相关;籽粒脱水速率与籽粒含水量、苞叶含水量呈极显著负相关;籽粒脱水速率与穗轴脱水速率呈极显著正相关。不同品种籽粒含水量在收获时差异明显，华美1号、先玉335、迪卡517、安玉308这4个玉米品种收获时产量高、籽粒含水量低，平均脱水速率较快，收获时含水量符合籽粒机收的要求;郑单958、迪卡516生理成熟后籽粒脱水速率较快，适时晚收对这2个品种很重要;联创808生理成熟后籽粒脱水速度慢，收获时含水量高，不适宜机收。

关键词：玉米;籽粒含水量;脱水速率;籽粒机收

中图分类号： S513.037  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）12-0122-04

在工业化、城镇化和现代化快速推进过程中，农业逐步实现集约化生产，玉米全程机械化作业，特别是籽粒机收是未来玉米生产的发展趋势和方向[1-2]。籽粒机收玉米目前只占全国玉米种植面积的5%～6%[3-6]，且生产中适宜籽粒机收的品种比较少，大多数品种收获时籽粒含水量偏高，尤其是黄淮海一年两熟的种植模式，玉米的生育期较东北地区短，种植密度、生理成熟期、脱水速率等相关性状之间要充分协调才能实现籽粒机收[7]。推广籽粒机收品种能极大地降低收获时籽粒破损率、杂质率及收获后籽粒的烘干成本，是玉米实现全程机械化的关键环节[8-10]。收获时籽粒含水量高低是影响玉米收获品质的关键因素，收获时的籽粒含水量在22%～25%较为合适[11]。收获时籽粒含水量是由生理成熟时籽粒含水量和生理成熟后的籽粒脱水速率共同决定的[12]，在推广籽粒机收的过程中，明确收获时籽粒含水量对筛选宜机收品种、确定收获时间非常重要。对此本试验研究了8个不同玉米品种的籽粒、苞叶、穗轴含水量、脱水速率及与相关性状的关系，对8个品种籽粒脱水快慢进行了综合比较，为玉米籽粒机收品種的筛选、最佳收获时期的确定提供了参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料及特性

供试品种：安玉308、郑单958、先玉335、华美1号、迪卡517、迪卡516、联创808、宇玉30。品种特性为2017年田间调查数据，具体见表1。

1.2 试验设计

试验在安阳市农业科学院柏庄试验基地进行。于2017年6月11日播种，10月2日收获。采用随机区组设计，密度75 000株/hm2，8行区，行长5 m，3次重复。人工套袋统一授粉，自授粉后35 d开始取样，每7 d取样1次，共5次。每个重复选取整齐一致的2穗，3次重复。取样后把果穗分成籽粒、苞叶、穗轴3个部分，人工脱其玉米穗中部籽粒，分别称其鲜质量，之后放入烘箱 105 ℃杀青 30 min，80 ℃烘干至恒质量，称干质量。分别计算籽粒、苞叶、穗轴含水量。含水量=（鲜质量-烘干质量）/鲜质量×100%;脱水速率=（前1次含水量-后1次含水量）/2次取样相隔天数。最后1次取样后对每个小区中间2行进行测产与考种。

1.3 数据处理与分析

利用Excel 2010计算籽粒、苞叶、穗轴含水量和脱水速率，利用DPS 7.50软件对试验数据进行方差分析、多重比较和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同玉米品种、不同取样时间籽粒含水量方差分析与多重比较

由表2可知，8个品种间籽粒含水量、不同取样时间的籽粒含水量、不同品种与取样时间互作差异均极显著。对不同玉米品种籽粒含水量均值进行比较，变化幅度比较大。其中，联创808的籽粒含水量最高，平均为36.03%，与其他7个玉米品种差异极显著（P<0.01）。宇玉30的籽粒含水量最低，平均为29.20%，与迪卡517、华美1号差异不显著。迪卡517、华美1号、先玉335品种间籽粒含水量差异不显著。籽粒平均含水量由小到大依次是宇玉30、迪卡517、华美1号、先玉335、安玉308、迪卡516、郑单958、联创808。

由表3可见，8个品种籽粒含水量不同取样时间差异极显著。其中，安玉308、先玉335、宇玉30的籽粒含水量在各取样时间点差异极显著，生理成熟时籽粒含水量分别降至26.42%、24.30%、22.51%，较授粉后35 d的籽粒含水量依次下降17.28、17.14、16.33百分点。宇玉30、先玉335、安玉308收获时籽粒含水量分别降至19.04%、20.55%、22.96%。联创808、郑单958的籽粒含水量在不同取样时间差异极显著，生理成熟时籽粒含水量分别为32.42%、32.97%，较授粉后35 d依次下降10.72、8.04百分点，下降幅度缓慢。联创808收获时籽粒含水量为30.69%，不符合籽粒机收的含水量要求。郑单958收获时籽粒含水量降至26.33%，较生理成熟时下降6.64%，适时晚收对郑单958脱水效果明显。华美1号、迪卡517生理成熟时籽粒含水量分别降至22.49%、24.58%，较授粉后35 d分别下降19.52、15.55百分点，收获时籽粒含水量分别低至18.99%、20.84%。迪卡516生理成熟时籽粒含水量为30.05%，收获时含水量降至24.54%，适时晚收对迪卡516脱水效果明显。

2.2 不同玉米品种籽粒脱水速率方差分析与多重比较

不同品种籽粒脱水速率、不同阶段籽粒脱水速率、不同品种与阶段互作差异均极显著（表4）。其中华美1号的籽粒脱水速率最快，平均为0.82%/d，与郑单958、联创808差异极显著，与其他5个品种差异不显著。联创808的籽粒脱水速率最慢，平均为0.44%/d，与迪卡516、郑单958差异不显著。籽粒平均脱水速率由快到慢依次是华美1号、先玉335、安玉308、宇玉30、迪卡517、迪卡516、郑单958、联创808。

8个品种授粉后35～42 d的平均籽粒脱水速率为0.69%/d;授粉后42～49 d平均为0.63%/d;授粉后49 d至生理成熟平均为0.77%/d，这一阶段脱水速率最快;生理成熟至收获平均为0.57%/d。整体上呈现出“快—慢—快—慢”的趋势。

郑单958、先玉335、联创808在不同取样阶段的籽粒脱水速率差异极显著，其他5个参试品种差异不显著（表5）。从品种角度看，安玉308、先玉335、华美1号、宇玉30在授粉后49 d至生理成熟时脱水最快，迪卡516、联创808在这一阶段最慢。迪卡517前2个阶段脱水较快。安玉308、先玉335、宇玉30生理成熟前籽粒脱水速率分别为0.58%/d、0.57%/d、0.54%/d，安玉308、宇玉30各阶段籽粒脱水速率差异不显著，籽粒快速脱水持续时间长;先玉335籽粒脱水速率差异极显著，但是生理成熟前3个阶段籽粒平均脱水速率快，尤其是授粉后49 d至生理成熟达1.03%/d。

2.3 各阶段品种间籽粒脱水速率方差分析与多重比较

授粉后35～42 d不同品种间籽粒平均脱水速率差异不显著;授粉后42～49 d籽粒平均脱水速率差异显著，迪卡517、先玉335较快;授粉后49 d至生理成熟时籽粒平均脱水速率差异极显著，其中华美1号、宇玉30、先玉335、安玉3082.4 8个玉米品种苞叶、穗轴含水量方差分析8个不同玉米品种间、不同取样时间苞叶含水量差异均极显著（表7）。联创808的苞叶平均含水量最高，为58.09%，其次是郑单958。华美1号的苞叶平均含水量最低，为33.92%。8个不同玉米品种间、不同取样时间的穗轴含水量差异极显著（表7）。其中，郑单958的平均含水量最高，为65.43%，先玉335最低，为52.63%。穗轴平均含水量由小到大依次是先玉335、迪卡517、华美1号、宇玉30、联创808、迪卡516、安玉308、郑单958。

2.5 籽粒含水量与其他主要性状的关系

籽粒含水量与苞叶含水量呈极显著正相关，与籽粒脱水速率、穗轴脱水速率呈极显著负相关;籽粒脱水速率与籽粒含水量、苞叶含水量呈极显著负相关，与穗轴脱水速率呈极显著正相关，相关系数为0.83（表8）。

3 结果与讨论

3.1 籽粒含水量与脱水速率

水量呈负相关，相关系数为-0.98，即籽粒含水量下降得越快，籽粒灌浆速率呈上升趋势[13]。张俊鹏等研究发现成熟期籽粒脱水速率与灌浆速率呈正相关[14]。本研究结果表明，玉米品种在生理成熟后籽粒脱水过程仍要持续较长时间。联创808、郑单958、迪卡516生理成熟时籽粒含水量明显高于其他5个玉米品种。试验数据分析表明，授粉后49 d至生理成熟时联创808、郑单958、迪卡516与其他5个品种籽粒含水量差异在灌浆前期就已出现。生理成熟前较高的脱水速率使宇玉30、迪卡517、华美1号、先玉335、安玉308生理成熟时的籽粒含水量显著低于联创808、郑单958、迪卡516，且生理成熟后籽粒脱水速率仍存在差别。

本研究中，不同品種籽粒含水量在收获时差异明显。华美1号、宇玉30、先玉335、迪卡517、安玉308收获时籽粒含水量已分别降至18.99%、19.04%、20.55%、20.84%、22.96%。除先玉335外，其他4个品种各个阶段的籽粒脱水速率差异不显著，始终保持较高的脱水速率，快速脱水持续时间长;先玉335在授粉后42 d至生理成熟时脱水速度很快，总体平均脱水速率较快，优势明显。这5个品种中华美1号、先玉335、迪卡517、安玉308产量高、收获时籽粒含水量较低，符合籽粒机收的含水量要求，可作为机收备选品种。郑单958、迪卡516这2个品种生理成熟时籽粒含水量高，生理成熟前籽粒脱水速率慢，生理成熟后籽粒脱水速率较快，适时晚收对这2个品种很重要。联创808生理成熟后籽粒脱水速度慢，收获时含水量高，不适宜机收。

3.2 苞叶、穗轴含水量与籽粒脱水速率

籽粒脱水速率与穗部性状和籽粒类型密切相关[15-16]。张林等研究发现玉米苞叶的层数、长短、松紧度及含水量影响籽粒的脱水速率[17]。籽粒脱水速率与穗轴脱水速率呈极显著正相关，与苞叶含水量相关，去掉苞叶后籽粒脱水速率明显加快[18-19]。本试验中，籽粒含水量与苞叶含水量呈极显著正相关，相关系数为0.81;籽粒脱水速率与籽粒含水量、苞叶含水量呈极显著负相关;籽粒脱水速率与穗轴脱水速率呈极显著正相关，相关系数为0.83。

玉米的籽粒脱水速率是一个比较复杂的农艺性状，受环境及气候影响比较大[20-21]。本次试验是在单一密度条件下进行，种植密度的不同对产量影响较大，进而影响籽粒的脱水速率，下一步应该设置不同密度。黄淮海地区是重要的玉米产区，籽粒机收受生理成熟期和生理后脱水速率影响较大，本试验结果为选育熟期适中、籽粒脱水快的品种提供了参考。籽粒机收必须考虑到生理成熟时间、生理成熟时籽粒含水量、生理成熟后籽粒的脱水速率。黄淮海适宜机收的品种生育期要求为100 d左右，生理成熟时的籽粒含水量控制在28%以下，生理成熟至收获籽粒脱水速率0.5%～1%/d，收获时籽粒含水量低于25%。

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