不同生育期玉米籽粒灌浆和脱水特性分析

杨 坤

(山东省滨州市植物保护站，山东滨州 256600)

玉米是我国的主要农作物之一，是优良的饲料、重要的工业原料和优质粮食作物。不同地区由于气候条件的影响，对玉米品种的选择存在很大差异，因此，要因地制宜，根据自然生态条件、栽培技术等特点选择玉米品种，实现资源的高效利用是生产优质高产玉米的重要途径[1]。

近年来，对玉米灌浆和脱水的重视程度逐渐增加，成为玉米研究领域的热点之一。玉米灌浆是干物质积累和产量形成的重要过程，籽粒重量的形成和灌浆速率及灌浆持续时间有密切的关系，主要是受到品种的影响[2]，钱春荣等研究表明，灌浆速率和玉米生育期存在显著的相关性，中晚熟品种灌浆速率最低，中早熟品种最高[3]。王晓慧等研究结果表明，中晚熟和晚熟品种有效灌浆持续时间长，早熟和中早熟品种有效灌浆持续时间短[4]。王同朝等研究表明中熟品种比中晚熟品种灌浆速率高[5]。玉米籽粒脱水速率也受到品种特性、生态环境及栽培条件的影响，玉米脱水性的研究是机械化收获的重要支点，对玉米机械化生产具有重要意义[6]。在玉米生育期内，光热资源有限，生长后期玉米籽粒的脱水速率对经济收入造成直接影响，万泽花等研究认为早熟品种较中晚熟品种脱水快[7]。李凤海等研究表明，中晚熟品种平均脱水速率高于晚熟品种[8]。也有研究认为，玉米籽粒脱水速率和玉米熟期没有相关关系。关于不同熟期玉米品种的籽粒灌浆和脱水特性，前人已有相关研究，然而，在不同环境中，灌浆速率和脱水速率无法客观评价和比较[9]。因此，本文选用早熟品种、中早熟品种、中熟品种和中晚熟品种四个品种，对比各品种籽粒干物质积累量和灌浆速率，以及脱水速率的变化特征，明确不同生育期玉米品种籽粒灌浆和脱水特性，为实现资源的高效利用和玉米高产优质生产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019年进行，试验材料选用不同的玉米品种，分别为早熟品种正德302、中早熟品种吉单27、中熟品种先玉335和中晚熟品种京科968，供试土壤为0-20cm耕层土，土壤含有机质22.46g/kg、碱解氮107.34mg/kg、速效磷34.89mg/kg、速效钾176.45mg/kg。

1.2 试验设计

试验采用完全随机设计，设置4个处理，分别为早熟品种（正德302）、中早熟品种（吉单27）、中熟品种（先玉335）和中晚熟品种（京科968）。试验地选择地势平坦，肥力均匀，灌排方便的田块，播前基施有机肥75 000kg/hm2，玉米专用复合肥1 050kg/hm2保证底肥，拔节期结合灌水一次追施尿素150kg/hm2。试验于5月10日左右播种（根据气候），选用包衣种子，人工点播，每穴点1粒种子，密度为9.0万株/hm2，株距22.2cm，行距50cm，2-3叶期间苗，4-5叶期定苗，每穴留一株壮苗。苗期中耕2次，其他管理措施同大田保持一致。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 籽粒灌浆的测定

籽粒灌浆，吐丝前选取生长健壮、整齐一致代表性植株标记，花后10d、15d、20d、25d、30d、35d、40d取下玉米籽粒，105℃杀青30min，80℃烘干，测定籽粒干重（mg），并计算灌浆速率。

1.3.2 籽粒脱水速率的测定

在玉米授粉后35d和50d进行取样，每个处理选取3个果穗，选取中间籽粒，测量鲜质量，测定完成后105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重，测其干质量，并计算含水率和籽粒脱水速率，籽粒脱水速率（%）=（35d含水率-50d含水率）/15。

1.3.3 穗部性状及产量的测定

生理成熟后14d，各处理选取长势一致的植株收获后进行考种，分别测定穗行数、行粒数、穗粒数和百粒重。取试验小区中间两行实收测产，以14%计算实际产量。

1.4 数据分析

采用Excel2010和DPS进行试验数据统计和分析。

2 结果分析

2.1 不同品种玉米生育进程

由表1可知，各品种玉米生育存在较大差异，正德302、吉单27、先玉335和京科968玉米吐丝期分别在7月3日、7月9日、7月10日和7月14日，生理成熟期分别在8月29日、9月11日、9月16日和9月25日，生育期分别为95d、108d、113d和122d。

表1 供试玉米品种的生育进程

2.2 不同生育期玉米籽粒灌浆特征

籽粒重量和灌浆速率反映玉米干物质积累和转运能力，由图1可知，花后玉米籽粒重量随时间推移呈S形曲线逐渐增加，各品种籽粒重量增加存在显著差异，正德302和吉单27品种在花后10-25d籽粒重量迅速增加，25d以后籽粒重量增加幅度较小，先玉335和京科968在花后10-25d籽粒重量迅速增加，35d以后仍有所增加，在花后40d时，籽粒重量表现为京科968>先玉335＞吉单27>正德302。各品种玉米籽粒灌浆速率呈单峰增长型，正德302在花后10d时，灌浆速率迅速增加，15d时，出现高峰，以后逐渐下降，说明正德302在花后15d左右灌浆速率达到最大值；吉单27在花后20d左右时，出现高峰，说明正德302在花后15d左右灌浆速率达到最大值；先玉335和京科968在花后25d时，出现高峰，以后逐渐下降，说明先玉335和京科968在花后25d左右灌浆速率达到最大值，总体看各品种在灌浆高峰的灌浆速率表现为京科968>先玉335＞吉单27>正德302。

图1 不同生育期玉米籽粒物质积累量变化和灌浆速率

2.3 不同生育期玉米脱水速率

由图2可知，不同熟期品种籽粒脱水速率存在显著差异。不同熟期品种间，籽粒脱水速率表现为京科968>吉单27>先玉335＞正德302，品种间差异显著。

图2 不同生育期玉米脱水速率

2.4 不同生育期玉米产量及产量构成因素

穗部性状反映玉米雌穗发育状况，是产量构成的主要因素。由表2可知，各品种间穗行数没有显著差异，行粒数表现为京科968>先玉335＞吉单27>正德302，吉单27和正德302品种间没有显著差异，其他品种间差异均显著；穗粒数表现为京科968>先玉335＞吉单27>正德302，京科968和先玉335品种间没有显著差异，吉单27和正德302品种间没有显著差异，京科968和先玉335显著高于吉单27和正德302；百粒重表现为京科968>先玉335＞吉单27>正德302，吉单27和正德302品种间没有显著差异，其他品种间差异均显著；各品种产量表现为京科968>先玉335＞吉单27>正德302，品种间差异均显著。因此，产量为中晚熟＞中熟＞中早熟＞早熟。

表2 不同生育期玉米产量及产量构成因素

3 讨论

近年来，玉米生产的目标是优质高产，因地制宜选择合理的品种布局，协调自然环境和品种特性之间的关系是实现这一目标的重要措施[10]，为比较不同生育期玉米灌浆和脱水特性，本试验选用不同生育期的玉米品种，研究在同一环境条件下玉米灌浆和脱水速率。研究结果表明，各品种玉米生育存在较大差异，正德302、吉单27、先玉335和京科968生育期分别为95d、108d、113d和122d。玉米籽粒灌浆过程主要通过灌浆时间和灌浆速率共同影响粒重和产量，在花后40d时，籽粒重量表现为京科968>先玉335＞吉单27>正德302，正德302在花后15d时出现高峰，吉单27在花后20d左右时出现高峰，先玉335和京科968在花后25d时出现高峰，因此，粒重和灌浆速率、灌浆期天数具有相关性，说明灌浆期越长、灌浆速率越高，粒重越大。

玉米籽粒含水量是收获的重要参考指标，含水量过高影响籽粒机械收获[11]。因此，脱水速率成为衡量玉米适应机械化的重要依据，尤其是黄淮海等小麦玉米一年两熟区域[12]。在玉米生育期内，光热资源有限，生长后期玉米籽粒的脱水速率对经济收入造成直接影响，当籽粒含水率较高时，过快的干燥会加快籽粒表面的干燥速率，导致籽粒“表面硬化”，封闭内层水分[13]。因此，选择脱水速率高的玉米品种有利于农业发展和经济收入的增加。本研究结果表明，不同熟期品种籽粒脱水速率存在显著差异。不同熟期品种间，籽粒脱水速率表现为京科968>吉单27>先玉335＞正德302，说明玉米籽粒脱水速率和生育期的长短没有正相关关系。

玉米产量是反映植株物质积累和转化运输能力的关键[14]。本研究结果表明，行粒数、穗粒数、百粒重表现为京科968>先玉335＞吉单27>正德302，各品种产量表现为京科968>先玉335＞吉单27>正德302，品种间差异均显著，产量表现为中晚熟＞中熟＞中早熟＞早熟，产量和生育期有极大的相关性。从籽粒灌浆特性和产量水平看，早熟品种灌浆高峰期较早，但是灌浆活跃期短，最大灌浆速率低，干物质积累有限，因此，产量相对较低；中晚熟品种灌浆活跃期长，最大灌浆速率高，有利于干物质积累和获得较高粒重；另外中晚熟品种穗粒数较多，具有较大的产量潜力[15]。

综合来看，不同生育期玉米品种在灌浆、脱水特性以及产量上存在显著差异，中晚熟品种产量高，灌浆持续期长、最大灌浆速率高，不同生育期玉米灌浆速率和产量为中晚熟＞中熟＞中早熟＞早熟。在玉米生产中，不仅要考虑品种生育期，还要兼顾籽粒灌浆和脱水特性[16]，在光照和热量资源不足的地区应选择生育期短、灌浆和脱水快的品种，在光照和热量资源充足的地区应选择生育期长、灌浆和脱水适宜的品种。