， (北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心， 北京 100097)

以玉米籽粒粒形進(jìn)行分離精選種子的意義及其新方法

馮培煜，宋瑞連
(北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心， 北京 100097)

玉米果穗中部的籽粒遺傳勢(shì)比兩端的高，且中部籽粒以長(zhǎng)方形或方形為主，兩端粒形以接近圓形為主。差速循環(huán)式玉米種子籽粒分離精選機(jī)(專利號(hào)：ZL 2015 2 0032748，X)的設(shè)計(jì)理論是，利用玉米不同粒形的種子在重力作用下在運(yùn)動(dòng)的皮帶上滾動(dòng)速度不同(差)，實(shí)現(xiàn)差速分離長(zhǎng)、圓形種子，進(jìn)一步精選種子。此項(xiàng)新技術(shù)不僅可提高玉米種子精選質(zhì)量，降低加工成本，且對(duì)延長(zhǎng)品種遺傳勢(shì)及品種使用生命周期都具有重大意義；本技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、市場(chǎng)通用件多、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍可推廣至其他籽粒形似長(zhǎng)圓形與圓形的作物種子。

玉米種子； 粒形； 差速循環(huán)； 精選機(jī)

玉米種子籽粒形狀主要分為長(zhǎng)方形、方形和近圓形。通常在玉米果穗上不同形狀的籽粒分布為：生長(zhǎng)于基部或頂部的為近圓形； 生長(zhǎng)于中下部及中上部的為長(zhǎng)方形或方形；生長(zhǎng)于中部的籽粒更深，更近似于長(zhǎng)方形。一般玉米果穗籽粒越深出籽率越高，產(chǎn)量也越高。近些年，隨著育種技術(shù)對(duì)玉米出籽率的要求不斷提高，對(duì)生產(chǎn)種子用的自交系籽粒性狀要求也越來越高，即要求中部籽粒的粒型更長(zhǎng)。由于玉米果穗頂部籽粒的成熟度相對(duì)較差，質(zhì)量小，比重輕，一般在經(jīng)過風(fēng)選、比重選后都能夠被清選出去，但果穗基部的種子不容易分離。運(yùn)用“差速循環(huán)式玉米種子籽粒分離精選機(jī)“(專利號(hào)： ZL 2015 2 0032748，X )可實(shí)現(xiàn)其分離精選，現(xiàn)將其實(shí)現(xiàn)意義及原理介紹如下。

1 玉米種子精選加工歷史現(xiàn)狀

較早實(shí)現(xiàn)玉米種子深加工、精加工的是美國(guó)和歐洲國(guó)家，距今已有100余年的歷史，其技術(shù)設(shè)備先進(jìn)，并且形成了壟斷。國(guó)內(nèi)的玉米種子生產(chǎn)加工清選分級(jí)設(shè)備大多是引進(jìn)消化吸收國(guó)外的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，僅有50年時(shí)間，且主要是以種子籽粒的容重、質(zhì)量、大小或顏色，利用風(fēng)力、篩片的篩孔大小或色澤識(shí)別，進(jìn)行風(fēng)篩選、比重選或色澤選；這些加工技術(shù)與設(shè)備還不能從玉米種子籽粒的形態(tài)、形狀上進(jìn)行區(qū)分并分離達(dá)到精選。國(guó)外的窩眼篩篩選技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)玉米種子按粒形(長(zhǎng)、圓)分離精選，因機(jī)械制造技術(shù)工藝高而復(fù)雜，設(shè)備造價(jià)高，推廣困難；“差速循環(huán)式玉米種子籽粒分離精選機(jī)”從另一個(gè)新的技術(shù)理論角度，更經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了按玉米種子粒形分離分級(jí)精選。

2 主要工作原理及設(shè)計(jì)

差速循環(huán)式玉米種子籽粒分離精選的設(shè)計(jì)技術(shù)理論是：利用玉米不同粒形的種子在重力作用下在運(yùn)動(dòng)的皮帶上的滾動(dòng)速度不同(差)，實(shí)現(xiàn)差速分離。設(shè)計(jì)實(shí)施，它包括入料斗、分離帶和支架，所述入料斗安裝在分離帶上方的支架上，入料斗下部設(shè)有入料斗出口，料斗調(diào)節(jié)裝置分別安裝在入料斗的兩側(cè)，支架的兩端分別安裝有動(dòng)力滾筒和從動(dòng)滾筒，支架一端的側(cè)面安裝有變速電機(jī)，變速電機(jī)與動(dòng)力滾筒驅(qū)動(dòng)連接，支架底部還安裝有支腿，支腿底部安裝有調(diào)位裝置，分離帶為環(huán)狀，并分別裝在支架兩端的動(dòng)力滾筒和從動(dòng)滾筒上，分離帶上設(shè)有交錯(cuò)有序的八字型凸起，在分離帶邊緣設(shè)置有皺褶擋邊。本技術(shù)的應(yīng)用范圍還可以推廣至籽粒形似相近的長(zhǎng)圓形與圓形的作物，如花生、蓖麻或豆類等，進(jìn)行進(jìn)一步分離精選。

3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的意義與作用

玉米果穗不同部位的籽粒對(duì)該品種特征特性的遺傳傳遞能力是有差異的，中部的籽粒具有較強(qiáng)的遺傳勢(shì)，最能代表該品種的遺傳特性，如不加選擇地把自交系果穗的上、中、下部不同遺傳勢(shì)的種子混合作為擴(kuò)繁用種，就會(huì)造成自交系種性退化，影響品種的一致性、豐產(chǎn)性，并導(dǎo)致其抗逆性減弱。孫慶海[1]對(duì)魯玉2號(hào)雜交種上、中、下部籽粒進(jìn)行田間種植試驗(yàn)，結(jié)果表明：中部籽粒表現(xiàn)發(fā)芽快、幼苗健壯、生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、植株偏高，籽粒產(chǎn)量也高。傅兆麟[2]選用玉米果穗中部和中下部籽粒做種，比全穗做種混用增產(chǎn)10%以上。北京農(nóng)學(xué)院生物系孫祎振[3]等研究試驗(yàn)也證明，玉米果穗上不同部位的籽粒具有不同的遺傳勢(shì)，對(duì)自交和雜交后代的產(chǎn)量性狀影響很大，以中部和中部雜交后代產(chǎn)量最高，較群體平均值提高34.5%，不同遺傳勢(shì)的玉米籽?；旌蠑U(kuò)繁，可以造成自交系退化；并建議采用玉米果穗中、下部的籽粒作為自交和雜交用種，以大幅度提高自交系和雜交種產(chǎn)量。李忠南等[4]以先玉335的親本及2個(gè)美系材料和自選系為實(shí)驗(yàn)材料，組配16個(gè)雜交組合，在保苗61 530株/hm2的條件下進(jìn)行產(chǎn)量比較，同時(shí)分析籽粒水分、穗軸重、出籽率等相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)和遺傳分析。結(jié)果表明，雜交種穗軸重與出籽率呈極顯著負(fù)相關(guān)；出籽率與雙親平均穗軸重、父本穗軸重呈極顯著負(fù)相關(guān)，與雙親平均出籽率、父本出籽率呈極顯著正相關(guān)；百粒重與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與籽粒水分呈顯著負(fù)相關(guān)，與父本百粒重呈顯著正相關(guān)；產(chǎn)量與父本百粒重呈極顯著正相關(guān)，與雙親平均百粒重呈顯著正相關(guān)。穗軸重、百粒重遺傳累加效應(yīng)極顯著，超高親效應(yīng)明顯；出籽率以遺傳累加效應(yīng)為主，存在超親效應(yīng)；建議組配新組合途徑可以直接利用PH 6 WC及Reid系統(tǒng)的美系材料與自選系組配，從而獲得高出籽率的品種。因此研制以玉米種子籽粒的長(zhǎng)、方、圓形狀進(jìn)行進(jìn)一步分離分及精選的生產(chǎn)加工設(shè)備是科技與市場(chǎng)的迫切需求。

差速循環(huán)式玉米種子籽粒分離精選機(jī)是種子加工由清選、精選向更加精選的粒型選的技術(shù)升級(jí)，利用此項(xiàng)新型技術(shù)分離精選的玉米種子籽粒在粒重、形狀上更均勻一致，有利于機(jī)械精量、單粒播種，降低播種空穴率，提高播種質(zhì)量，從而有利于苗齊、苗勻和苗壯，有利于玉米種植增產(chǎn)增收。利用該技術(shù)精選出的果穗中部的長(zhǎng)形種子繁殖的親本或生產(chǎn)的雜交種，遺傳能力強(qiáng)，有利于延長(zhǎng)品種壽命期和增加產(chǎn)量。當(dāng)雜交玉米種子生產(chǎn)制種中因自然等因素造成的父、母本花期相遇不良、母本接授父本花粉率降低、母本果穗結(jié)實(shí)性差、圓粒種子增多時(shí)，非本品種外的花粉或本品種母本的自身花粉授粉幾率增大、結(jié)實(shí)率低的情況下，運(yùn)用此實(shí)用新型加工精選技術(shù)，可提高種子的純度。此外，本技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、市場(chǎng)通用件多、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。

[1]孫慶海.玉米全息定域選種試驗(yàn)，高技術(shù)性技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究[M].北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,1991.

[2]傅兆麟,王世光.全息胚定位選種[J].世界農(nóng)業(yè),1996(4):8.

[3]孫祎振,劉玉芬.玉米果穗不同部位籽粒的遺傳勢(shì)及其對(duì)繁制種產(chǎn)量的影響[J].種子科技,2003,3(21):122.

[4]李忠南,王越人,鄔生輝,等.玉米品種穗軸重和出籽率等性狀的相關(guān)及遺傳關(guān)系研究[J].玉米科學(xué),2012,20(5):33.

(本欄目責(zé)任編輯：申 曉)

The Significance of Separation and Selection of Seeds by Grain Shape Corn and Its New Methods

FENGPeiyu,SONGRuilian

2016-04-30

馮培煜(1963—)，男，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事玉米種子生產(chǎn)加工技術(shù)及管理工作。

宋瑞連(1965—)，女，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事玉米種子繁育與檢驗(yàn)工作。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.08.127

S 513

A

1001-4705(2016)08-0127-02