衛(wèi)曉軼 魏 鋒 馬俊峰 洪德峰 馬 毅 張學(xué)舜

（河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，新鄉(xiāng) 453002）

不同種植密度條件下新單38子粒灌漿速率和脫水速率研究

衛(wèi)曉軼 魏 鋒 馬俊峰 洪德峰 馬 毅 張學(xué)舜

（河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，新鄉(xiāng) 453002）

以玉米新品種新單38為材料，以鄭單958作對照，研究了不同種植密度條件下，灌漿期玉米品種的干物質(zhì)積累、灌漿速率和脫水速率的動態(tài)變化。結(jié)果表明，67500株/hm2種植條件下，灌漿速率和干物質(zhì)積累量相對較高、脫水速率相對較低。子粒灌漿速率呈慢—快—慢“S”形變化，子粒脫水速率呈快—慢—快的變化。在散粉后40～50d，新單38的干物質(zhì)積累量、灌漿速率和脫水速率均顯著高于對照，說明新單38在子粒灌漿后期具有產(chǎn)量高、收獲時(shí)含水量低等優(yōu)點(diǎn)，適宜生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收。

玉米；密度；子粒干物質(zhì)積累量；灌漿速率；脫水速率

玉米是我國重要的糧食作物，玉米產(chǎn)量高低與子粒灌漿程度呈正相關(guān)[1]。子粒灌漿速率決定玉米的粒重，而粒重是玉米產(chǎn)量構(gòu)成重要因子之一。高產(chǎn)玉米一般具有子粒灌漿速率高、干物質(zhì)積累量大等特點(diǎn)[2]。灌漿速度是玉米育種的一種重要選擇性狀[3]。

玉米產(chǎn)量受灌漿期干物質(zhì)積累的影響，灌漿速率和脫水速率的快慢至關(guān)重要。研究表明，子粒含水量與灌漿速率呈正相關(guān)，與灌漿天數(shù)呈直線相關(guān)。授粉后15～40d，含水率80%～40%，干物質(zhì)直線增長，且達(dá)最終量的70%～80%；授粉后40～55d，含水率40%～25%，干物質(zhì)繼續(xù)增加，但速度減緩[4]。王振華等[5]研究表明子粒含水率與灌漿天數(shù)呈極顯著線性相關(guān)。呂新等[6]研究結(jié)果表明子粒含水率高于60%時(shí)，子粒灌漿速率隨子粒含水量增加而呈遞減趨勢；子粒含水量低于60%時(shí)，灌漿速率隨子粒含水量增加而增加。當(dāng)前，許多玉米品種普遍存在著子粒灌漿速度慢、子粒后期脫水速率慢等缺陷，因此，生產(chǎn)上急需選育出一批高產(chǎn)、子粒后期脫水速率快的玉米新品種。新單38是河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院2013年審定的玉米品種，具有產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、抗性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)。本試驗(yàn)對不同種植密度條件下，玉米品種新單38的灌漿速率、干物質(zhì)積累及脫水速率進(jìn)行分析研究，以期為新單38的高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)，為選育高產(chǎn)、子粒后期脫水速率快的新品種提供優(yōu)良種質(zhì)資源。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料供試材料為玉米品種新單38，由河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育，于2013年通過河南省審定（豫審玉2013009）。鄭單958為對照。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)在河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地（河南省輝縣市）進(jìn)行，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。設(shè)60000株/hm2、67500株/hm2、75000株/hm2和82500株/hm2共4個(gè)密度梯度，其中新單38密度梯度分別用D1、D2、D3和D4表示，鄭單958密度梯度分別用CK1、CK2、CK3和CK4表示。采用等行距種植，行距60cm，行長5m，每個(gè)小區(qū)6行，全生育期管理同常規(guī)大田生產(chǎn)。2016年6月15日種植，10月7日收獲。

1.3 測定項(xiàng)目與方法自授粉后開始取樣，每10d取樣1次，直至收獲為止，共取樣5次。每次選取長勢一致的5個(gè)果穗，每穗取穗中部100粒，稱子粒鮮重（w1），放入網(wǎng)袋中，掛在網(wǎng)室內(nèi)自然風(fēng)干，風(fēng)干后稱重（w2），再從風(fēng)干樣中取出20～30g（w3）裝入鋁盒內(nèi)，于103±2℃烘箱中烘36h至恒重（w4），即為百粒干重，以百粒干重作為每個(gè)灌漿時(shí)期的干物質(zhì)重量。

計(jì)算出每次取樣的子粒含水率[7]：

子粒含水率（%）=（w1w3-w2w4）/w1w3×100。

子粒灌漿速率為每100粒玉米種子每天增加干物質(zhì)的重量（g），子粒灌漿速率（g/100粒·d）=[后1次采樣100粒干重（g）-前1次采樣100粒干重（g）]/2次取樣間隔天數(shù)[7]。

子粒脫水速率（%/d）=（前1次采樣含水量-后1次采樣含水量）/2次取樣間隔天數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析采用Excel 2007和SPSS 17.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度條件下子粒灌漿進(jìn)程不同種植密度條件下新單38在灌漿期子粒干物質(zhì)重量（百粒干重）見表1。在散粉后20d前，新單38不同種植密度的子粒干物質(zhì)重量差異不顯著；散粉后30d，新單38中密度（67500株/hm2和75000株/hm2）的子粒干物質(zhì)重量顯著高于低密度（60000株/hm2）和高密度（82500株/hm2）。散粉后40d和50d，新單38中、低密度的子粒干物質(zhì)重量極顯著高于高密度。說明從子粒灌漿干物質(zhì)積累角度來看，新單38適合種植密度依次為：67500株/hm2＞60000株/hm2＞75000株/hm2＞82500株/hm2。

與對照（鄭單958）相比，散粉后30～50d，在67500株/hm2條件下，新單38的干物質(zhì)重量均顯著或極顯著高于對照。散粉后40d，新單38中低密度的干物質(zhì)重量均極顯著高于對照。散粉后50d，新單38在4個(gè)不同密度條件下干物質(zhì)重量均極顯著高于對照。

新單38及對照（鄭單958）在不同種植密度條件下的子粒灌漿速率均呈現(xiàn)慢—快—慢（表2），在散粉后30～40d達(dá)到最大灌漿速率。散粉后20～30d，新單38在67500株/hm2條件下的子粒灌漿速率最高。散粉后30～40d，60000株/hm2條件下的子粒灌漿速率最高。散粉后40～50d，60000株/hm2和67500株/hm2條件下子粒灌漿速率顯著高于其他密度。說明子粒灌漿后期，中、高密度灌漿速率下降。灌漿后勁不足，導(dǎo)致子粒干重降低。

與對照（鄭單958）相比，可以看出，在授粉后30～40d，新單38在不同種植密度條件下子粒灌漿速率均顯著高于對照，說明正是因?yàn)樵撾A段新單38干物質(zhì)的快速積累，才使得最終在散粉后50d，新單38在4個(gè)不同密度條件下干物質(zhì)重量均高于對照。

表1 不同種植密度條件下干物質(zhì)積累的動態(tài)變化

表2 不同種植密度條件下灌漿速率的動態(tài)變化

2.2 不同種植密度條件下子粒脫水速率變化新單38在不同種植密度條件下的子粒脫水速率動態(tài)變化見表3。由表3可以看出，新單38子粒脫水速率整體呈現(xiàn)快—慢—快的趨勢。散粉后30d前，新單38的子粒脫水速率均較高。在散粉后40～50d，67500株/hm2種植條件下新單38子粒脫水速率極顯著高于其他密度。說明新單38在67500株/hm2密度下，后期脫水速率快，含水量較低，更利于機(jī)收。

與對照相比，在散粉后20～30d，60000株/hm2密度條件下新單38子粒脫水速率顯著高于對照。在散粉后40～50d，除82500株/hm2以外，中、低密度條件下新單38子粒脫水速率均極顯著高于對照。說明在灌漿后期，新單38在中、低密度條件下與對照相比，含水量更低，更利于機(jī)收。

表3 不同種植密度條件下脫水速率的動態(tài)變化

3 結(jié)論與討論

種植密度的增加是玉米產(chǎn)量增加的手段之一，而密度的增加會引起玉米倒伏現(xiàn)象的發(fā)生[8]，玉米倒伏對穗粒數(shù)、千粒重和穗粒重有顯著的降低作用，從而導(dǎo)致玉米產(chǎn)量降低[9]。因此，合理的種植密度對玉米產(chǎn)量的提高起著至關(guān)重要的作用。本研究通過對不同種植密度條件下新單38灌漿特性進(jìn)行分析，結(jié)果表明，總體來講，中、低密度種植條件下，灌漿速率和干物質(zhì)積累量相對較高，這與李光彥等[10]研究結(jié)果一致。

子粒灌漿屬于復(fù)雜的生理代謝過程，子粒灌漿特性是受多基因控制的數(shù)量性狀，易受環(huán)境條件的影響，表現(xiàn)出復(fù)雜的動態(tài)變化特征。從散粉后10～50d的調(diào)查結(jié)果分析來看，子粒灌漿速率呈慢—快—慢“S”形變化，子粒脫水速率呈快—慢—快的變化，這同劉宗華等[3]的結(jié)論一致。尤其在散粉后40～50d，新單38的干物質(zhì)積累量、灌漿速率和脫水速率均顯著高于對照，說明新單38具有產(chǎn)量高、含水量低等優(yōu)點(diǎn)，適宜生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用，產(chǎn)生良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，也可以利用新單38的優(yōu)異種質(zhì)對其他骨干自交系材料進(jìn)行改良創(chuàng)新，從而選育出更加理想的玉米新品種。

[1] Kato T，Takeda K．Associations among characters related to yield sink capacity in space-planted rice[J]．Crop Sci，1996，36：1135-1139

[2] 孫慶泉，吳元奇，胡昌浩，等．不同產(chǎn)量潛力玉米子粒胚乳細(xì)胞增殖與子粒充實(shí)期的生理活性[J]．作物學(xué)報(bào)，2005，31（5）：612-618

[3] 劉宗華，張戰(zhàn)輝．玉米子粒灌漿速率研究進(jìn)展[J]．東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，41（11）：148-153

[4] 申琳．夏玉米子粒灌漿與子粒含水率的關(guān)系及子粒發(fā)育過程的分期[J]．北京農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998，16（5）：6-9

[5] 王振華，張忠臣，常華章，等．黑龍江省38個(gè)玉米自交系生理成熟期及子粒自然脫水速率的分析[J]．玉米科學(xué)，2001，9（2）：53-55

[6] 呂新，胡昌浩，董樹亭，等．緊湊型玉米掖單22與SC704子粒灌漿特性對比分析研究[J]．山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，36（1）：70-74

[7] 李德新．玉米子粒灌漿、脫水速率品種差異和相關(guān)分析[D]．北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2009

[8] 田再民，黃智鴻，陳建新，等．種植密度對3個(gè)緊湊型玉米品種抗倒伏性和產(chǎn)量的影響[J]．玉米科學(xué)，2016，24（5）：83-88

[9] 閆海霞，付家鋒，吳偉華，等．黃淮海區(qū)部分主栽玉米品種主要農(nóng)藝性狀比較研究[J]．中國種業(yè)，2013（6）：45-47

[10] 李光彥，許艷麗，盧霖，等．不同密度玉米群體子粒轉(zhuǎn)化酶與灌漿強(qiáng)度的關(guān)系[J]．玉米科學(xué)，2016，24（4）：83-89

河南省科技開放合作項(xiàng)目（172106000047）；河南省重大科技專項(xiàng)（161100110500-0103）；國家現(xiàn)代玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-02-58）

張學(xué)舜

2017-08-21）