張書萍吳玉群常 程劉 晶于惠琳尤 丹胡寶忱肖萬(wàn)欣

(遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所,遼寧 沈陽(yáng) 110161)

糯玉米(ZeamaysL. certaina Kulesh)起源于中國(guó),是16世紀(jì)初普通玉米傳入中國(guó)后,因自然變異而形成的特殊玉米類型。在云南、貴州、廣西一帶保存有大量的地方農(nóng)家種,種質(zhì)資源豐富。糯玉米籽粒中的淀粉幾乎100%為支鏈淀粉,且富含E類、B類等維生素和賴氨酸等氨基酸,具有較高的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值及工業(yè)利用價(jià)值,是鮮食玉米的主力軍。據(jù)中國(guó)種子協(xié)會(huì)2019年統(tǒng)計(jì),我國(guó)糯玉米種植面積已由21世紀(jì)初的不足7萬(wàn)hm2,發(fā)展至80萬(wàn)hm2左右,已成為全球糯玉米種植面積最大的國(guó)家。隨著我國(guó)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和人民生活水平的提高,對(duì)營(yíng)養(yǎng)型、保健型、風(fēng)味型的膳食材料要求越來(lái)越高,糯玉米生產(chǎn)發(fā)展迅速,現(xiàn)已成為廣大民眾消費(fèi)的重要果蔬品種。為了提高品種競(jìng)爭(zhēng)力,眾多育種單位都把產(chǎn)量和食味品質(zhì)共同作為研究的核心問題[1～4]。

種植密度是糯玉米生產(chǎn)中應(yīng)重點(diǎn)控制的因素,它不僅影響到鮮果穗產(chǎn)量和品質(zhì),更直接關(guān)系到產(chǎn)品的商品性和經(jīng)濟(jì)效益[5]。一般情況下,種植密度與糯玉米的鮮穗產(chǎn)量呈現(xiàn)拋物線趨勢(shì),而不是線性關(guān)系[6]。密度過高,會(huì)導(dǎo)致鮮穗產(chǎn)量和商品品質(zhì)降低;密度過低,鮮穗商品性好,但難以獲得較高的產(chǎn)量,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益[7,8]?？梢?只有在適宜的種植密度條件下,才可兼顧產(chǎn)量和果穗的商品品質(zhì),收到較好的經(jīng)濟(jì)效益。鮮穗采收是銜接栽培與采后處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié),采收期與鮮食品質(zhì)、產(chǎn)量關(guān)系密切[9]。采收過早,產(chǎn)量低,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)少,且尚未形成固有品質(zhì)與風(fēng)味;采收過遲,則籽粒變硬、適口性差,失去了鮮食的清香、糯性和適口性,商品性降低[10,11]。然而,在不同密度與采收期交互作用下,研究遼寧糯玉米產(chǎn)量與品質(zhì)的響應(yīng)規(guī)律,尚未見系統(tǒng)報(bào)道。本研究以遼糯5號(hào)為試材,在不同種植密度和采收期處理下,研究產(chǎn)量與穗部經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)密度的響應(yīng)和不同采收期對(duì)果穗皮渣率、淀粉及感官和蒸煮品質(zhì)的影響,篩選出兼顧產(chǎn)量與商業(yè)品質(zhì)的適宜種植密度和鮮食采收期,為推動(dòng)遼寧省糯玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展,進(jìn)一步完善糯玉米增產(chǎn)增效栽培技術(shù)體系提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院沈陽(yáng)東陵試驗(yàn)基地,試驗(yàn)土壤全氮2.22 g/kg、全磷2.87 g/kg、全鉀20.11 g/kg、硝 態(tài) 氮3.21 mg/kg、銨 態(tài) 氮16.78 mg/kg、有 效 磷10.32 mg/kg、速 效 鉀127.32 mg/kg、有機(jī)質(zhì)28.73 g/kg、pH值6.83。試驗(yàn)基地氣候條件如圖1所示,全生育期≥10 ℃積溫2 951.2 ℃,降雨量494.0 mm。選用遼糯5號(hào),二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),主區(qū)為5個(gè)密度,即D1: 3.75×104株/hm2、D2: 4.50×104株/hm2、D3:5.25×104株/hm2、D4:6.00×104株/hm2、D5: 6.75×104株/hm2;裂區(qū)為7次采收期。15行區(qū),6.5 m行長(zhǎng),壟距60 cm,3次重復(fù)。授粉前每小區(qū)除用于測(cè)產(chǎn)的中間4行外,其余行選取了生長(zhǎng)發(fā)育一致果穗統(tǒng)一定株掛簽套袋,以保證同一時(shí)間摘袋授粉,在授粉后18 d(H1)、20 d(H2)、22 d(H3)、24 d(H4)、26 d(H5)、28 d(H6)和30 d(H7)選取生長(zhǎng)一致果穗3穗,供鮮食品鑒,正常田間管理。

圖1 試驗(yàn)基地玉米生育期間氣溫與降水量變化Figure 1 Changes of temperature and precipitation during corn growth period at experimental base

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 皮渣率、粗淀粉和直鏈淀粉 皮渣率檢測(cè)方法參照國(guó)家鮮食玉米品種試驗(yàn)的皮渣率測(cè)定方法;粗淀粉的檢測(cè)方法參照NY/T 11-1985標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行;直鏈、支鏈淀粉的檢測(cè)方法參照NY/T 55-1987標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

1.2.2 產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素 鮮穗成熟期,每小區(qū)測(cè)產(chǎn)面積為中間4行,實(shí)打?qū)嵤?按14%標(biāo)準(zhǔn)水折算群體產(chǎn)量。收獲期,在每個(gè)小區(qū),除測(cè)產(chǎn)區(qū)域外,選取有代表性的果穗10穗,測(cè)定每穗穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)和粒重(75 ℃下烘干至恒重)等農(nóng)藝性狀。

1.2.3 品嘗性鑒定 為了便于品嘗,將取樣果穗切成小段,在智能蒸飯柜(德瑪仕品牌)中,將果穗蒸熟,品嘗性鑒定參照NY/T 523-2020標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖,采用DPS V 10.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,檢驗(yàn)處理間差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量

隨著種植密度的提高,遼糯5號(hào)的產(chǎn)量呈“單峰”曲線變化。在D1密度下,產(chǎn)量較低,其平均值為7 009.3 kg/hm2,在D4密度下,產(chǎn)量較高,其平均值為8 769.6 kg/hm2,產(chǎn)量平均增幅25.1%;當(dāng)種植密度高于D4處理時(shí),產(chǎn)量下降,降幅6.6%。方差分析表明,不同密度處理間,產(chǎn)量差異極顯著(P=0.0001)。密度處理間產(chǎn)量多重比較表明,D4與D3密度下產(chǎn)量差異顯著(P=0.0156)、與其他密度處理下產(chǎn)量差異均達(dá)到極顯著水平(P＜0.01)。

2.2 穗部經(jīng)濟(jì)性狀

隨密度提高,穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)和粒重均呈線性下降趨勢(shì)。與D1密度處理相比,D5密度處理下對(duì)應(yīng)指標(biāo)降幅分別為13.4%、3.1%、12.1%和18.7%。密度對(duì)穗部經(jīng)濟(jì)性狀影響程度順序:粒重＞穗長(zhǎng)＞穗粒數(shù)＞穗粗。

2.3 皮渣率

隨采收期推遲,果穗皮渣率由4.56%增加至6.46%,呈明顯的遞增趨勢(shì),在授粉后18 d(H1)采收,果穗皮渣率較低,方差分析表明,H2與H3采收期果穗皮渣率差異不顯著,其他采收期處理間果穗皮渣率差異均達(dá)到顯著水平。

2.4 淀粉

隨采收期推遲,籽粒粗淀粉、直鏈淀粉和支鏈淀粉含量均呈不同程度上升趨勢(shì),增幅分別為14.1%、67.9%和12.8%,方差分析表明,H1與H2采收期,粗淀粉與支鏈淀粉含量差異顯著(P=0.017,P=0.0227);H1、H2與H4采收期直鏈淀粉含量差異極顯著(P=0.0029,P=0.006)。支鏈淀粉占粗淀粉比例隨采收期推遲呈下降趨勢(shì),降幅1.1%,方差分析表明,H1、H2與H4采收期支鏈淀粉占粗淀粉比例差異顯著(P=0.0124,P=0.0136)。不同采收期處理間,粗淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉和支鏈淀粉占粗淀粉比例差異均達(dá)到了極顯著或顯著水平。

圖2 密度對(duì)玉米產(chǎn)量的影響Figure 2 The effect of plant density on yield

表1 密度對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 1 The effect of plant density on economic traits of corn

圖3 采收期對(duì)玉米皮渣率的影響Figure 3 The effect of harvest time on husk residue rate of corn

2.5 相關(guān)分析

相關(guān)分析表明,在H2時(shí)期采收,皮渣率與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(R=0.97*);除H4和H7采收時(shí)期,其他時(shí)期采收,粗淀粉和支鏈淀粉與產(chǎn)量呈不同程度的正相關(guān),其中,H3時(shí)期采收,粗淀粉、支鏈淀粉與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(R=0.99*;R=0.99*);H1和H5時(shí)期采收,直鏈淀粉與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(R=0.99*;R=0.95*);H6采收時(shí)期,支鏈淀粉占粗淀粉比例與產(chǎn)量相關(guān)性較高(R=0.97*)。

2.6 品嘗性鑒定

在高產(chǎn)密度下,H1～H5時(shí)期采收,玉米糯性顯著高于H6～H7時(shí)期采收;H1～H4時(shí)期采收,玉米風(fēng)味顯著優(yōu)于H5～H7時(shí)期采收、種皮較H5～H7時(shí)期采收明顯的薄一些;H1～H3時(shí)期采收,較H4～H7時(shí)期采收,玉米籽粒較柔嫩。綜合感官品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)指標(biāo),H3～H4時(shí)期采收,總評(píng)分較高,均值在87.8分。

表2 采收期對(duì)玉米淀粉含量的影響Table 2 The effect of harvest time on starch contents of corn

表3 不同采收期玉米皮渣率、淀粉含量與產(chǎn)量的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of husk residue rate, starch content and yield of corn

表4 高產(chǎn)密度下,不同采收期玉米品嘗性鑒定Table 4 Taste identification of maize of corn at different harvest time at 6.00×104 plant/hm2

方差分析表明,不同采收處理間玉米氣味差異顯著,不同采收處理間玉米糯性、風(fēng)味、柔嫩性、皮厚度和總評(píng)分差異極顯著,不同采收處理間感官品質(zhì)和色澤差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

3.1 產(chǎn)量與穗部經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)密度的響應(yīng)

種植密度是影響糯玉米產(chǎn)量和商品品質(zhì)的重要因素[7],與糯玉米的鮮穗產(chǎn)量呈拋物線趨勢(shì)[12]。吉林梨樹區(qū)域研究表明,在5.5×104株/hm2密度條件下,甜玉米520與糯玉米112鮮籽粒產(chǎn)量最高[13]。泰興區(qū)域研究表明,京科甜112達(dá)到最佳產(chǎn)量和效益時(shí)的適宜密度為6.75×104株/hm2左右[5]。本研究表明,遼糯5號(hào)在6.00×104株/hm2密度下種植,可兼顧產(chǎn)量與果穗的商品性,與吉林梨樹和泰興區(qū)域研究結(jié)果不一致的原因可能是由于選用品種、生態(tài)環(huán)境等因素差異所致[14]。張吉旺等(2005)研究指出,穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)等是影響穗粒數(shù)的主要原因,可以通過種植密度對(duì)穗長(zhǎng)和穗粗的影響來(lái)增加穗粒數(shù)。隨著種植密度的增加,穗長(zhǎng)所受的影響大于穗粗,穗長(zhǎng)是影響玉米單株產(chǎn)量的最主要因素[15]。本研究表明,隨密度提高,密度對(duì)穗部經(jīng)濟(jì)性狀影響程度順序:粒重＞穗長(zhǎng)＞穗粒數(shù)＞穗粗,與張吉旺等(2005)研究結(jié)果一致。

3.2 采收期與授粉后有效積溫

針對(duì)糯玉米適宜采收期,國(guó)內(nèi)不同生態(tài)區(qū)域研究結(jié)果略有不同。董宗宗等(2020)研究指出,隨著采收期推遲,上海地區(qū)糯玉米申科糯601感官評(píng)價(jià)與蒸煮品質(zhì)評(píng)分在授粉后的第22～24 d達(dá)到峰值,為最佳采收期[16]。重慶巴南地區(qū)研究發(fā)現(xiàn),糯玉米(渝甜糯、渝科糯、渝糯3000)適宜采收期為授粉后23～27 d,以25 d口感最佳[10]。針對(duì)沈陽(yáng)地區(qū),本研究結(jié)果表明,遼糯5號(hào)在6.00×

株/hm2密度下,授粉后22～24 d采收,籽粒品質(zhì)品嘗總評(píng)分較高,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量與籽粒商品性兼顧,與董宗宗等(2020)研究結(jié)果一致。糯玉米的適宜采收期的確定應(yīng)結(jié)合授粉后天數(shù)、食味及吐絲后的有效積溫等因素[17]。孫大鵬等(2015)研究 表 明,當(dāng) 采 收 期 為24 d,有 效 積 溫 達(dá) 到367.85 ℃時(shí),上海區(qū)域糯玉米申科糯1號(hào)的產(chǎn)量和品質(zhì)之間達(dá)到最佳平衡點(diǎn),折合產(chǎn)量為9 238.0 kg/hm2,品質(zhì)綜合評(píng)分為87.4分[1]。本研究得出,遼糯5號(hào)在授粉后22～24 d采收,授粉后有效積溫在577.3～623.8 ℃之間時(shí),采收籽粒感官和蒸煮品質(zhì)總評(píng)分為87.8分,與孫大鵬等(2015)結(jié)論不一致的原因,可能是試驗(yàn)品種差異、地點(diǎn)差異以及東北增溫所致[18～21]。

3.3 淀粉、皮渣率與品嘗性

淀粉、直鏈淀粉和支鏈淀粉等均可以作為判斷糯玉米成熟度的特征指標(biāo)[10]。高倫江等(2015)研究表明,糯玉米渝甜糯、渝科糯和渝糯3000的總淀粉、直鏈淀粉和支鏈淀粉含量均隨采收期的推遲呈增長(zhǎng)趨勢(shì)[10]。孫大鵬等(2015)研究表明,隨著采收期的推遲,申科糯1號(hào)籽粒粗淀粉含量和皮渣率呈上升的趨勢(shì),粗淀粉含量由12 d的189.4 mg/g增 加 到 了30 d的683.6 mg/g,皮渣率由12 d的5.32%增加到了10430 d的15.35%[1]。本研究表明,隨采收期推遲,籽粒皮渣率由授粉后18 d的4.56%增加到授粉后30 d的6.46%,籽粒粗淀粉、直連和支鏈淀粉含量分別由授粉后18 d的51.5%、1.1%和50.4%增加到授粉后30 d的58.7%、1.9%和56.8%,與高倫江等(2015)和孫大鵬等(2015)研究結(jié)果趨勢(shì)一致。糯玉米鮮食品嘗鑒定是篩選糯玉米品種不可缺少的一部分。孫大鵬等(2015)研究表明,隨著采收時(shí)間的推遲,籽粒粗淀粉含量增加的同時(shí),皮渣增多,口感粗糙,品嘗評(píng)分低;而采收過早,籽粒皮渣少,粗淀粉含量少,表現(xiàn)為內(nèi)容物少,適口性差,品嘗評(píng)分也低[1]。本研究從授粉后18 d開始取樣至授粉后30 d,品嘗性鑒定表明,H3～H4時(shí)期采收,籽粒氣味和色澤較好、皮渣適中、口感較好、總評(píng)分較高(87.8分),與董宗宗等(2020)研究結(jié)果一致。

綜上,糯玉米遼糯5號(hào)在沈陽(yáng)區(qū)域種植密度在6.00×104株/hm2、授粉后22～24 d采收,且授粉后有效積溫在577.3～623.8 ℃之間,可獲得較高產(chǎn)量,并且籽粒支鏈淀粉占比較高、皮渣率較低、感官和蒸煮品質(zhì)總體表現(xiàn)較好,商品性較高。