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摘要[目的]分析玉米品种沃玉964的籽粒灌浆特性。[方法]以玉米品种郑单958为对照,对玉米品种沃玉964籽粒体积、鲜重、灌浆速率、含水率、干重、产量的变化进行了分析。[结果]沃玉964具有籽粒体积大、灌浆速率快、增产潜力大等特性。Logistic方程可较准确地描述百粒干重随授粉后时间的变化动态。沃玉964的起始生长势R0、平均生长速率G-、最大生长速率Gmax时的天数Tmax、最大生长速率Gmax时的生长量Wmax和最大生长速率Gmax均比CK高,但是生长活跃期D比CK低。[结论]应采取合理措施对沃玉964的灌浆过程进行调控,充分发挥其增产潜力。
关键词 玉米;沃玉964;籽粒灌浆
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2017)02-0038-02
Abstract[Objective] To analyze the grain filling properties of maize hybrid variety Woyu 964.[Method] With Zhengdan 958 as the control,we analyzed the grain volume,fresh weight,grain filling rate,moisture content,dry weight and yield changes of Woyu 964.[Result] Woyu 964 had the characters of bigger grain volume,higher grain filling rate and great potential for yield increasing.Logistic equation could relatively accurately describe the dynamic changes of 100grain dry weight after pollination.The R0,,Tmax,Wmax and Gmax of Woyu 964 were higher than CK,except D.[Conclusion] Reasonable measures should be taken to regulate the process of grain filling of Woyu 964 to fully exert its yield potential.
Key words Maize;Woyu 964;Grain filling
玉米籽粒灌漿特性是影响玉米产量和品质的主要因素之一,灌浆期的长短和灌浆强度的高低决定了玉米籽粒干物质积累的多少[1-8]。前人曾对玉米籽粒灌浆特性开展了大量的研究。黄智鸿等[9]对超高产玉米籽粒的灌浆特性进行研究,结果表明籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率是影响同一品种粒重的主要因素,灌浆持续期长短是影响不同品种粒重的主要因素。吕新等[10]对紧凑型玉米掖单22与SC704籽粒灌浆特性进行对比分析,结果表明籽粒含水率在 60%左右时2个品种的灌浆速率达到最大值。岳海旺等[11]对玉米品种衡单6272灌浆特性进行研究,结果表明衡单6272具有籽粒体积大、灌浆速率快、灌浆持续期长等特性,相比郑单958增产潜力更大。该研究以玉米品种郑单958为对照、玉米品种沃玉964为试验材料,在相同的栽培条件下探讨2个品种籽粒的灌浆特性及差异,为制订合理的栽培管理措施提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况 试验于2015年在新乡市农业科学院试验地进行。试验地前茬为小麦,肥力中等。0~20 cm土层含有机质21.84 g/kg,全氮1.71 g/kg,速效氮137.9 mg/kg,速效磷16.3 mg/kg,速效钾172.4 mg/kg。
1.2 材料
供试材料为河北沃土种业股份有限公司选育的玉米品种沃玉964,对照品种为郑单958(CK)。
1.3 方法 试验采用随机区组设计,设3次重复。小区行长10 m,行距60 cm,6行区等行距种植。施肥量为复合肥600 kg/hm2、尿素300 kg/hm2,种植密度为67 500株/hm2。田间管理同常规大田。
籽粒灌浆速率测定:于吐丝期选取具有代表性的植株进行标记,每个小区50株。从授粉后5 d开始取样,每5 d取1次,直至成熟。每个小区选取3穗,取果穗中部籽粒100粒,称其鲜重,用排水法测其体积,随即烘箱中105 ℃杀青 30 min,之后于80 ℃下烘干至恒重后称重。
产量测定:收获各小区中间2行测产,选取具有代表性的10个果穗进行考种。
1.4 数据统计与分析
采用Microsoft Excel 2013软件进行数据处理与作图,采用SPSS 20.0软件对籽粒灌浆进程进行曲线拟合。以授粉后时间(t)为自变量,百粒干重(W)为因变量,采用Logistic方程W=A/(1+Be-Kt)对籽粒灌浆进程进行模拟[12]。得到Logistic方程参数A、B、K(A为终极生长量,B为初值参数,K为生长速率参数,e为自然底数)。计算次级特征参数:起始生长势R0=K;平均生长速率=AK/6;生长活跃期D =A/;最大生长速率Gmax时的天数Tmax=lnB/K;最大生长速率Gmax时的生长量Wmax=A/2;最大生长速率Gmax=KWmax(1-Wmax/A)。
2 结果与分析
2.1 沃玉964籽粒体积变化
由图1可知,2个品种百粒体积变化趋势基本一致,授粉后0~25 d是百粒体积快速增长时期,之后增速变缓。2个品种百粒体积均在授粉后50 d达到最大值。CK百粒体积的最大值为36.95 mL,沃玉964百粒体积的最大值为40.99 mL,比CK增加了10.93%,差异达极显著水平。说明沃玉964比CK库容量大,更具有增产潜力。 2.2 沃玉964籽粒鲜重变化
籽粒鲜重与籽粒含水率、干物质积累有密切关系。由图2可知,2个品种的百粒鲜重在授粉25 d内快速增长,之后继续增长,授粉后20 d之后沃玉964百粒鲜重始终高于CK。2个品种的百粒鲜重均在授粉后50 d达到最大值。CK百粒鲜重的最大值为49.09 g,沃玉964百粒鲜重的最大值为52.47 g,比CK增加了6.89%,差异达极显著水平。
2.3 沃玉964籽粒灌浆速率变化
由图3可知,2个品种籽粒灌浆速率均呈“慢-快-慢”的单峰曲线变化趋势。2个品种的灌浆速率均在授粉后35 d左右达到最大值。CK籽粒灌浆速率的最大值为9.72 mg/(粒·d),沃玉964籽粒灌浆速率的最大值为12.26 mg/(粒·d),比CK增加了26.13%,差异达极显著水平。
2.4 沃玉964籽粒含水率变化
由图4可知,2个品种籽粒含水率变化趋势相似,均表现为不断降低。授粉35 d之前籽粒含水率下降速度较快,之后趋势变缓。在籽粒的整个生育期内2个品种的籽粒含水率差异不明显。
2.5 沃玉964籽粒干重变化
由图5可知,2个品种百粒籽粒干重变化总体呈“慢-快-慢”的S形曲线。授粉30 d之前2个品种百粒籽粒干重变化差异不明显,之后差异逐渐增大。玉米籽粒灌浆强度的高低和灌浆期的长短是影响玉米产量的主要因素之一。从表1可以看出,2个品种拟合方程的R2均为0.998,表明Logistic方程可较准确地描述百粒干重随授粉后时间的变化动态。沃玉964的起始生长势R0、平均生长速率G-、最大生长速率Gmax时的天数Tmax、最大生长速率Gmax时的生长量Wmax和最大生长速率Gmax均比CK高,但是生长活跃期D比CK低。
2.6 沃玉964产量及其构成因素分析 从表2可以看出,沃玉964比CK增产7.9%,差异达极顯著水平。从产量构成因素来看,沃玉964的穗粒数和千粒重分别比CK高3.4%和5.7%。
3 结论
该研究结果表明,在相同的栽培条件下,2个品种百粒鲜重、百粒干重和百粒体积的增长存在很大差异。2个品种籽粒灌浆速率均呈“慢-快-慢”的单峰曲线变化趋势,灌浆速率均在授粉后35 d左右达到最大值。2个品种Logistic方程W=A/(1+Be-Kt)的R2均为0.998,表明Logistic方程可较准确地描述百粒干重随授粉后时间的变化动态,可充分反映二者之间的差异。沃玉964产量极显著高于CK。玉米籽粒灌浆过程受多种因素的影响,了解籽粒灌浆的过程和特点对制订合理的栽培管理措施具有一定的现实意义。
参考文献
[1] 闫淑琴.玉米籽粒灌浆速度研究进展[J].杂粮作物,2006,26(4):285-287.
[2] 冯汉宇,孙健,周顺利,等.2种熟型玉米籽粒灌浆特性及其与产量关系的比较研究[J].华北农学报,2007,22(S1):135-139.
[3] 杨青华,黄勇,马二培,等.不同质地土壤对高油玉米子粒灌浆特性及产量的影响[J].玉米科学,2007,15(3):71-74.
[4] 李德新.玉米籽粒灌浆、脱水速率品种差异和相关分析[D].北京:中国 农业科学院,2009.
[5] BORRS L,ZINSELMEIER C,SENIOR M L,et al.Characterization of grainfilling patterns in diverse maize germplasm[J].Crop science,2009,49(3):999-1009.
[6] 刘霞,王庆成,刘开昌,等.粒重对氮素的响应及其与子粒灌浆参数的相关与通径分析[J].玉米科学,2010,18(1):90-95.
[7] 刘宗华,张战辉.玉米籽粒灌浆速率研究进展[J].东北农业大学学报,2010,41(11):148-153.
[8] 付晋峰,王璞.播期和种植密度对玉米子粒灌浆的影响[J].玉米科学,2016,24(3):117-122,130.
[9] 黄智鸿,王思远,申林,等.超高产玉米籽粒的灌浆特性[J].西北农业学报,2007,16(4):14-18.
[10] 吕新,胡昌浩,董树亭,等.紧凑型玉米掖单22与SC704籽粒灌浆特性对比分析研究[J].山东农业大学学报(自然科学版),2005,36 (1):70-74.
[11] 岳海旺,陈淑萍,卜俊周,等.玉米杂交种衡单6272灌浆特性研究[J].江西农业学报,2013,25(9):44-46.
[12] 朱庆森,曹显祖,骆亦其.水稻籽粒灌浆的生长分析[J].作物学报,1988,14(3):182-193.
关键词 玉米;沃玉964;籽粒灌浆
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2017)02-0038-02
Abstract[Objective] To analyze the grain filling properties of maize hybrid variety Woyu 964.[Method] With Zhengdan 958 as the control,we analyzed the grain volume,fresh weight,grain filling rate,moisture content,dry weight and yield changes of Woyu 964.[Result] Woyu 964 had the characters of bigger grain volume,higher grain filling rate and great potential for yield increasing.Logistic equation could relatively accurately describe the dynamic changes of 100grain dry weight after pollination.The R0,,Tmax,Wmax and Gmax of Woyu 964 were higher than CK,except D.[Conclusion] Reasonable measures should be taken to regulate the process of grain filling of Woyu 964 to fully exert its yield potential.
Key words Maize;Woyu 964;Grain filling
玉米籽粒灌漿特性是影响玉米产量和品质的主要因素之一,灌浆期的长短和灌浆强度的高低决定了玉米籽粒干物质积累的多少[1-8]。前人曾对玉米籽粒灌浆特性开展了大量的研究。黄智鸿等[9]对超高产玉米籽粒的灌浆特性进行研究,结果表明籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率是影响同一品种粒重的主要因素,灌浆持续期长短是影响不同品种粒重的主要因素。吕新等[10]对紧凑型玉米掖单22与SC704籽粒灌浆特性进行对比分析,结果表明籽粒含水率在 60%左右时2个品种的灌浆速率达到最大值。岳海旺等[11]对玉米品种衡单6272灌浆特性进行研究,结果表明衡单6272具有籽粒体积大、灌浆速率快、灌浆持续期长等特性,相比郑单958增产潜力更大。该研究以玉米品种郑单958为对照、玉米品种沃玉964为试验材料,在相同的栽培条件下探讨2个品种籽粒的灌浆特性及差异,为制订合理的栽培管理措施提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况 试验于2015年在新乡市农业科学院试验地进行。试验地前茬为小麦,肥力中等。0~20 cm土层含有机质21.84 g/kg,全氮1.71 g/kg,速效氮137.9 mg/kg,速效磷16.3 mg/kg,速效钾172.4 mg/kg。
1.2 材料
供试材料为河北沃土种业股份有限公司选育的玉米品种沃玉964,对照品种为郑单958(CK)。
1.3 方法 试验采用随机区组设计,设3次重复。小区行长10 m,行距60 cm,6行区等行距种植。施肥量为复合肥600 kg/hm2、尿素300 kg/hm2,种植密度为67 500株/hm2。田间管理同常规大田。
籽粒灌浆速率测定:于吐丝期选取具有代表性的植株进行标记,每个小区50株。从授粉后5 d开始取样,每5 d取1次,直至成熟。每个小区选取3穗,取果穗中部籽粒100粒,称其鲜重,用排水法测其体积,随即烘箱中105 ℃杀青 30 min,之后于80 ℃下烘干至恒重后称重。
产量测定:收获各小区中间2行测产,选取具有代表性的10个果穗进行考种。
1.4 数据统计与分析
采用Microsoft Excel 2013软件进行数据处理与作图,采用SPSS 20.0软件对籽粒灌浆进程进行曲线拟合。以授粉后时间(t)为自变量,百粒干重(W)为因变量,采用Logistic方程W=A/(1+Be-Kt)对籽粒灌浆进程进行模拟[12]。得到Logistic方程参数A、B、K(A为终极生长量,B为初值参数,K为生长速率参数,e为自然底数)。计算次级特征参数:起始生长势R0=K;平均生长速率=AK/6;生长活跃期D =A/;最大生长速率Gmax时的天数Tmax=lnB/K;最大生长速率Gmax时的生长量Wmax=A/2;最大生长速率Gmax=KWmax(1-Wmax/A)。
2 结果与分析
2.1 沃玉964籽粒体积变化
由图1可知,2个品种百粒体积变化趋势基本一致,授粉后0~25 d是百粒体积快速增长时期,之后增速变缓。2个品种百粒体积均在授粉后50 d达到最大值。CK百粒体积的最大值为36.95 mL,沃玉964百粒体积的最大值为40.99 mL,比CK增加了10.93%,差异达极显著水平。说明沃玉964比CK库容量大,更具有增产潜力。 2.2 沃玉964籽粒鲜重变化
籽粒鲜重与籽粒含水率、干物质积累有密切关系。由图2可知,2个品种的百粒鲜重在授粉25 d内快速增长,之后继续增长,授粉后20 d之后沃玉964百粒鲜重始终高于CK。2个品种的百粒鲜重均在授粉后50 d达到最大值。CK百粒鲜重的最大值为49.09 g,沃玉964百粒鲜重的最大值为52.47 g,比CK增加了6.89%,差异达极显著水平。
2.3 沃玉964籽粒灌浆速率变化
由图3可知,2个品种籽粒灌浆速率均呈“慢-快-慢”的单峰曲线变化趋势。2个品种的灌浆速率均在授粉后35 d左右达到最大值。CK籽粒灌浆速率的最大值为9.72 mg/(粒·d),沃玉964籽粒灌浆速率的最大值为12.26 mg/(粒·d),比CK增加了26.13%,差异达极显著水平。
2.4 沃玉964籽粒含水率变化
由图4可知,2个品种籽粒含水率变化趋势相似,均表现为不断降低。授粉35 d之前籽粒含水率下降速度较快,之后趋势变缓。在籽粒的整个生育期内2个品种的籽粒含水率差异不明显。
2.5 沃玉964籽粒干重变化
由图5可知,2个品种百粒籽粒干重变化总体呈“慢-快-慢”的S形曲线。授粉30 d之前2个品种百粒籽粒干重变化差异不明显,之后差异逐渐增大。玉米籽粒灌浆强度的高低和灌浆期的长短是影响玉米产量的主要因素之一。从表1可以看出,2个品种拟合方程的R2均为0.998,表明Logistic方程可较准确地描述百粒干重随授粉后时间的变化动态。沃玉964的起始生长势R0、平均生长速率G-、最大生长速率Gmax时的天数Tmax、最大生长速率Gmax时的生长量Wmax和最大生长速率Gmax均比CK高,但是生长活跃期D比CK低。
2.6 沃玉964产量及其构成因素分析 从表2可以看出,沃玉964比CK增产7.9%,差异达极顯著水平。从产量构成因素来看,沃玉964的穗粒数和千粒重分别比CK高3.4%和5.7%。
3 结论
该研究结果表明,在相同的栽培条件下,2个品种百粒鲜重、百粒干重和百粒体积的增长存在很大差异。2个品种籽粒灌浆速率均呈“慢-快-慢”的单峰曲线变化趋势,灌浆速率均在授粉后35 d左右达到最大值。2个品种Logistic方程W=A/(1+Be-Kt)的R2均为0.998,表明Logistic方程可较准确地描述百粒干重随授粉后时间的变化动态,可充分反映二者之间的差异。沃玉964产量极显著高于CK。玉米籽粒灌浆过程受多种因素的影响,了解籽粒灌浆的过程和特点对制订合理的栽培管理措施具有一定的现实意义。
参考文献
[1] 闫淑琴.玉米籽粒灌浆速度研究进展[J].杂粮作物,2006,26(4):285-287.
[2] 冯汉宇,孙健,周顺利,等.2种熟型玉米籽粒灌浆特性及其与产量关系的比较研究[J].华北农学报,2007,22(S1):135-139.
[3] 杨青华,黄勇,马二培,等.不同质地土壤对高油玉米子粒灌浆特性及产量的影响[J].玉米科学,2007,15(3):71-74.
[4] 李德新.玉米籽粒灌浆、脱水速率品种差异和相关分析[D].北京:中国 农业科学院,2009.
[5] BORRS L,ZINSELMEIER C,SENIOR M L,et al.Characterization of grainfilling patterns in diverse maize germplasm[J].Crop science,2009,49(3):999-1009.
[6] 刘霞,王庆成,刘开昌,等.粒重对氮素的响应及其与子粒灌浆参数的相关与通径分析[J].玉米科学,2010,18(1):90-95.
[7] 刘宗华,张战辉.玉米籽粒灌浆速率研究进展[J].东北农业大学学报,2010,41(11):148-153.
[8] 付晋峰,王璞.播期和种植密度对玉米子粒灌浆的影响[J].玉米科学,2016,24(3):117-122,130.
[9] 黄智鸿,王思远,申林,等.超高产玉米籽粒的灌浆特性[J].西北农业学报,2007,16(4):14-18.
[10] 吕新,胡昌浩,董树亭,等.紧凑型玉米掖单22与SC704籽粒灌浆特性对比分析研究[J].山东农业大学学报(自然科学版),2005,36 (1):70-74.
[11] 岳海旺,陈淑萍,卜俊周,等.玉米杂交种衡单6272灌浆特性研究[J].江西农业学报,2013,25(9):44-46.
[12] 朱庆森,曹显祖,骆亦其.水稻籽粒灌浆的生长分析[J].作物学报,1988,14(3):182-193.