河北玉米新品种穿刺强度和压碎强度比较

许洛 王春海 冯健英 王绍新

摘要[目的] 比较河北玉米新品种的穿刺强度和压碎强度。[方法]采用随机区组设计，利用茎秆强度测定仪对河北12个品种进行茎皮穿刺强度和茎秆压碎强度研究。[结果] 大喇叭口期不同品种间茎秆穿刺强度有一定差异，其中8号品种最强，而4号品种最弱；灌浆期不同品种抗折能力无差异；乳熟期9号品种穿刺强度最强，而7号品种最弱。12号品种的压碎强度最高、最抗压，而11号品种最低，抗压能力最差。测量茎秆穿刺强度适宜在抽雄期第6节间进行。参试的12个品种中，8号和9号品种的综合抗倒能力最强。[结论] 该研究为筛选抗倒能力强的玉米品种提供了理论基础。

关键词穿刺强度；压碎强度；玉米；河北

中图分类号S513文献标识码A文章编号0517-6611（2017）05-0036-02

Abstract[Objective] To compare the puncture strengths and crushing strengths of new corn cultivars in Hebei Province. [Method] Random blocks design was adopted to research the puncture strengths and crushing strengths of 12 new corn cultivars in Hebei Province by stalk strength tester. [Result] In bell stage， there were certain differences in puncture strengths between cultivars. Among them， cultivar 8 had the strongest puncture strength while cultivar 4 was the poorest. In filling stage， there were no differences in the fracture resistance between cultivars. In milk ripe stage， cultivar 9 had the strongest puncture strength， while cultivar 7 was the poorest. As for crushing strength， cultivar 12 was the highest while cultivar 11 was the lowest. It was more suitable to detect the puncture strength on the 6th node at tasseling stage. Among the 12 cultivars， cultivar 8 and 9 showed the strongest comprehensive resistance to lodging. [Conclusion] This research provides theoretical basis for the screening of corn cultivars with strong resistance to lodging.

Key wordsPuncture strength； Crushing strength； Corn； Hebei Province

基金项目河北省现代农业产业技术体系技术研究HBCT2013020204。

作者简介许洛（1968—），女，河北饶阳人，副研究员，硕士，从事玉米育种及栽培研究。*通讯作者，副研究员，硕士，从事玉米育种及栽培研究。

收稿日期2016-12-23

玉米倒伏不仅影响玉米产量品质，而且严重制约着玉米机械化收获程度的提高，已成为玉米生产中十分重要的问题。很多学者从不同角度对玉米倒伏进行研究[1-5]。多位学者研究了作物抗倒伏的方法，测定玉米茎秆强度[4-6]，发现茎秆穿刺及压碎强度与茎秆抗倒伏能力具有高度相关性[6-11]，并具有操作便捷、破坏性较小、易于田间操作等优点。因此，茎秆强度逐渐成为玉米茎秆抗倒伏鉴定的重要评价指标。由于玉米茎秆强度随生育期进程和外界环境条件而不断变化，因此明确茎秆倒伏发生的敏感时期对玉米抗倒伏品种的筛选和鉴定非常必要。但目前关于玉米抗倒伏鉴定和选择的关键测定时期、最佳部位并无一致的观点。国外研究茎秆强度力学指标测定时间多为乳熟期、蜡熟期至成熟期[6]，也有人尝试在开花期和抽雄前期测定。笔者在大喇叭口期、灌浆期及乳熟期利用茎秆强度测定仪对河北玉米主推品种及最新审定的省审和国审12个品种进行茎皮穿刺强度和茎秆压碎强度研究，筛选出抗倒能力较强的玉米品种，旨在找出简便易操作的抗倒测定方法来服务生产。

1材料与方法

1.1试验材料

河北玉米主推品种及最新审定的省审和国审品种见表1。

1.2试验方法

1.2.1试验设计。采用随机区组设计，每个品种3次重复，6行区，行长5 m，行距0.55 m，密度7.2万株/hm2。

1.2.2茎秆硬皮穿刺强测试 （RPS，简称穿刺强度）。

用YYD-1 型莖秆强度测定仪对茎皮做穿刺强度测定、茎秆压碎强度测定。茎秆穿刺仪是使用固定截面积探针（0.1 mm2）与电子弹簧秤连接，垂直主茎穿刺，读取瞬间穿透表面韧皮组织的最大力量数值作用于茎秆穿刺。穿刺测量方法为玉米大喇叭口期、灌浆期及乳熟期连续选取田间玉米10株，对地上第3～6茎节中部椭圆形短直径方向垂直主茎穿刺，记录瞬间穿透韧皮组织的穿刺力读数。

分别在8月29日、9月9日、9月16日对次生根以上第3、4、5、6节间进行穿刺和对第3节间进行压碎试验。

1.3数据处理

采用DPS数据处理系统进行数据的方差分析及显著性检验。

2结果与分析

2.1玉米品种不同时期茎皮穿刺强度和压碎强度方差分析

分别将大喇叭口期、灌浆期及乳熟期3个时期穿刺强度数据作对数转换后进行方差分析，节间和品种分别作为一种因素处理数据；将3个时期压碎强度数据进行对数转换后作完全随机区组二因素有重复方差分析，时期和品种分别作为一种因素处理数据。

大喇叭口期穿刺强度节间P值0.000 1<0.01，品种间P值0.025 9<0.05；不同节间、不同品种穿刺强度有显著差异。

灌浆期穿刺强度节间P值0.000 1<001，品种间P值0.643 5>0.05；不同节间穿刺强度有显著差异，不同品种间无显著性差异。

乳熟期穿刺强度节间P值0.000 1<0.01，品种间P值0.000 1<0.01。此时期不同节间、不同品种穿刺强度有显著差异。

压碎强度品种间P值0000 1<0.01，不同时期P值0.000 2<0.01，不同品种、不同时期压碎强度有显著差异。

2.2玉米品种大喇叭口期、乳熟期茎皮穿刺强度和3个时期压碎强度品种显著性分析

由表2可知，大喇叭口期8号品种邯玉66穿刺强度最高，但与1、2、5、6、7、11、10、12号品种无显著差异，抗倒水平处于同一个层次，高于3、4、9号品种且达显著水平。4号品种华农18强度最低，除3、9号品种外，4号品种与其他品种差异显著。说明3、4、9号品种大喇叭口期易倒折。

乳熟期9号品种蠡玉86穿刺强度最高，与其他11个品种差异达显著水平，乳熟期该品种抗折能力最强。7号品种强度最低，12、10、2、7号品种间无显著差异，抗折水平处于同一个层次，但是强度比其他品种低。

12号品种肃研480压碎强度最高，与1、4、5、7、8、9、10号品种差异不显著。1、4、5、6、7、8、9、10号8个品种间差异不显著；11号品种强度最低，与2、3号品种无显著差异，但低于其他品种，且差异显著。综合分析3个时期在压碎强度方面12号品种最抗压，11号品种最差。

2.3不同时期穿刺强度比较

3个生育时期节间穿刺强度的变化（图1）表明，不同品种间的茎节RPS 随生育期的变化而不同。2006年不同玉米品种4 个生育期的比较结果显示，在玉米抽雄前期品种间的茎秆强度差异最大，随生育期推后差异逐渐减小，到蜡熟期品种间差异不显著。

第3～6节间12个品种穿刺强度均逐渐降低，随节位的上升同一节间不同品种间的差异逐渐增大，其中第3、4、5节间变化不大，第6节间不同品种差异很大；大喇叭口期3、4、9号品种穿刺强度分别为20.7、12.1、15.7 N/mm，这与显著性分析相一致，低于其他品种，差异达显著水平。乳熟期9号品种穿刺强度最高（62.3 N/mm），而大喇叭口期4号品种（12.1 N/mm）最低。

2.4不同时期、不同品种压碎强度比较

3个生育时期压碎强度的变化（图2）表明，不同时期压碎强度有明显差异，大部分品种在大喇叭口压碎强度最高，只有10号品种灌浆期压碎强度最大，11号品种3个时期压碎强度无明显差异，强度值较其他品种明显偏低。品种之间压碎强度也有明显差异，4号品种大喇叭口期最高（481 N/mm），2号品种灌浆期最低（262 N/mm），11号品种灌浆期（264 N/mm）和乳熟期（265 N/mm）均较低，这与显著性分析相一致；2号和11号品种压碎强度低于其他品种，达显著水平。

3结论与讨论

（1） 不同时期品种间穿刺、压碎强度差异不同。在大喇叭口期不同品种茎秆穿刺强度有一定差异，其中8号品种邯玉66穿刺强度最强，而4号品种华农18最弱。不同品种在灌浆期抗折能力无差异，处于同一水平。乳熟期9号品种蠡玉86穿刺强度最强，7號品种凯育8最弱。12号品种肃研480压碎强度最高、最抗压，而11号品种纪元128最低、抗压能力最差。

（2） 玉米茎秆穿刺强度在玉米抽雄前期品种间的差异最大，第3、4、5节间变化不大，第6节间不同品种差异大，所以测量茎秆穿刺强度适宜在抽雄期第6节间进行。

（3） 参试的12个品种中，8号和9号综合抗倒能力最强。目前河北省主推的玉米品种在灌浆期没有一个抗折抗倒性表现突出，这进一步解释了生产上遇到极端天气玉米整片倒伏倒折，产量损失严重的现象。因此，选育具有突出抗折抗倒性品种是目前玉米育种中急需解决的问题之一。

参考文献

[1] 郭玉明，袁红梅，阴妍，等.茎秆作物抗倒伏生物力学评价研究及关联分析[J].农业工程学报，2007，23（7）：14-18.

[2] 李景安，冯芬芬.3yc-1 型玉米根茬拔出测力仪、3yJ-1 型玉米茎秆硬度计研究报告[J].玉米科学，1994，2（4）：76-78.

[3] 李得孝，员海燕，武玉华，等.玉米抗倒伏性状的遗传分析[J].西北农业学报，2004，13（2）：43-46.

[4] 勾玲，赵明，黄建军，等.玉米茎秆弯曲性能与抗倒能力的研究[J].作物学报，2008，34（4）：653-661.

[5] 高梦祥，郭康权，杨中平，等.玉米秸秆的力学特性测试研究[J].农业机械学报，2003，34（4）：47-49，52.

[6] 勾玲，黄建军，张宾，等.群体密度对玉米茎秆抗倒力学和农艺性状的影响[J].作物学报，2007，33（10）：1688-1695.

[7] 张芳魁，霍仕平，张健，等.玉米茎秆性状与抗折断力的相关和通径分析[J].玉米科学，2006，14（6）：46-49.

[8] ANDERSON B，WHITE D G.Evaluation of methods for identification of corn genotypes with stalk rot and lodging resistance[J].Plant disiease，1994，78（6）：590-593.

[9] DUDLEY J W.Selection for rind puncture resistance in two maize population[J].Crop science，1994，34（6）：1458-1460.

[10] KANG M S，DIN A K，ZHANG Y D，et al.Combining ability for rind puncture resistance in maize[J].Crop science，1999，39（2）：368-371.

[11] MARTIN S A，DARRAH L L，HIBBARD B E.Divergent selection for rind penetrometer resistance and its effects on European corn borer damage and stalk traits in corn[J].Crop science，2004，44（3）：711-717.