新疆10 个玉米品种及亲本子粒灌浆脱水特性

刘 俊，苗 雨，吐尔逊阿依·吾甫尔，买买提伊明·阿不都克里木，王业建，郗浩江，阿布来提·阿布拉，杨 杰，热依汉古丽·托合提夏，赛力汗·赛

（1.新疆农业科学院粮食作物研究所，乌鲁木齐 830091；2.喀什地区农业技术推广中心，新疆 喀什 844000）

玉米生态适应性强，种植广泛，用途广，是重要的粮食作物。2017 年，新疆维吾尔自治区（简称新疆）玉米的种植总面积达91.289×104hm2，机械化收获是玉米的全程机械化种植的重要环节，玉米子粒质量不高，成为限制玉米产业化发展的瓶颈［1-4］。玉米子粒的灌浆、脱水特性受品种特性、生态条件及栽培因子［5-10］等影响。收获期玉米子粒的含水率受灌浆速率、生理成熟时含水量以及生理成熟后脱水速率的影响［11］，同时子粒含水率的变化受灌浆时间长短的影响。赵淑杰等［12］研究表明，熟期类型不同的玉米子粒后期含水率的变化差异明显，相同熟期类型的不同玉米材料子粒的脱水速率也存在显著差异。为此，本研究以在新疆广泛种植的脱水速率存在差异的玉米品种及亲本为试验材料，研究子粒灌浆特性及子粒脱水特性，为子粒灌浆快、后期脱水快的“双快”基因型玉米育种技术和玉米全程机械化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2021 年在新疆农业科学院粮食作物研究所安宁渠综合试验场的试验基地开展。试验田土壤为沙壤土。供试材料包括先玉335、先玉335 母本、新玉47 号、新玉47 号母本、新玉108、新玉108 母本、新农育5005、新农育6001、新农育6004 和新农育6390，共10 个玉米品种与亲本。2021 年4 月30 日播种，采取随机区组排列，3 次重复，各小区种植面积均为0.2 hm2，密度为105 000 株/hm2。田间管理按照当地大田管理进行。

1.2 测定项目

1.2.1 子粒含水率测定 在植株吐丝前，选择长势一致的植株进行挂牌标记，记载授粉日期，自人工授粉后，第10 天起每5 d 取一次样品直至收获，每个品种取6 个果穗带回实验室，取果穗中部子粒100 粒，称取子粒鲜重，105 ℃条件下杀青30 min，85 ℃条件下烘干至恒重，并称取子粒干重。

1.2.2 子粒灌浆和脱水特性计算 子粒灌浆和脱水特性计算公式如下。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2017 软件进行数据计算，SPSS 19.0 统计软件进行数据的方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同玉米品种子粒灌浆速率的变化

从图1 可以看出，10 个玉米品种的灌浆速率随着灌浆进程总体表现为先增加后减少的趋势，灌浆速率总体上在授粉后45～60 d 达到最大，品种之间存在差异。先玉335 累计平均灌浆速率最大，为1.29 g/（100 粒·d），比其他品种增加0.09～0.30 g/（100 粒·d）；新玉47 号累计平均灌浆速率最低，为0.98 g/（100 粒·d）。先玉335 和先玉335 母本的灌浆速率整体表现较好，最大灌浆速率出现在授粉后45～50 d，最大灌浆速率出现后依然维持较高的灌浆速率，显著高于其他品种，可能与品种的晚熟特性相关；新玉47 号最大灌浆速率出现在授粉后55～60 d；新玉47 号母本最大灌浆速率出现在授粉后50～55 d、新玉108 最大灌浆速率出现在授粉后50～55 d；新玉108 母本最大灌浆速率出现在授粉后55～60 d，累计平均灌浆速率仅次于先玉335，为1.20 g/（100 粒·d）；新农育5005、新农育6001、新农育6004 最大灌浆速率出现在授粉后50～55 d、新农育6390 最大灌浆速率出现在授粉后45～50 d。

图1 不同玉米品种子粒灌浆速率的变化

2.2 不同玉米品种子粒的含水率

从图2 可知，不同品种玉米子粒含水率均随子粒灌浆进程表现为逐渐下降的趋势，从授粉后10 d的75.55%～86.38%下降至授粉后65 d 的19.63%～30.61%，参试品种授粉后65 d 的子粒含水率整体上接近适于机械子粒收获的28%含水率。授粉后10～40 d 的子粒含水率下降迅速，下降幅度为36.68～47.88 个百分点，含水率下降速率为每天1.22～1.60个百分点；授粉后40～65 d 的子粒含水率下降缓慢，下降幅度为11.88～17.80 个百分点，含水率下降速率为每天0.48～0.71 个百分点。授粉后40～65 d 的子粒含水率下降速率较授粉后10～40 d 的子粒含水率下降速率慢，表明不同品种前期子粒含水率下降快。授粉后10 d 的子粒含水率以先玉335 母本最高，为86.38%，新玉47 号母本最低，为75.55%；授粉后65 d的子粒含水率以新农育6004 最高，为30.61%，新农育5005 最低，为19.63%。灌浆期平均含水率以新农育6004 的52.56%最高，新农育6390 的51.46%次之，新农育6001 的50.66%排第三；新玉47 号母本累计平均含水率最低，为40.02%，比新农育6004、新农育6390、农育6001 分别减少12.45、11.44、10.46 个百分点。

图2 不同玉米品种子粒含水率的变化

2.3 不同玉米品种子粒的脱水速率

从图3 可以看出，不同玉米品种子粒的脱水速率表现存在差异。参试玉米品种整体上表现出授粉后10～35 d 玉米子粒脱水速率较高，明显高于授粉35 d 后的子粒脱水速率，解释了灌浆前期子粒含水率下降快的原因。各品种较高脱水速率的持续时间存在一定差异，新玉47 号母本、新玉108 母本、新农育5005 较高脱水速率持续时间长。不同品种子粒的平均脱水速率表现不同，参试玉米品种子粒的平均脱水速率介于每天0.94%～1.19%。新农育5005 脱水较快，平均脱水速率为每天1.19%，较高的脱水速率也让其子粒收获时保持最低的含水率；先玉335 母本次之，平均脱水速率为每天1.11%，先玉335 和新玉108 的平均脱水速率最低，均为每天0.94%。

图3 不同玉米品种子粒脱水速率的变化

3 讨论

玉米子粒含水率的变化不仅因品种基因型的不同而表现出差异［13］，同时受空气湿度、温度、风速等气候因子的影响，子粒含水率的动态变化存在显著差异［14］。申琳［15］和栗建枝等［16］的研究结果发现，子粒自然脱水进程的快慢在品种基因型上存有明显差异，本研究结果也表明，玉米子粒自然脱水速率因品种不同而存在明显差异。授粉后10 d 到授粉后40 d 的玉米子粒含水率下降迅速，授粉后40 d 到授粉后65 d 的子粒含水率下降缓慢。玉米子粒在生理成熟以前的生理脱水速率和生理成熟之后的自然脱水速率直接影响子粒生理成熟时和收获期的玉米子粒含水率［11］。赵淑杰等［12］和Afuakwa 等［17］研究认为生育期长的玉米品种，其子粒含水率高于生育期短的品种，这与本研究结果相似，生育期长的先玉335 灌浆虽然快但收获时子粒含水率偏高，也说明玉米子粒含水率同时受灌浆和脱水速率的影响。

早熟、耐密、抗倒伏、品质高、脱水快是筛选适宜子粒机械直收玉米品种的重要指标。子粒含水率对玉米品质影响较大，较高的含水量给玉米的收获、后期运输和储存带来了许多问题［18］。本试验研究表明，先玉335累计平均灌浆速率最大，为1.29 g/（100粒·d），最大灌浆速率出现在授粉后45～50 d，最大灌浆速率出现后依然维持较高的灌浆速率，显著高于其他品种，但先玉335 子粒的平均脱水速率最低，可能与其晚熟品种特性有关，灌浆速率大以及灌浆时间较长可能是子粒自然脱水期持续时间长的原因，这与李璐璐等［4］晚熟品种脱水速率慢的研究结果相似。脱水速率的快慢直接决定了收获期玉米子粒含水率的高低。选择子粒灌浆迅速同时脱水速率又快的品种是实现玉米子粒机械直收的重要手段。

4 小结

新疆10 个玉米品种及其亲本中，先玉335 子粒的平均灌浆速率最大，为1.29 g/（100 粒·d），比其余品种增加0.09～0.30 g/（100粒·d）；新玉47 号累计平均灌浆速率表现最小，为0.98 g/（100 粒·d）。新农育5005 脱水较快，子粒平均脱水速率为每天1.19%，先玉335 母本次之，子粒平均脱水速率为每天1.11%，先玉335 和新玉108 的平均脱水速率最低，均为每天0.94%。不同品种玉米在子粒灌浆及脱水特性方面差异明显，生产中尤其玉米全程机械化生产中应考虑品种子粒的灌浆脱水特性，根据当地热量资源选择脱水灌浆快且适宜机械直收的品种。