早熟玉米品种衡早10号灌浆速率特性研究

岳海旺，陈淑萍，彭海成，宋聪敏，谢俊良，郭安强，吕德智，卜俊周*

（1.河北省农林科学院旱作农业研究所，河北省农作物抗旱研究重点实验室，河北衡水053000；2.河北省农林科学院石家庄果树研究所，河北石家庄050061）

早熟玉米品种衡早10号灌浆速率特性研究

岳海旺1，陈淑萍1，彭海成1，宋聪敏1，谢俊良1，郭安强1，吕德智2，卜俊周1*

（1.河北省农林科学院旱作农业研究所，河北省农作物抗旱研究重点实验室，河北衡水053000；2.河北省农林科学院石家庄果树研究所，河北石家庄050061）

为了明确不同熟期玉米的籽粒灌浆特性，选用熟期不同的2个玉米品种衡早10号（早熟型品种）和郑单958（晚熟型品种）为试验材料，采用相同的栽培条件，在其吐丝授粉后第7 d开始取籽粒样品，每7 d取1次，直至种子成熟，分析了玉米籽粒干重、含水量、含水率、体积和灌浆速率的变化，以及籽粒体积与水分之间的相关关系。结果表明：衡早10号具有干重积累速度快、籽粒体积大、前期灌浆速率快且强度大等特点，收获时籽粒含水率低，且产量明显高于郑单958，增产率为8.4%。

衡早10号；玉米；早熟品种；灌浆特性；产量

玉米产量由籽粒灌浆所决定[1～3]。衡早10号是河北省农林科学院旱作农业研究所利用美国种质和自选系杂交选育出来的玉米杂交种，具有早熟、宜机收、耐密、抗倒、高产等突出特点。河北省夏播玉米区位于黄淮海玉米种植带的北部，该地区种植制度为小麦-玉米一年两作，玉米生育后期由于低温常导致晚熟品种不能正常成熟，产量不及中早熟品种。目前，我国玉米机械收获以摘穗型为主[4]，而美国等发达国家已经实现了玉米籽粒直接机械化收获[5]。改良我国主推玉米品种的生物学特性，培育适宜玉米生产全程机械化的品种，已成为我国玉米生产机械化研究的热点和生产推广的难点[6，7]。为此，以早熟、宜机收玉米品种衡早10号为试验材料，以河北省玉米主栽品种郑单958为对照，在相同栽培条件下，分析了2个不同熟期品种的籽粒灌浆特性与产量表现，可为选育早熟、宜粒收品种提供参考。

1　材料与方法

1.1试验材料

参试玉米材料为衡早10号，属早熟型品种，由河北省农林科学院旱作农业研究所提供；对照品种为河北省玉米主栽品种郑单958，属晚熟型品种。

1.2试验设计

1.2.1试验设计试验于2014年在河北省农林科学院旱作农业研究所试验站进行。前茬为白地，土壤类型为粘壤土，地势平坦，地力均匀，土壤肥力中等偏上，有水浇条件。

采用对比试验设计，设玉米品种郑单958（CK）和衡早10号2个处理。小区面积60 m2（10行/区，行长10 m，行距0.6 m），随机区组设计，3次重复，区组两边各设5行保护行。6月10日采用等行距人工播种，株距25 cm，整个生育期均常规管理。6月8日施氮磷钾复合肥500 kg/hm2做基肥；播种前撒施毒土，以防治地下害虫；出苗后到3叶期间苗，5叶期定苗，大喇叭口期追施尿素300 kg/hm2；9月29日收获。

1.2.2测定项目与方法

1.2.2.1物候期。在玉米生育期间，调查出苗期、抽雄期、吐丝期、成熟期。

1.2.2.2籽粒灌浆过程。玉米吐丝前，选择同时吐丝、生长健壮一致的植株套袋，统一人工授粉。在吐丝授粉后第7 d开始取样，每7 d取1次，直至种子成熟。每小区取3个果穗的中部籽粒100粒，用排水法测定鲜籽粒体积，称量鲜重；然后将样品置烘箱内105℃杀青30 min，再在80℃条件下烘干至恒重，称量干重。

根据公式，计算籽粒的含水量、含水率和灌浆速率：

含水量（100粒，g）=鲜重-干重

含水率=含水量/鲜重×100%

灌浆速率（每粒，g/d）=（t1干重-t0干重）/［100×（t1-t0）］

式中，t0、t1分别表示前后2次的调查时间。

1.2.2.3产量及产量性状。玉米收获前，取小区中间未取样3行的实际产量计产，调查单位面积穗数、穗长、穗行数、行粒数、千粒重。

2　结果与分析

2.1衡早10号的物候期

6月10日相同播期条件下，衡早10号的抽雄和吐丝期均较郑单958早7 d，于9月25日成熟；而郑单958在9月28日收获时未能正常成熟（表1）。

表1　衡早10号的物候期Table1　The phenology of Hengzao No.10

2.2衡早10号的产量及其构成因素

衡早10号除穗行数和单位面积穗数与郑单958差异不显著外，其他产量构成因素均显著＞郑单958；最终，籽粒产量达到10 017 kg/hm2，显著＞郑单958，增产率为8.4%（表2）。可以看出，2个品种的产量差异主要来源于穗长、行粒数和千粒重。

表2　衡早10号的产量及其构成因素Table2　Yield and yield compone nts of Hengzao No.10

2.3衡早10号籽粒鲜重和干重的变化

衡早10号8月3日授粉，8月10号进行第1次取样，共取样8次；郑单958在8月10日授粉，8月17日进行第1次取样，共取样7次。

衡早10号和郑单958的籽粒鲜重快速增长期均集中在8月10日～9月7日（图1和图2），期间，衡早10号籽粒重增加了439.2 mg/粒，高于郑单958的籽粒重增长量（334.9 mg/粒）；但是，2个品种籽粒鲜重到达最高峰的时间不同，其中，衡早10号籽粒鲜重在9月7日左右达到最高，为522.2 mg/粒；而郑单958则是在9月21日达到最高，为355.7 mg/粒。在调查期内，衡早10号的籽粒鲜重始终显著高于郑单958。

图1　衡早10号籽粒鲜重的变化Fig.1　Variations of fresh grain weight of Hengzao No.10

衡早10号和郑单958的籽粒干重均随灌浆进程的推进呈逐渐上升趋势（图2），其中，在授粉后2周内，2个品种的籽粒干重增长速度均较缓慢，这个时期正处于籽粒形成期，8月17日衡早10号的籽粒干重达到了73.4 mg/粒，明显＞郑单958（6.7 mg/粒）；8月17日～9月14日2个品种的籽粒干重均快速增长，其中，衡早10号籽粒干重增加了329.8 mg/粒，明显＞郑单958（209.6 mg/粒）；9月14日至收获，衡早10号的籽粒干重增长速度明显＜郑单958，其中，衡早10号籽粒干重仅增加了9.8 mg/粒，而郑单958籽粒干重增加了31.9 mg/粒。可以看出，衡早10号的籽粒干物质积累持续期为28 d左右，较郑单958短14 d左右，但最终产量却高于郑单958，与生育前期衡早10号具有高的干物质增长强度有关。

图2　衡早10号籽粒干重的变化Fig.2　Variations of dry grain weight of Hengzao No.10

2.4衡早10号籽粒灌浆速率和体积的变化

衡早10号和郑单958的籽粒灌浆速率均呈单峰曲线变化，到达峰值的时间分别为8月24日和31日（图3）。鉴于郑单958第1次取样的时间较衡早10号晚7d，因此认为，2个品种的灌浆速率均是在其授粉后21d左右时达到最高。其中，衡早10号的最大籽粒灌浆速率为12.47mg/（粒·d），较郑单958〔10.01mg/（粒·d）〕高2.46 mg/（粒·d）。9月14日以前，衡早10号的灌浆速率始终＞郑单958；9月14日以后，衡早10号的灌浆速率有1个明显的下降过程，而郑单958在成熟前还有较强的灌浆速度，这一时期，衡早10号的灌浆速率减少了4.61 mg/（粒·d），而郑单958仅减少1.88 mg/（粒·d）。

图3　衡早10号籽粒灌浆速率的变化Fig.3　Variations of grain filling rate of Hengzao No.10

衡早10号和郑单958的籽粒体积均表现为9月7日以前增长较快，9月7日衡早10号籽粒达到其最大体积，而此时郑单958的籽粒体积占到其最大体积的95%（图4）。可以看出，9月7日之前是2个品种籽粒体积增长的关键时期，此期加强田间水肥管理，有利于增加籽粒体积，扩大库容量，为高产奠定基础。

图4　衡早10号籽粒体积的变化Fig.4　Variations of grain volume of Hengzao No.10

但是，2个品种籽粒体积到达最高值的时间不同，其中，衡早10号籽粒在9月7日达到其最大体积45.5 mL/百粒，而郑单958则是在9月14日（较衡早10号晚1周）达到其最大体积36.4 mL/百粒，且二者差异达到了显著水平。由于失水干燥，2个品种的籽粒在达到其最大体积后均呈现体积减小的趋势，其中，衡早10号表现为急剧下降，而郑单958下降幅度不大，这与9月14日以后2个品种的籽粒灌浆速率显著下降相对应。但是在整个灌浆期间，衡早10号的籽粒体积始终＞郑单958，但差异并不显著。

2.5衡早10号籽粒水分的变化

衡早10号和郑单958的籽粒含水量均在8月31日之前呈线性快速增长，且均于9月7日达到最大值（图5）。但是2个品种的最高籽粒含水量不同，其中，衡早10号的最大含水量为218.0 mg/百粒，＞郑单958（153.5 mg/百粒）。9月7日以后，2个品种的籽粒含水量均有所下降，其中，衡早10号的下降幅度＞郑单958。在整个籽粒灌浆过程中，衡早10号的籽粒含水量始终＞郑单958，平均含水量较郑单958高47.2 mg/百粒。

图5　衡早10号籽粒含水量的变化Fig.5　Variations of grain water content of Hengzao No.10

2个品种的籽粒含水率变化趋势相似，均呈随着灌浆进程而逐渐降低（图6）。这与籽粒干物质的不断累积相一致。其中，衡早10号籽粒最高含水率为89.20%，而郑单958为84.08%；9月7日以后，2个品种籽粒含水率的下降幅度均很小，至收获时，衡早10号的籽粒含量率为25.49%，较郑单958的籽粒含水率（29.95%）低14.99%。

2.6玉米籽粒体积与水分之间的关系

研究表明，玉米籽粒体积大小与籽粒含水量和含水率变化的数量关系比较稳定[8～12]。相关分析结果显示，籽粒含水量与籽粒体积呈极显著的正相关，其中，R（衡早10号）=0.848**，R（郑单958）=0.930**；籽粒含水率与籽粒体积呈极显著的负相关，其中，R（衡早10号）=-0.848**，R（郑单958）=-0.956**。8月10日以前是籽粒含水率的高峰期，同时也是含水量快速增长期，这一时期处于玉米的需水关键期，若此期干旱，会影响籽粒的建成和体积增大（库的发育），是造成减产的主要原因之一[13～15]。

图6　衡早10号籽粒含水率的变化Fig.6　Variations of grain water percentage of Hengzao No.10

3　结论与讨论

本研究结果显示，在相同栽培条件下，不同熟期玉米品种的灌浆速率差异很大，这与前人的研究结果[12～16]相一致。早熟型玉米品种衡早10号的产量显著高于晚熟型玉米品种郑单958，主要原因是其穗长、行粒数和千粒重指标值明显较高。与郑单958相比，衡早10号的灌浆速率在9月14日以后有一个明显的急剧下降过程，但是产量却明显较高，主要原因是衡早10号籽粒前期灌浆速度快、籽粒发育速度快。衡早10号将早熟与高产2个矛盾体很好地结合起来，与马冲等[17]、金益等[18]和崔俊明[19]的研究结果一致。

衡早10号较郑单958开花散粉早7 d左右，成熟期较郑单958早5～7 d，9月28日最后1次取样时，衡早10号籽粒已经出现黑层，籽粒乳线下移95%左右，达到了生理成熟期，因此认为，在冀中南部，衡早10号的最佳收获期为9月29日左右，郑单958为10月5日左右。

收获时的籽粒含水率与粒收指标破碎率、杂质率、落穗率和落籽率呈显著正相关，从而影响玉米的收购价格和农民收益[20]。本研究条件下，9月28日衡早10号的籽粒含水率为25.49%，低于郑单958的籽粒含水率29.95%。玉米机械收获将是以直接收获籽粒的方式来代替收获果穗，因此，衡早10号对机收玉米品种的选育提供了重要参考。

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Study on Grain Filling Characteristics of Early Maturing Variety Hengzao No.10

YUE Hai-wang1，CHEN Shu-ping1，PENG Hai-cheng1，SONG Cong-min1，XIE Jun-liang1，GUO An-qiang1，LV De-zhi2，BU Jun-zhou1*
（1.Dryland Farming Institute of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Hebei Provincial Key Laboratory of Crops Drought Resistance Research，Hengshui 053000，China；2.Pomology Institute of Shijiazhuang，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050061，China）

In order to define the different maturities of corn grain filling characteristics.Different maturities maize hybrid Hengzao No.10(early maturity variety)and Zhengdan 958(late maturity variety)were used as the materials，using the same cultivation conditions，after pollination 7 d begins to take grain samples，every 7 d take 1 time，until the seed mature，analyzed its grain dry weight，water content，grain water percentage，grain volume the change of volume and filling rate，and the relationship between grain size and water.The main results showed that in comparison with the maize hybrid Zhengdan 958，Hengzao No.10 had some characters，such as faster grain development，bigger seed volume，higher grain filling rate in early growth stage and with high strength.Yield of the hybrid maize Hengzao No.10 was higher and the yield increasing was 8.4%.

Hengzao No.10；Maize；Early maturing variety；Grain filling characteristics；Yield

S513

A

1008-1631（2016）05-0021-05

2016-03-10

河北省农林科学院青年基金项目（A2015040101）；河北省科技支撑计划项目（16226323D-X）；国家玉米产业技术体系项目(nycytx-02)

岳海旺（1982-），男，河北晋州人，助理研究员，硕士，主要从事玉米育种研究。E-mail：yanjiu1982@163.com。

卜俊周（1973-），男，河北赵县人，副研究员，主要从事玉米育种研究。E-mail：bujunzhou@126.com。