不同种植密度条件下新单38子粒灌浆速率和脱水速率研究

卫晓轶 魏 锋 马俊峰 洪德峰 马 毅 张学舜

（河南省新乡市农业科学院，新乡 453002）

不同种植密度条件下新单38子粒灌浆速率和脱水速率研究

卫晓轶 魏 锋 马俊峰 洪德峰 马 毅 张学舜

（河南省新乡市农业科学院，新乡 453002）

以玉米新品种新单38为材料，以郑单958作对照，研究了不同种植密度条件下，灌浆期玉米品种的干物质积累、灌浆速率和脱水速率的动态变化。结果表明，67500株/hm2种植条件下，灌浆速率和干物质积累量相对较高、脱水速率相对较低。子粒灌浆速率呈慢—快—慢“S”形变化，子粒脱水速率呈快—慢—快的变化。在散粉后40～50d，新单38的干物质积累量、灌浆速率和脱水速率均显著高于对照，说明新单38在子粒灌浆后期具有产量高、收获时含水量低等优点，适宜生产上大面积推广应用，从而促进农业增效、农民增收。

玉米；密度；子粒干物质积累量；灌浆速率；脱水速率

玉米是我国重要的粮食作物，玉米产量高低与子粒灌浆程度呈正相关[1]。子粒灌浆速率决定玉米的粒重，而粒重是玉米产量构成重要因子之一。高产玉米一般具有子粒灌浆速率高、干物质积累量大等特点[2]。灌浆速度是玉米育种的一种重要选择性状[3]。

玉米产量受灌浆期干物质积累的影响，灌浆速率和脱水速率的快慢至关重要。研究表明，子粒含水量与灌浆速率呈正相关，与灌浆天数呈直线相关。授粉后15～40d，含水率80%～40%，干物质直线增长，且达最终量的70%～80%；授粉后40～55d，含水率40%～25%，干物质继续增加，但速度减缓[4]。王振华等[5]研究表明子粒含水率与灌浆天数呈极显著线性相关。吕新等[6]研究结果表明子粒含水率高于60%时，子粒灌浆速率随子粒含水量增加而呈递减趋势；子粒含水量低于60%时，灌浆速率随子粒含水量增加而增加。当前，许多玉米品种普遍存在着子粒灌浆速度慢、子粒后期脱水速率慢等缺陷，因此，生产上急需选育出一批高产、子粒后期脱水速率快的玉米新品种。新单38是河南省新乡市农业科学院2013年审定的玉米品种，具有产量高、品质优、抗性强等突出优点。本试验对不同种植密度条件下，玉米品种新单38的灌浆速率、干物质积累及脱水速率进行分析研究，以期为新单38的高产栽培提供理论依据，为选育高产、子粒后期脱水速率快的新品种提供优良种质资源。

1 材料与方法

1.1 试验材料供试材料为玉米品种新单38，由河南省新乡市农业科学院选育，于2013年通过河南省审定（豫审玉2013009）。郑单958为对照。

1.2 试验设计试验在河南省新乡市农业科学院试验基地（河南省辉县市）进行，采用随机区组试验设计，3次重复。设60000株/hm2、67500株/hm2、75000株/hm2和82500株/hm2共4个密度梯度，其中新单38密度梯度分别用D1、D2、D3和D4表示，郑单958密度梯度分别用CK1、CK2、CK3和CK4表示。采用等行距种植，行距60cm，行长5m，每个小区6行，全生育期管理同常规大田生产。2016年6月15日种植，10月7日收获。

1.3 测定项目与方法自授粉后开始取样，每10d取样1次，直至收获为止，共取样5次。每次选取长势一致的5个果穗，每穗取穗中部100粒，称子粒鲜重（w1），放入网袋中，挂在网室内自然风干，风干后称重（w2），再从风干样中取出20～30g（w3）装入铝盒内，于103±2℃烘箱中烘36h至恒重（w4），即为百粒干重，以百粒干重作为每个灌浆时期的干物质重量。

计算出每次取样的子粒含水率[7]：

子粒含水率（%）=（w1w3-w2w4）/w1w3×100。

子粒灌浆速率为每100粒玉米种子每天增加干物质的重量（g），子粒灌浆速率（g/100粒·d）=[后1次采样100粒干重（g）-前1次采样100粒干重（g）]/2次取样间隔天数[7]。

子粒脱水速率（%/d）=（前1次采样含水量-后1次采样含水量）/2次取样间隔天数。

1.4 数据处理与分析采用Excel 2007和SPSS 17.0 对数据进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同种植密度条件下子粒灌浆进程不同种植密度条件下新单38在灌浆期子粒干物质重量（百粒干重）见表1。在散粉后20d前，新单38不同种植密度的子粒干物质重量差异不显著；散粉后30d，新单38中密度（67500株/hm2和75000株/hm2）的子粒干物质重量显著高于低密度（60000株/hm2）和高密度（82500株/hm2）。散粉后40d和50d，新单38中、低密度的子粒干物质重量极显著高于高密度。说明从子粒灌浆干物质积累角度来看，新单38适合种植密度依次为：67500株/hm2＞60000株/hm2＞75000株/hm2＞82500株/hm2。

与对照（郑单958）相比，散粉后30～50d，在67500株/hm2条件下，新单38的干物质重量均显著或极显著高于对照。散粉后40d，新单38中低密度的干物质重量均极显著高于对照。散粉后50d，新单38在4个不同密度条件下干物质重量均极显著高于对照。

新单38及对照（郑单958）在不同种植密度条件下的子粒灌浆速率均呈现慢—快—慢（表2），在散粉后30～40d达到最大灌浆速率。散粉后20～30d，新单38在67500株/hm2条件下的子粒灌浆速率最高。散粉后30～40d，60000株/hm2条件下的子粒灌浆速率最高。散粉后40～50d，60000株/hm2和67500株/hm2条件下子粒灌浆速率显著高于其他密度。说明子粒灌浆后期，中、高密度灌浆速率下降。灌浆后劲不足，导致子粒干重降低。

与对照（郑单958）相比，可以看出，在授粉后30～40d，新单38在不同种植密度条件下子粒灌浆速率均显著高于对照，说明正是因为该阶段新单38干物质的快速积累，才使得最终在散粉后50d，新单38在4个不同密度条件下干物质重量均高于对照。

表1 不同种植密度条件下干物质积累的动态变化

表2 不同种植密度条件下灌浆速率的动态变化

2.2 不同种植密度条件下子粒脱水速率变化新单38在不同种植密度条件下的子粒脱水速率动态变化见表3。由表3可以看出，新单38子粒脱水速率整体呈现快—慢—快的趋势。散粉后30d前，新单38的子粒脱水速率均较高。在散粉后40～50d，67500株/hm2种植条件下新单38子粒脱水速率极显著高于其他密度。说明新单38在67500株/hm2密度下，后期脱水速率快，含水量较低，更利于机收。

与对照相比，在散粉后20～30d，60000株/hm2密度条件下新单38子粒脱水速率显著高于对照。在散粉后40～50d，除82500株/hm2以外，中、低密度条件下新单38子粒脱水速率均极显著高于对照。说明在灌浆后期，新单38在中、低密度条件下与对照相比，含水量更低，更利于机收。

表3 不同种植密度条件下脱水速率的动态变化

3 结论与讨论

种植密度的增加是玉米产量增加的手段之一，而密度的增加会引起玉米倒伏现象的发生[8]，玉米倒伏对穗粒数、千粒重和穗粒重有显著的降低作用，从而导致玉米产量降低[9]。因此，合理的种植密度对玉米产量的提高起着至关重要的作用。本研究通过对不同种植密度条件下新单38灌浆特性进行分析，结果表明，总体来讲，中、低密度种植条件下，灌浆速率和干物质积累量相对较高，这与李光彦等[10]研究结果一致。

子粒灌浆属于复杂的生理代谢过程，子粒灌浆特性是受多基因控制的数量性状，易受环境条件的影响，表现出复杂的动态变化特征。从散粉后10～50d的调查结果分析来看，子粒灌浆速率呈慢—快—慢“S”形变化，子粒脱水速率呈快—慢—快的变化，这同刘宗华等[3]的结论一致。尤其在散粉后40～50d，新单38的干物质积累量、灌浆速率和脱水速率均显著高于对照，说明新单38具有产量高、含水量低等优点，适宜生产上大面积推广应用，产生良好的社会经济效益。同时，也可以利用新单38的优异种质对其他骨干自交系材料进行改良创新，从而选育出更加理想的玉米新品种。

[1] Kato T，Takeda K．Associations among characters related to yield sink capacity in space-planted rice[J]．Crop Sci，1996，36：1135-1139

[2] 孙庆泉，吴元奇，胡昌浩，等．不同产量潜力玉米子粒胚乳细胞增殖与子粒充实期的生理活性[J]．作物学报，2005，31（5）：612-618

[3] 刘宗华，张战辉．玉米子粒灌浆速率研究进展[J]．东北农业大学学报，2010，41（11）：148-153

[4] 申琳．夏玉米子粒灌浆与子粒含水率的关系及子粒发育过程的分期[J]．北京农业科学，1998，16（5）：6-9

[5] 王振华，张忠臣，常华章，等．黑龙江省38个玉米自交系生理成熟期及子粒自然脱水速率的分析[J]．玉米科学，2001，9（2）：53-55

[6] 吕新，胡昌浩，董树亭，等．紧凑型玉米掖单22与SC704子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

[7] 李德新．玉米子粒灌浆、脱水速率品种差异和相关分析[D]．北京：中国农业科学院，2009

[8] 田再民，黄智鸿，陈建新，等．种植密度对3个紧凑型玉米品种抗倒伏性和产量的影响[J]．玉米科学，2016，24（5）：83-88

[9] 闫海霞，付家锋，吴伟华，等．黄淮海区部分主栽玉米品种主要农艺性状比较研究[J]．中国种业，2013（6）：45-47

[10] 李光彦，许艳丽，卢霖，等．不同密度玉米群体子粒转化酶与灌浆强度的关系[J]．玉米科学，2016，24（4）：83-89

河南省科技开放合作项目（172106000047）；河南省重大科技专项（161100110500-0103）；国家现代玉米产业技术体系建设专项（CARS-02-58）

张学舜

2017-08-21）