洞庭湖区耐密植宜机收夏玉米品种的筛选

2021-01-04张同科贺晟阳易镇邪邓敏马文杰罗红兵

湖南农业大学学报（自然科学版） 2020年6期

张同科，贺晟阳，易镇邪,2，邓敏,2*，马文杰，罗红兵,2

洞庭湖区耐密植宜机收夏玉米品种的筛选

张同科1，贺晟阳1，易镇邪1,2，邓敏1,2*，马文杰1，罗红兵1,2

(1.湖南农业大学农学院，湖南长沙 410128；2.湖南省玉米工程技术研究中心，湖南长沙 410128)

为筛选适应洞庭湖区耐密植、宜机械化收获的优良玉米品种，2018年进行大田试验，以6个供试品种(郑单958、豫单9953、湘农玉27号、京农科728、黔779、福玉10号)为材料，采取随机区组试验设计，研究供试品种的产量与实际机收性能指标。结果表明：6个品种的生育期为101～110 d，豫单9953、京农科728的生育期最短(101 d)；供试品种间产量无显著差异，豫单9953、京农科728、福玉10号的产量较高，分别为8 214.51、8 174.13、8 065.61 kg/hm2；产量()与穗行数(1)、行粒数(2)、百粒质量(3)的回归方程为=-8 146.84+284.5051+255.2742+ 157.7593，3个自变量对产量均为正作用；各供试品种收获期籽粒含水率(16.05%～30.16%)有差异；机收总损失率为2.58%～4.85%，均值为3.49%；部分品种间机收损失率、籽粒破碎率、含杂率差异显著；供试品种籽粒含水率与籽粒损失率、果穗损失率、总损失率、籽粒破碎率呈正相关，与含杂率呈极显著正相关。综合供试品种的生育期、产量性状与机收性状，认为豫单9953、京农科728可作为洞庭湖区耐密植宜机收夏玉米品种进行示范推广。

夏玉米；品种筛选；机械收获性状；籽粒含水率；破碎率；含杂率；洞庭湖区

由于国家取消棉花临时收储，以及人工成本居高不下，棉田收益普遍下降，棉农种棉积极性受挫，导致洞庭湖区棉花种植面积大幅调减。近年来，洞庭湖区积极开展棉田改制研究，进行夏玉米品种筛选及栽培技术试验研究，并开始推广夏玉米机械化生产技术[1]。

宜机收玉米品种的筛选应考虑收获期植株倒伏倒折率、籽粒含水率和机收产量[2]。破碎率是评价玉米机械化收获的重要指标之一，当前国内玉米机械化籽粒收获存在的主要问题就是破碎率高[3]。不同玉米品种籽粒耐破碎性达到最高时，其籽粒含水率并不相同[4]。GUNASEKARAN等[5]研究表明，玉米的种植密度、氮素水平以及播种期会影响玉米籽粒的破碎敏感度。玉米籽粒在收获期间破碎率会产生很大的变化，在最适收获期进行收获能够有效降低籽粒破碎率[6]。选择合适的玉米品种，能够有效协调玉米高产和脱水特性以及机械收获作业能力之间的矛盾[7]。

本研究中，比较了6个玉米品种在洞庭湖区常德澧县的产量与实际机收性能指标，旨在筛选出耐密植、宜机收的夏玉米品种，为当地玉米机械化籽粒直收提供技术支撑。

1　材料与方法

1.1　材料

供试品种共6个，分别为郑单958、豫单9953、湘农玉27号、京农科728、黔779、福玉10号。

1.2　方法

1.2.1试验设计

试验于2018年5—9月在洞庭湖区常德澧县王家厂镇柳津村进行。试验地前茬作物为油菜。采用随机区组设计。小区面积为240 m2(4.8 m×50.0 m，8行区)，行距为60 cm，株距为22.2 cm，栽植密度为75 000株/hm2。5月19日人工播种，每穴2粒。三叶一心时定苗，每穴留1颗苗。基肥为玉米专用复合肥，N、P2O5、K2O的施用比例为25∶9∶16，施用量为750 kg/hm2；8叶展时施追肥(尿素)，施用量375 kg/hm2，结合中耕松土，打穴深施。其他栽培管理措施同大田生产。

1.2.2调查测定项目与方法

关键生育时期的测定：调查记录出苗期、6叶展、12叶展、抽雄期、吐丝期和生理成熟期。

品种基本特性的测定：玉米吐丝散粉后，调查记录叶片数、株高、穗下茎节数、穗位高和茎粗(地上部第3节扁平面的直径)。每个小区(重复)测定连续的10株。

玉米群体与穗性状的测定：机收当天每个品种调查3个重复(点)，每个点调查10 m，双行，记录总株数、空秆株数、双穗株数、倒伏/倒折状况(穗上或穗下)、果穗生长情况(正常或下垂)等指标。

籽粒与植株含水率的测定：机收当天分器官测定籽粒、茎秆(含穗位节上和穗位节下两部分)、穗轴的含水率。

产量及其构成因素的测定：收获测产前，调查小区中间2行玉米的总株数、实收穗数，称鲜质量；按平均鲜穗质量取10穗带回室内，测定籽粒含水量，考察穗长、穗粗、秃顶长、穗行数、穗粒数、百粒质量等，计算含水率为14%的产量。

机收性能指标的测定：使用籽粒直收机进行机收。参考GB/T 21961—2008《玉米收获机械试验方法》测定籽粒破碎率、籽粒含杂率、总损失率(果穗损失率、籽粒损失率)等。

1.3　数据分析

采用Excel 2013进行数据整理并绘图；运用IBM SPSS Statistics 22进行相关分析。

2　结果与分析

2.1　供试品种的生育时期

由表1可知，各供试品种的出苗时期相同，6叶展(6月13—15日)相近，福玉10号12叶展和抽雄期最迟，其余品种在7月1—2日抽雄。豫单9953、京农科728成熟最早，福玉10号成熟最晚；豫单9953、京农科728全生育期最短，为101 d；其次为郑单958、湘农玉27号，生育期为103 d；黔779为106 d；福玉10号的生育期最长，为110 d。油菜-夏玉米一年两熟制油菜多在9月中旬播种，从生育季节来看，6个供试品种均能满足要求。

表1　供试品种的关键生育时期

2.2　供试品种的基本特性、群体与果穗性状

2.2.1基本特性

由表2可知，供试品种的叶片数为17.37～22.03，福玉10号的叶片数最多，黔779的次之，郑单958、京农科728的最少，部分品种的叶片数差异显著。供试品种的株高为208.81～273.17 cm，均值为233.46 cm；黔779的株高最高，为273.17 cm；福玉10号的次之；郑单958的最低，为208.81 cm；部分品种间差异显著。供试品种的穗下茎节数均值为9.47，福玉10号的穗下茎节数最多，黔779的次之，京农科728的最少，部分品种间差异显著。供试品种的穗位高均值为97.32 cm，福玉10号的穗位高最高，为119.83 cm；豫单9953的最低，为86.76 cm；部分品种间差异显著。供试品种的茎粗为15.54～17.59 mm，均值为16.72 mm，福玉10号的茎粗最粗，郑单958的次之，湘农玉27号的最细，大部分品种间差异不显著。

表2　供试品种的基本特性

同列数据不同小写字母表示在0.05水平差异显著。

2.2.2群体性状与果穗性状

从表3可知，供试品种的空秆率为1.67%～15.87%，部分品种间差异显著，各品种空秆率从高到低依次为郑单958、湘农玉27号、京农科728、福玉10号、豫单9953、黔779。各品种的双穗率为0.00%～1.59%，均值为0.67%，品种间差异不显著，郑单958的双穗率最高，福玉10号、黔779的次之，京农科728、湘农玉27号的为0.00%。供试品种的倒伏率从高至低依次为福玉10号、湘农玉27号、郑单958、黔779、豫单9953、京农科728。供试品种的穗下倒折率为1.52%～9.62%，部分品种间差异显著，湘农玉27号穗下倒折率最高，为9.62%；福玉10号的次之，豫单9953的最低，为1.52%。各品种的倒伏与穗下倒折率之和的均值为7.23%，从高至低依次为湘农玉27号、福玉10号、黔779、郑单958、豫单9953、京农科728。供试品种的果穗下垂率为2.38%～27.40%，湘农玉27号的果穗下垂率最高，福玉10号的次之，郑单958的果穗下垂率最低。

表3　供试品种的群体与果穗性状

同列数据不同小写字母表示在0.05水平差异显著。

2.3　供试品种的产量性状及其与农艺性状的相关性

2.3.1产量及其构成因素

由表4可知，供试品种穗粗为4.12～4.33 cm，品种间差异不显著。各品种的穗长为14.34～18.14 cm，从短至长依次为豫单9953、黔779、郑单958、京农科728、福玉10号、湘农玉27号。供试品种秃顶长为0.09～1.35 cm，部分品种差异显著，豫单9953的秃顶长最短，郑单958的次之，湘农玉27号的最长。豫单9953的穗行数最多，黔779的次之，福玉10号的最少。郑单958的行粒数最多，京农科728的次之，黔779的最少。各品种的百粒

质量为23.24～32.23 g，部分品种间差异显著，百粒质量从大到小依次为福玉10号、湘农玉27号、黔779、京农科728、郑单958、豫单9953；福玉10号、湘农玉27号的百粒质量显著高于其他4个品种。供试品种出籽率为80.05%～89.27%，豫单9953的最高，郑单958的次之，福玉10号的最低。6个品种的产量为7 731.70～8 214.51 kg/hm2，产量从高至低依次为豫单9953、京农科728、福玉10号、郑单958、湘农玉27号、黔779。由表5可知，品种与品种之间值为0.141，值为0.979，值大于值，表明品种之间的产量差异不显著；豫单9953与京农科728的产量表现相对较好。

表4　供试品种的产量及其构成因素

同列数据不同小写字母表示在0.05水平差异显著。

表5　供试品种的产量方差分析结果

2.3.2产量与农艺性状的多元线性分析

由表6可知，6个夏玉米品种的茎粗、穗粗、穗长、穗行数、行粒数、百粒质量与产量性状呈正相关，其中行粒数与产量呈显著正相关(=0.610)。穗行数与秃顶长、行粒数、百粒质量呈负相关，其中穗行数与百粒质量呈显著负相关，说明在一定程度上，随着穗行数的增多，行粒数降低，秃顶长减小，百粒质量也减少。秃顶长与行粒数呈显著负相关(=-0.537)，与百粒质量呈极显著正相关(=0.753)；百粒质量与行粒数呈负相关(=-0.397)，与秃顶长、穗长呈极显著正相关；说明在一定程度上随着秃顶长减短，行粒数增加，百粒质量降低；行粒数减少，百粒质量增加；秃顶长与穗长增加，百粒质量极显著增加。

表6　供试品种的产量与农艺性状之间的相关系数

“*”示在0.05 水平上差异显著；“**”示在0.01水平上差异显著。

回归模型的拟合优度2=0.749，调整后的2=0.696。产量()、穗行数(1)、行粒数(2)、百粒质量(3)之间的回归方程=-8 146.84+284.5051+ 255.2742+157.7593。从回归方程中可以看出，3个自变量对产量均为正作用。由表7可知，根据非标准化系数进行正效应排列，其顺序依次为穗行数、行粒数、百粒质量。

表7　供试品种产量与农艺性状的回归模型参数

2.4　供试品种的机收性状及其影响因素

2.4.1主要器官的含水率

从表8可以看出，机械收获时，各供试品种籽粒含水率为16.05%～30.16%，福玉10号、郑单958、湘农玉27号的籽粒含水率显著高于豫单9953、京农科728和黔779的。各供试品种穗位节上茎秆含水率为65.77%～75.79%，郑单958(75.79%)、福玉10号(75.04%)的较高，显著高于豫单9953、湘农玉27号、京农科728的。各品种穗位节下茎秆含水率为80.08%～85.59%，福玉10号的显著高于其他5个品种的；各品种穗位节下茎秆含水率均高于穗位节上茎秆含水率。6个品种穗轴含水率为21.62%～60.39%，穗轴含水率从高至低依次为郑单958、福玉10号、湘农玉27号、黔779、豫单9953、京农科728。

表8　供试品种主要器官的含水率

同列数据不同小写字母示在0.05水平差异显著。

2.4.2机收后的田间秸秆性状

从表9可以看出，机收后供试品种秸秆留茬高度差异显著，留茬高度从低至高依次为湘农玉27号、郑单958、豫单9953、京农科728、黔779、福玉10号，其中福玉10号的秸秆留茬高度显著高于其他5个品种的。机收后品种的秸秆粉碎长度也有差异，湘农玉27号的粉碎长度最长，福玉10号的次之，豫单9953的最短；豫单9953秸秆粉碎合格率达86.67%，福玉10号的合格率仅有56.67%。

表9　供试品种机收后田间秸秆性状

同列数据不同小写字母示在0.05水平差异显著。

2.4.3供试品种的机收性能指标及其相关分析

由表10可知，各品种机械粒收时的籽粒损失率为0.90%～2.55%，均值为1.59%，郑单958的籽粒损失率最低，豫单9953的次之，湘农玉27号的最高。各品种的果穗损失率为1.31%～2.33%，品种间无显著差异，豫单9953的最低，为1.31%，京农科728的次之，郑单958的最高，为2.33%。各品种的总损失率均值为3.49%，部分品种间差异显著，豫单9953的最低，京农科728的次之，湘农玉27号的最高。

表10　供试品种的机收性能指标

同列数据不同小写字母示在0.05水平差异显著。

由表11可以看出，各品种间籽粒破碎率为3.06%～9.36%，福玉10号的显著高于其他5个品种的。部分品种籽粒含杂率差异显著，其中，黔779的含杂率最低，郑单958的最高。

表11　供试品种机械粒收的破碎率和含杂率

同列数据不同小写字母示在0.05水平差异显著。

由表12可知，供试品种的籽粒含水率与籽粒损失率、果穗损失率、总损失率、籽粒破碎率呈正相关，与籽粒含杂率呈极显著正相关，说明在一定程度上籽粒含水率越高，籽粒损失率、果穗损失率、总损失率、籽粒破碎率、含杂率会增大。对供试品种籽粒含水率()与破碎率(1)、含杂率(2)分别进行拟合分析，结果(图1、图2)符合二次曲线关系，拟合回归方程分别为1=-0.022 52+1.158 4－8.454 5，2=0.149 5和2= 0.003 72-0.091 3+2.942 3，2=0.498 8。

表12　供试品种籽粒含水率与机收性能指标的相关系数

“**”示在0.01水平上差异显著。

图1　玉米籽粒含水率与破碎率的关系

图2　玉米籽粒含水率与含杂率的关系

3　结论与讨论

本研究中，6个供试品种生育期为101～110 d。当地在夏玉米收获后紧接着进行油菜播种，从生育季节来看，各夏玉米品种均能满足要求。各供试品种间产量无显著差异，豫单9953、京农科728、福玉10号的产量较高，分别为8 214.51、8 174.13、 8 065.61 kg/hm2。品种间行粒数与产量呈显著正相关，这与前人的研究结论一致[8]。穗行数与百粒质量呈显著负相关，与前人[8]的研究结论不同，可能是品种、生态环境因素不同引起的。

本研究中，各品种籽粒含水率与籽粒损失率、果穗损失率、总损失率呈正相关关系，说明籽粒含水率越高，总损失率越大，这与宫帅等[9]的研究结果一致。各品种收获时，籽粒含水率与破碎率呈正相关，与籽粒含杂率呈极显著正相关。将供试品种籽粒含水率()与破碎率(1)数值进行拟合，其回归方程为1=-0.022 52+1.158 4-8.454 5，2=0.149 5，与前人[10]的研究结果有差异，这可能是由籽粒自身理化特性引起的。供试品种籽粒含水率()与含杂率(2)拟合回归方程为2=0.003 72-0.091 3+2.942 3，2= 0.498 8。本研究结果还表明，即便收获时期籽粒含水率相近，不同玉米品种之间破碎率也存在明显差异，这与前人[11-12]的研究结果一致，可能是由籽粒本身的理化特性、生态环境、栽培措施等因素造成的。

根据GB/T 21962—2008，玉米机械收获时，玉米植株须满足倒伏率低于5%、果穗下垂率低于15%、最低结穗高度大于35 cm、籽粒含水率为15%～25%，且植株不宜过高的要求。本研究中，各品种间倒伏与穗下倒折率之和的均值为7.23%，福玉10号的倒伏率(6.67%)高于5.00%；果穗下垂率均值为8.21%，郑单958果穗下垂率最低，湘农玉27号果穗下垂率最高(27.40%)，高于15%；供试品种穗位高为86.76～119.83 cm，均高于35 cm；黔779的株高最高，达273.17 cm，不利于机械收获；机械收获时，郑单958的籽粒含水率达30.10%，超过25%。由此可判断豫单9953、京农科728符合机械收获条件。

在进行耐密植宜机收品种筛选时，应当注意参试品种的籽粒含水量范围及其籽粒的耐破碎性能，宜选择生育期短、籽粒脱水快与产量较高的品种[13-14]。综合生育期、产量性状与机收性状，豫单9953、京农科728可作为洞庭湖区耐密植宜机收夏玉米品种进行示范推广，但还需进行多年、多点试验进行验证。

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Screening of suitable high density and mechanical harvesting summer maize varieties in Dongting Lake area

ZHANG Tongke1, HE Shengyang1, YI Zhenxie1,2, DENG Min1,2*, MA Wenjie1, LUO Hongbing1,2

(1.College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China; 2.Maize Engineering Technology Research Center of Hunan Province, Changsha, Hunan 410128, China)

In order to identify the maize excellent varieties that are resistant to the dense planting and adapt to mechanized harvesting in the Dongting Lake area, a field experiment was conducted in 2018, with six tested varieties (Zhengdan 958, Yudan 9953, Xiangnongyu 27, Jingnongke 728, Qian 779, Fuyu 10) used as the material. A randomized block experiment design was adopted to compare the yield and actual mechanical harvest performance indexes of different varieties. The results showed that the growth period of the six varieties tested was 101-110 d, Yudan 9953 and Jingnongke 728 had the shortest growth period (101 d). There was no significant difference in yield among the tested varieties, and Yudan 9953(8 214.51 kg/hm2), Jingnongke 728(8 174.13 kg/hm2), Fuyu 10(8 065.61 kg/hm2) had higher yields. The regression equation of yield() and number of rows(1), kernel row number(2), grain weight(3) are=-8 146.84+ 284.5051+255.2742+157.7593; all three independent variables had positive effects on yield. There were differences in the moisture content of grains(16.05%-30.16%) of the tested varieties during the harvest period. The total loss rate of the mechanical harvest was 2.58%-4.85%, and the average value was 3.49%. Some varieties showed significant differences in the grain breakage rate, loss rate and impurities. The grain moisture content of the tested varieties was positively correlated with the grain loss rate, ear loss rate and total loss rate. The grain moisture content was positively correlated with the grain breakage rate, and had a very significant positive correlation with the impurity content. Comprehensive growth period, yield traits and mechanical harvest traits, it is Yudan 9953 and the Jingnongke 728 can be used for demonstration and promotion of dense-tolerant and suitable machine- harvested summer maize varieties in Dongting Lake area.

summer maize; cultivars screening; mechanical harvest traits; grain moisture content; grain broken rate; impurity rate; Dongting Lake area

S513.024

1007-1032(2020)06-0649-08

张同科，贺晟阳，易镇邪，邓敏，马文杰，罗红兵．洞庭湖区耐密植宜机收夏玉米品种的筛选[J]．湖南农业大学学报(自然科学版)，2020，46(6)：649-656．

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http://xb.hunau.edu.cn