乙烯利对不同夏玉米品种籽粒后熟期脱水速率的影响
2021-05-23王彦坤赵国强陈建辉原子怡王冲冲郭志虑石志康王泳超杨青华邵瑞鑫
王彦坤 赵国强 陈建辉 原子怡 王冲冲郭志虑 石志康 王 硕 王泳超 杨青华 邵瑞鑫
(1.河南农业大学农学院 郑州450046;2.河南省对外科技交流中心 郑州450003)
玉米是中国第一大粮食作物,在中国工农业生产中具有重要地位。随着农村土地流转量的增加,土地经营规模不断增大,而城市化进程的发展导致农业生产劳动力十分紧缺。因此,玉米机械化收获水平已成为影响玉米产业发展的主要因素。但是,收获时籽粒含水量是由生理成熟时籽粒含水量和生理成熟后的籽粒脱水速率共同决定的,玉米收获时籽粒含水率高是限制我国机械化粒收进程的主要因素之一[1]。目前,早熟、后期籽粒脱水快是现代玉米品种选育的发展方向[2],而缩短品种生育期往往会伴随着产量的降低[3]。因此,推广籽粒机收品种、确定收获时间,能极大地降低收获时籽粒破损率、杂质率及收获后籽粒的烘干成本,是玉米实现全程机械化的关键环节。
前人研究表明,通过喷施化学调控剂调控作物的生理活动是作物生产中常用的栽培技术措施[4]。有研究表明脱落酸(ABA)对籽粒生长发育有促进作用,并可能与籽粒脱水过程有关[5]。DA 型高效玉米脱水剂能够加速调节植物体内干物质向籽实运输,加速玉米籽粒脱水速率,在生产上大面积推广使用[6]。关于乙烯利应用在不同玉米品种上的籽粒脱水效果鲜有报道。基于此,本研究选用4 个玉米品种,通过在籽粒后熟期喷施乙烯利,探讨夏玉米籽粒脱水速率、灌浆速率和产量对乙烯利的响应,以期为黄淮海夏玉米区夏玉米籽粒收获提供理论依据和技术支持。
1 材料与方法
1.1 试验材料与设计
供试品种,A1:常规玉米品种郑单958;A2:籽粒直收品种粒收1 号;A3:籽粒直收品种迪卡517;A4:籽粒直收品种登海518。
试验在河南农业大学原阳科教园区进行。于2020 年6 月12 日播种,10 月1 日收获。种植密度为6.5 万株/hm2,等行距播种。分别于4 个品种的籽粒黑层出现后喷洒0.05% 乙烯利(ET),对照(CK)喷等量清水,采用背负式喷雾器喷施。每个处理重复3 次,小区面积30 m2,行距60 cm,每个处理种植10 行,小区长度为5 m。喷施量为240 L/hm2。
1.2 测定项目与方法
分别在乙烯利喷前及喷后3 d、6 d、9 d 取籽粒。每个重复选取整齐一致的5 穗,3 次重复。取样后把果穗分成籽粒、苞叶、穗轴3 个部分,人工取玉米穗中部籽粒,分别称其鲜重,之后放入烘箱在105℃下杀青30 min,80℃下烘干至恒重,用天平称量。分别计算籽粒、苞叶、穗轴含水量。含水量=(鲜质量-烘干质量)/鲜质量×100%; 脱水速率=(前1 次含水量-后1 次含水量)/2 次取样相隔天数; 玉米籽粒脱水速率=(前一次取样玉米籽粒含水量-后一次玉米籽粒含水量)/间隔天数(自灌浆开始,每次测定籽粒含水率计算一次籽粒脱水速率)。喷后9 d 进行测产与考种。
1.3 数据处理与分析
利用Excel 2010 计算籽粒、苞叶、穗轴含水量和脱水速率,利用Sigmaplot 10.0 作图,SPASS 7.50 软件对试验数据进行方差分析、多重比较分析。
2 结果与分析
由附图A 可知,4 个玉米品种在籽粒成熟后期喷施乙烯利3~9 d 后,籽粒脱水速率逐渐增加,9 d 后达到最大值。品种之间比较,迪卡517 脱水速率直线上升,在喷施后的第6 d 明显高于其他品种,登海518和郑单958 脱水速率差异不明显; 粒收1 号在喷施后脱水速率前期较低,直到收获前3 d 才显著增加。相对于清水处理,喷施乙烯利后对4 个品种的籽粒脱水速率影响不一,例如郑单958 和迪卡517 分别在喷后的3 d、6 d 脱水快于对照,粒收1 号在喷后3 d、登海518 在喷后9 d 脱水快于对照。对于灌浆速率而言,4 个品种在后熟期的灌浆速率差异显著,表现为A1>A4>A2>A3(附图B),乙烯利显著降低了郑单958和登海518 的灌浆速率,对登海518 和迪卡517 没有显著影响。
附图 乙烯利对不同玉米品种籽粒脱水速率(A)和灌浆速率(B)的影响
附表 乙烯利对不同玉米品种收获产量、百粒重和籽粒含水量的影响
由附表可知,4 个品种的产量、百粒重有显著性差异,尤其是粒收1 号和迪卡517,显著低于其他两个品种。迪卡517 和登海518 收获期的籽粒含水量明显低于其他两个品种。喷施乙烯利后,粒收1 号产量明显下降,但是迪卡517 的粒重和产量显著增加。正常条件下,4 个品种在收获时的籽粒含水量差异不大,但是乙烯利喷施后,处理间的差异显著,以A3、A4 品种的籽粒含水率最低。
3 讨论
黄淮海地区是重要的玉米产区,籽粒机收受生理成熟期和生理后脱水速率影响较大,而脱水速率影响其收获品质[7]。本试验结果表明,登海518 和郑单958 脱水速率较快,且较为一致,迪卡517 脱水速率其次,粒收1 号籽粒脱水速率较慢,以上结果为玉米生产中选育熟期适中、籽粒脱水快的品种提供了参考。有研究表明,灌浆速率与籽粒质量呈显著正相关,玉米成熟期的灌浆速率决定产量[8],本试验中,4 个品种的百粒重、产量与灌浆速率变化趋势一致,因此,玉米收获期玉米籽粒含水量与品种特性和栽培措施关系密切。
植物生长调节物质是化学调控技术实施的基础,乙烯利主要是促进型调节剂,促进蛋白质和核酸的合成,在促进作物根系生长、调控株型结构、提高抗逆能力和增加产量等方面具有明显的作用[9]。对乙烯利是否提高作物籽粒产量和脱水速率前人已经作了大量研究:谷子喷施乙烯利可提高产量,但脱水速度未见加快[10];喷施乙烯利对大豆产量影响小,但籽粒脱水效果不佳[11]。本试验结果表明,喷施乙烯利不仅显著降低了迪卡517 的籽粒含水量,而且实现了产量的增加。由此可知,乙烯利的使用效果与作物种类、品种特性有关。