1、DOI:10.11689/sc.2022091901刘胜群,刘升芹,马悦,等.吉林省东部冷凉区早熟春玉米苞叶脱水性状分析J.土壤与作物,2023,12(3):283 292.LIU S Q,LIU S Q,MA Y,et al.Dehydration characteristics of spring maize husk leaves in eastern Jilin ProvinceJ.Soils and Crops,2023,12(3):283 292.吉林省东部冷凉区早熟春玉米苞叶脱水性状分析刘胜群1,刘升芹1,2,马悦1,2,刘禹泽1,李政1,3,蹇述莲1,2(1.中国科学院东北地理
2、与农业生态研究所 黑土区农业生态重点实验室,吉林 长春 130102;2.中国科学院大学,北京 100049;3.吉林农业大学,吉林 长春 130118)摘要:玉米苞叶性状影响果穗含水率。为了探究吉林省东部冷凉区早熟春玉米苞叶性状及其与果穗柄和果穗含水率的关系,以 6 个早熟春玉米品种(龙垦 5 号、北种玉 1 号、丰垦 008、先达 203、合玉 25 和龙垦 9 号)为材料,分析苞叶层数、厚度、干重、含水率和脱水速率及其与果穗柄、果穗和收获期籽粒含水率的相关关系。研究结果显示:苞叶干重、苞叶层数和苞叶厚度存在品种差异。玉米苞叶、果穗柄、果穗的含水率不同,苞叶、果穗柄和果穗在前期含水率最高,
3、随生育进程的推进苞叶含水率下降。与苞叶相比,果穗柄含水率在吐丝后(DAS)50 天之内下降幅度较小,一直维持在 79%以上。DAS 51 57 天,其含水率降幅较大;果穗含水率从吐丝开始至生育后期呈下降趋势。相关分析显示,玉米苞叶干重和果穗柄干重、果穗柄含水率和果穗含水率、果穗含水率和苞叶含水率、果穗柄含水率和苞叶含水率、收获时籽粒含水率和苞叶 DAS 51 57 的脱水速率之间均呈显著或极显著正相关关系;果穗干重和苞叶干重、苞叶层数和果穗柄 DAS 30 43 的脱水速率、穗基部苞叶厚度和果穗柄 DAS 30 43 的脱水速率之间均呈极显著负相关关系;果穗柄干重和果穗干重之间无显著相关性。关
4、键词:玉米;苞叶性状;籽粒机收;果穗柄;脱水率中图分类号:S513文献标识码:ADehydration characteristics of spring maize husk leaves in eastern Jilin ProvinceLIU Shengqun1,LIU Shengqin1,2,MA Yue1,2,LIU Yuze1,LI Zheng1,3,JIAN Shulian1,2(1.Key Laboratory of Mollisols Agroecology,Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Ac
5、ademy of Sciences,Changchun 130102,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;3.Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China)Abstract:The husk leaf characteristics of maize affects the ear moisture.In order to explore the husk leaf characteristics and itsrelations
6、hip with cob-pedicel and cob moisture of spring maize in eastern Jilin Province,we analyzed the number,thickness,dryweight,moisture and dehydration rate of husk leaves in six maize varieties(Longken 5,Beizhongyu 1,Fengken 008,Xianda 203,Heyu 25 and Longken 9)and their relationships with the moisture
7、 of cob-pedicel,ear and grain at harvest.The results showed thatthe dry weight,the number and the thickness of husk leaves per cob were different among varieties.The moisture of husk leaves,cob-pedicel and cob was not consistent.The husk leaves moisture decreased with maize growing period.Compared w
8、ith husk leaves,the moisture of cob-pedicel remained above 79%until 50 days after silking(DAS),and decreased dramatically during DAS 51 57.The cob moisture declined from silking to late growth period.Correlation analysis indicated that there were significant linearpositive correlations between the d
9、ry weight of husk leaves and cob-pedicel,the moisture of cob-pedicel and cob,the moisture ofhusk leaves and cob,the moisture of husk leaves and cob-pedicel,and the moisture of grain at harvest and the dehydration rate ofhusk leaves in DAS 51 57.There were significant negative linear correlations bet
10、ween the dry weight of cob and husk leaves,thenumber of husk leaves and the dehydration rate of cob-pedicel in DAS 30 43,and the thickness of husk leaves at base of cob and 收稿日期:2022 09 19;修回日期:2022 11 04.基金项目:国家自然科学基金项目(31971850);中科院战略先导专项(XDA28080302);吉林省重大科技专项(20220302007NC);中科院黑土区农业生态重点实验室开放基金(2
11、020KHT01).第一作者及通信作者简介:刘胜群(1976),女,博士,研究员,主要研究方向为作物生理生态.E-mail:.土壤与作物 2023 年 9 月 第 12 卷 第 3 期Soils and Crops,Sep.2023,12(3):283 292the dehydration rate of cob-pedicel in DAS 30 43.The dry weight of cob-pedicel and cob have no significantly correlated.Key words:Zea mays;husk leaves;grain mechanical-ha
12、rvesting;cob-pedicel;dehydration rate 0引言随着农业机械化进程的推进,作物栽培生产的各环节正朝着全程机械化的方向发展1。作为重要的粮食、饲料和经济作物,与水稻和小麦相比,我国玉米生产的机械化程度却相对较低2。报道显示,机械收获是影响玉米生产全程机械化的瓶颈3。籽粒直接机械收获是玉米机械收获发展的趋势和重要方向1,玉米机械粒收备受关注4 5。研究显示,玉米机械粒收的质量与籽粒含水率密切相关,籽粒含水率直接影响机收的破碎率、损失率和杂质率6 8,还会增加干燥、储运和加工等环节的成本。东北地区是我国重要的商品粮生产基地,也是我国春玉米的主产区。但由于东北地区有效
13、积温较低,无霜期短,在玉米生育后期的籽粒灌浆、脱水阶段,如遇气温骤降,就会影响玉米籽粒脱水过程,导致收获时籽粒含水率偏高9,不利于籽粒机械粒收作业。尤其是在吉林省东部地区,气候湿润冷凉,秋季降温迅速而相对湿度较高,不利于玉米籽粒脱水,致使玉米收获时籽粒含水率偏高,这一问题已经成为影响吉林省东部冷凉区春玉米机械粒收推广的重要障碍问题。研究显示,苞叶性状影响玉米籽粒含水率和脱水速率。苞叶位于果穗外侧,包裹籽粒和穗轴,因而具有保温、保水和保护籽粒的作用10;且苞叶具有光合作用和储存作用2,11,良好的苞叶性状有助于籽粒建成,因而其干重影响籽粒产量12 13。此外,苞叶作为籽粒与环境之间的屏障,会阻碍
14、籽粒与环境之间的水分交换。研究显示,苞叶层数、苞叶长短、苞叶厚度及苞叶含水量等性状均影响玉米籽粒脱水速率14 15,过多、过长和过厚的苞叶不利于籽粒脱水15,苞叶长度短、层数少、窄且松散的苞叶性状被认为是有利于籽粒脱水的特征15。苞叶性状不仅与遗传因素有关,还与环境因素有关。研究显示,环境因素对苞叶有较强的可塑性16,苞叶性状如苞叶层数、苞叶鲜重、苞叶干重及苞叶含水率等存在显著的品种差异1。研究者较多关注吉林省东部冷凉区玉米产量的品种差异17,很少有针对吉林省东部冷凉区玉米苞叶性状,更鲜见玉米苞叶性状与收获期籽粒含水率的相关研究。为此,我们选择适合此区域气候特征的 6 个玉米早熟品种,对其苞叶
15、性状及其与果穗柄、果穗及收获期籽粒含水率动态规律开展相关分析研究,以期明晰吉林省东部冷凉区玉米苞叶特点,揭示其与收获期籽粒含水率的关系,为吉林省东部冷凉区适宜籽粒机械直收玉米品种优选提供参考。1材料与方法 1.1试验设计试验地点位于吉林省敦化市沙河沿镇鸿发现代生态农场(12821 E,4325 N),试验地土壤为白浆土。0 20 cm 土层水解氮含量为 217 mgkg1,速效磷为 15.78 mgkg1,速效钾为 113 mgkg1,有机质为3.81 gkg1,pH 为 5.76。供试玉米品种为龙垦 5 号(LK5)、北种玉 1 号(BZY1)、丰垦 008(FK008)、先达 203(XD
16、203)、合玉 25(HY25)和龙垦 9 号(LK9),供试品种信息详见表 1。玉米种植密度为70 000 株hm2。均匀垄种植,垄宽 60 cm,每个小区 20 行,行长 15 m,3 次重复,随机排布。玉米 N、P2O5和 K2O 施肥量分别为 240、100 和 100 kghm2,其中 1/3 的氮肥、全部磷肥和钾肥作为底肥施入,2/3 的氮肥于拔节期施入。1.2测定项目及方法从吐丝期开始,每小区选取生长一致、无病虫害的植株挂牌标记。于吐丝后(DAS)第 15 d、29 d、43 d、50 d 和 57 d 取样(即 DAS15、DAS29、DAS43、DAS50 和 DAS57),
17、每个小区随机选取代表性植284土 壤 与 作 物第 12 卷株 3 株,采集带有完整果穗柄和完整苞叶的玉米雌穗,依次测定苞叶、果穗柄、果穗(籽粒和穗轴)的鲜重和干重,并于 DAS57 测定苞叶层数和苞叶厚度。苞叶层数采用从外向内逐层计数的方法,记录雌穗上所有的苞叶数。苞叶厚度分别在待测雌穗上果穗柄以上的果穗,选取穗基部、穗中部和穗顶部 3 个位置测量,“穗基部”测量位置是果穗柄与穗轴连接处的部位;“穗顶部”测量位置是果穗的穗轴尖端向下 1.0 cm处;“穗中部”是“穗基部”和“穗顶部”之间 1/2 的位置。测量时先用软尺测量未去苞叶完整雌穗的穗基部、中部和顶部的周长,记为 C1,而后去掉所有苞
18、叶后再测量相对应处的周长,记为 C2,苞叶厚度=(C1C2)/2。苞叶、果穗柄以及果穗(籽粒和穗轴)的干重、含水率和脱水速率的测定:将雌穗分成苞叶、果穗柄、果穗(籽粒和穗轴)3 部分,每部分用电子天平称其鲜重(FW),然后放在烘箱中 105 杀青 30 min,再 80 烘干至恒重后称其干重(DW)。计算含水率(W)和脱水速率。含水率W(%)=(FW DW)/FW 100%脱水速率=(Wn+1Wn)/D式中:Wn+1和 Wn分别表示第 n+1 和第 n 次取样时的含水率;D 表示第 n 和第 n+1 次取样的间隔天数。籽粒产量于 10 月 9 日测定,每小区选中部 6 行,面积为 10 m2的
19、玉米植株的全部果穗,用天平称取籽粒粒重,用谷物籽粒水分测定仪测定籽粒含水率,并计算籽粒 14%含水率的产量。1.3数据处理与分析试验所得数据用 Microsoft Excel 2007 软件计算平均值和作图,用 SPSS16.0 软件进行苞叶和果穗干重、苞叶和果穗柄干重、果穗柄和果穗干重、苞叶和果穗含水率、苞叶和果穗柄含水率、果穗柄和果穗含水率、收获时籽粒含水率和苞叶脱水速率、苞叶数和果穗柄脱水速率以及穗基部苞叶厚度和果穗柄脱水速率之间的 Pearson 相关性分析(P0.05 为显著相关)。苞叶数、同一取样时期苞叶、果穗柄、籽粒和穗轴的干重和含水率进行品种间的方差分析,Duncan 检验差异
20、显著性(P0.05),并以不同字母代表处理间在 0.05水平的差异。2结果与分析 2.1苞叶层数如图 1 所示,不同玉米品种的苞叶层数存在明显差异。LK5 和 FK008 的雌穗苞叶数量较多,而BZY1、XD203 和 LK9 的苞叶层数较少。与 LK5 和 FK008 的苞叶数量相比,BZY1、XD203 和 LK9 的雌穗苞叶数量分别显著减少 39.0%和 36.8%、19.9%和 15.8%、40.0%和 36.7%(P0.05)。表 1供试玉米品种Table 1Maize varieties of the test品种名称Variety品种编号Number of variety生育期D
21、ays of growth period/d10活动积温The accumulated temperature 10粒型Grain type龙垦5号Longken 5LK51012 050中齿型Semi-dent corn北种玉1号Beizhongyu 1BZY11102 200马齿型Dent corn丰垦008Fengken 008FK0081102 300偏硬粒型Flint corn先达203Xianda 203XD2031152 250马齿型Dent corn合玉25Heyu 25HY251152 250偏马齿型Semi-dent corn龙垦9号Longken 9LK91152 250
22、中齿型Semi-dent corn第 3 期刘胜群等:吉林省东部冷凉区早熟春玉米苞叶脱水性状分析285 abababb0481216LK5BZY1 FK008 XD203 HY25LK9苞叶层数Number of husk leaves注:不同小写字母表示不同品种间差异达显著水平(P0.05)。下同。Note:Different lowercase letters indicate significant differences between different varieties(P0.05).The same is as below.图 16 个玉米品种雌穗的苞叶层数Fig.1Numbe
23、r of husk leaves per ear in six maize varieties 2.2苞叶厚度不同玉米品种苞叶在穗基部、中部和上部的厚度有所不同(图 2)。各供试品种均是以基部厚度最大,厚度在 0.45 0.55 cm 之间,其次是中部,厚度在 0.28 0.50 cm 之间,而穗上部的苞叶厚度最小,厚度在 0.10 0.33 cm 之间。穗基部玉米苞叶厚度在不同品种间的差异未达到显著水平,而在穗中部的苞叶厚度在部分品种间存在明显差异,其中以 LK5 和 XD203 品种的苞叶最厚,分别比 BZY1 品种显著增加13.3%和 10.3%,比 HY25 品种显著增加 13.2%和
24、 10.3%,比 FK008 品种显著增加 16.6%和 13.8%,比LK9 品种显著增加 43.3%和 41.4%(P0.05)。穗上部不同品种玉米的苞叶厚度差异更为显著,LK5 的苞叶最厚(0.34 cm),其次是 FK008(0.25 cm)和 LK9(0.20 cm),而 BZY1、XD203 和 HY25 的苞叶厚度最小;其中,BZY1、XD203 和 HY25 的穗上部苞叶厚度较 LK5 分别显著降低 59.6%、64.6%和69.7%(P0.05)。aaaaaaababcbacbccbc00.20.40.60.8LK5BZY1FK008XD203HY25LK9LK5BZY1FK
25、008XD203HY25LK9LK5BZY1FK008XD203HY25LK9苞叶厚度Thickness of husk leaves/cm穗基部 Base of ear穗中部 Middle of ear穗上部 Top of ear图 26 个玉米品种的果穗苞叶厚度Fig.2Thickness of husk leaves per ear in six maize varieties 2.3苞叶、果穗柄和果穗的干物质积累动态在吐丝后的 15 57 d 玉米苞叶干重呈逐渐下降趋势,果穗柄干重呈先升后降的趋势,而果穗的干重则呈现逐渐升高的趋势(表 2)。不同品种相比,HY25 和 FK008 的苞
26、叶干重从吐丝开始至 DAS43 d 明显高于另外 4 个玉米品种(P0.05)。果穗柄的干重自吐丝至 DAS 29 逐渐增加,至 DAS 29 达到最高值,286土 壤 与 作 物第 12 卷而后下降;不同品种比较,以 FK008 和 LK5 的果穗柄最重,LK5 在生育后期下降迅速。果穗干重在前期增加迅速,但 DAS 43 后干重的增加幅度降低;不同品种相比,BZY1 和 XD203 的果穗干重显著高于其它品种(P0.05)。表 2不同玉米品种的苞叶、果穗柄和果穗干重动态 Table 2Dynamics of dry weight of husk leaves,cob-pedicel,and
27、 cob in six maize varietiesg玉米部位Maize parts品种Variety吐丝后天数Days after silking/d1529435057苞叶Husk leavesLK518.61.3 a13.21.4 b11.41.2 bc10.91.0 a8.401.0 bcBZY119.13.2 a14.92.0 b12.61.3 b12.11.3 a11.61.2 aFK00824.32.6 a20.12.4 a15.81.6 a13.31.3 a10.71.0 aXD20315.51.7 b13.51.2 b12.51.3 b12.01.5 a9.001.2 ab
28、HY2523.52.5 a18.62.0 a16.11.7 a12.71.4 a12.41.9 aLK913.11.5 b13.11.3 b10.51.4 c8.851.0 b7.900.9 c果穗柄 Cob-pedicelLK53.80.3 a5.10.4 a3.20.4 ab3.00.3 a2.20.3 bcBZY12.90.2 b4.10.1 b3.40.3 a3.10.4 a2.50.3 bFK0084.70.4 a4.80.2 a3.90.4 a3.40.4 a3.10.3 aXD2032.50.2 b4.10.3 b3.10.3 ab2.90.3 a2.60.3 bHY252.90
29、.3 b4.20.4 b2.90.4 b2.40.3 b1.90.2 cLK91.80.1 c2.40.3 c2.30.3 b2.20.2 b2.20.2 bc果穗 CobLK563.67.7 b13910.2 a16010.2 b16511.3 c17314.2 cBZY192.85.7 a13411.0 a1679.10 b18410.3 b18810.2 bFK00876.58.7 b12110.2 b16215.6 b16814.0 c17215.1 cXD20391.57.4 a1389.70 a1909.40 a22212.4 a22411.7 aHY2553.24.5 c1391
30、0.3 a16212.3 b17315.4 c17511.2 cLK989.67.6 a1187.20 b16711.1 b17112.0 c17313.2 c 2.4苞叶、果穗柄和果穗的含水率动态玉米苞叶、果穗柄和果穗的含水率不同(表 3)。苞叶在前期含水率最高,随着生育进程的推进其含水率呈下降趋势。不同品种玉米果穗柄前期含水率最高,而后逐渐下降,但 DAS 50 之前含水率下降幅度较小,其含水率一直维持在 79.7%以上;DAS 51 57,含水率降幅较大,其中 LK9 和 FK008 下降幅度最大。从吐丝开始至生育后期,不同品种的果穗的含水率一直呈下降趋势,至 DAS 57 含水率最低。
31、2.5收获时玉米产量和籽粒含水率不同玉米品种的籽粒产量和收获时籽粒含水率不同(图 3)。玉米籽粒产量以 FK008 和 XD203 较高,与他们相比,LK5 分别显著下降了 16.1%和 10.9%(P0.05),BZY1 分别显著下降了 15.0%和9.8%(P0.05),LK9 分别显著下降了 17.0%和 12.3%(P0.05)。玉米籽粒的含水率以 FK008 最高,与 FK008 相比,LK5、BZY1 和 XD203 品种分别显著下降了 23.2%、14.2%和 13.6%(P0.05)。第 3 期刘胜群等:吉林省东部冷凉区早熟春玉米苞叶脱水性状分析287 2.6苞叶、果穗柄和果穗
32、干重的相关分析对玉米果穗柄与苞叶干重、苞叶和果穗干重以及果穗柄与果穗干重(图 4)之间的关系进行Pearson 相关分析,分析结果显示,玉米苞叶和果穗柄干重之间呈极显著正相关关系(P0.01);果穗干重和苞叶干重之间呈极显著负相关关系(P0.01);果穗柄干重和果穗干重之间无相关性。bbaaabb02 0004 0006 0008 00010 00012 00014 000LK5BZY1 FK008 XD203 HY25LK9籽粒产量Grain yield/(kghm2)cbcabcabab0510152025303540LK5BZY1FK008 XD203 HY25LK9籽粒含水率Grain
33、 moisture/%图 3籽粒产量和收获时玉米籽粒含水率Fig.3Grain yield and grain moisture in six maize varieties at harvest 表 3不同玉米品种的苞叶、果穗柄和果穗的含水率动态 Table 3Dynamics of moisture content of husk,cob-pedicel and cob in six maize varieties%玉米部位Maize parts品种Variety吐丝后天数Days after silking/d1529435057苞叶Husk leavesLK583.15.4 a70.1
34、5.7 c33.73.4 cd8.700.9 d7.900.8 dBZY179.15.6 a74.04.3 b37.62.4 c11.51.4 cd11.00.9 cdFK00881.11.2 a75.06.4 b66.33.9 a52.62.1 a43.61.2 aXD20380.46.2 a78.75.3 a46.73.0 b16.42.4 c15.61.1 cHY2582.04.2 a70.47.1 c50.53.7 b44.22.3 b39.20.8 bLK983.73.6 a70.22.4 c28.53.7 d17.21.1 c11.91.1 cd果穗柄Cob-pedicelLK58
35、8.66.7 a87.65.4 a86.45.7 a85.74.6 a80.10.8 aBZY188.62.4 a86.74.4 a84.57.1 a81.35.6 b73.91.5 cFK00886.26.3 a85.26.4 a84.02.3 a81.94.5 b77.20.4 abXD20384.36.7 a82.85.7 a80.86.4 a79.76.3 b78.40.2 abHY2588.05.3 a86.38.9 a84.04.9 a82.13.6 b79.40.7 aLK990.26.0 a90.01.2 a87.14.6 a85.75.5 a76.31.3 bc果穗CobLK
36、568.96.3 ab53.84.3 a38.13.6 b30.55.1 b29.54.3 bBZY159.44.5 b58.24.2 a44.03.2 a34.22.3 b32.13.6 bFK00866.94.2 ab55.24.3 b43.75.2 b40.54.6 a37.72.5 aXD20365.94.6 ab54.13.3 ab41.85.1 b32.63.6 b31.44.2 bHY2574.14.3 a47.93.4 b41.54.2 b40.54.3 a39.75.1 aLK962.25.3 b54.74.0 a39.18.3 b38.25.2 a35.73.3 ab288
37、土 壤 与 作 物第 12 卷 2.7苞叶、果穗柄和果穗含水率的相关分析对玉米果穗柄与苞叶含水率(图 5A)、苞叶与果穗含水率(图 5B)以及果穗柄与果穗含水率(图 5C)之间的关系进行 Pearson 相关分析,分析结果显示,玉米果穗柄和苞叶含水率之间呈极显著正相关关系(P0.01);果穗和苞叶含水率之间呈极显著正相关关系(P0.01);果穗柄和果穗含水率之间呈显著正相关关系(P0.05)。2.8收获时玉米籽粒含水率、苞叶性状和雌穗脱水速率的相关分析对玉米收获时籽粒含水率和苞叶脱水速率(图 6A)、苞叶层数和果穗柄脱水速率(图 6B)以及穗基部苞叶厚度和果穗柄脱水速率(图 6C)的相关性进行
38、 Pearson 相关分析,分析结果显示,收获时籽粒含水率和苞叶 DAS51 57 的脱水速率之间呈极显著线性正相关关系(P0.01);苞叶层数和果穗柄 DAS30 43 的脱水速率之间呈显著线性负相关关系(P0.05);穗基部苞叶厚度和果穗柄 DAS30 43 的脱水速率之间呈显著线性负相关关系(P0.05)。(A)6543210苞叶干重Dry weight of husk leaves/g100203040果穗柄干重Dry weight of cob-pedicel/gy=0.119 1 x+1.454R2=0.317*(B)苞叶干重Dry weight of husk leaves/gy
39、=7.979 4 x+259R2=0.583 6*0250200150100500102030果穗干重Dry weight of cob/g(C)2502001501005000246果穗柄干重Dry weight of cob-pedicel/g果穗干重Dry weight of cob/gLK5BZYlFK008XD203HY25LK9图 46 个玉米品种的苞叶干重、果穗干重和果穗柄干重之间的相关分析Fig.4Correlation between dry weight of husk leaves,cob-pedicel and cob in six maize varieties y=
40、0.098 4 x+78.9R2=0.420 2*(A)1009080706050403002040苞叶含水率Moisture of husk leaves/%6080100果穗柄含水率Moisture of cob-pedicel/%y=0.390 8 x+28.0R2=0.783 5*(B)100908070605040302002040苞叶含水率Moisture of husk leaves/%6080100果穗含水率Moisture of cob/%y=2.083 8 x127R2=0.512 9*80(C)70605040300210060708090100果穗柄含水率Moistur
41、e of cob-pedicel/%果穗含水率Moisture of cob/%LK5BZYlFK008XD203HY25LK9图 56 个品种玉米苞叶含水率、果穗柄含水率和果穗含水率之间的相关分析Fig.5Correlation between moisture of husk leaves,cob-pedicel and cob in six maize varieties第 3 期刘胜群等:吉林省东部冷凉区早熟春玉米苞叶脱水性状分析289 3讨论本研究结果显示,苞叶含水率与果穗含水率呈显著正相关关系,这一结果与前人研究结果一致18。但果穗柄含水率及其与苞叶、果穗含水率的相关性研究鲜见。我
42、们的研究结果发现,果穗柄含水率与果穗含水率呈显著正相关关系。这可能是由于苞叶、果穗柄和果穗共同构成玉米的雌花序,它们之间含水率相关性可能与其生物学结果和功能有关。苞叶位于果穗外侧,包裹果穗,具有保温、保水和保护果穗的作用9。研究显示,苞叶层数、苞叶长短、苞叶厚度及苞叶含水量等性状影响玉米果穗脱水速率16。李淑芳等19和李璐璐等20等的研究均得出苞叶层数与收获时籽粒含水率的正相关关系,较少的苞叶层数有利于籽粒含水率的降低,而过多的苞叶层数会对籽粒的脱水造成阻碍21。但关于苞叶层数如何影响果穗含水率报道较少。本研究结果显示,苞叶层数与吐丝后 30 43 d 的果穗柄脱水速率呈显著负相关关系(图 5
43、),这说明苞叶层数影响生育后期果穗柄的脱水速率,进而可能对果穗含水率产生影响。与苞叶层数相似,苞叶厚度同样受到研究者的重视,但研究多选取雌穗的一个部位进行苞叶厚度的考量,很少见雌穗不同部位苞叶厚度的报道。本研究测定了雌穗基部、中部和顶部的苞叶厚度,结果显示,苞叶厚度在雌穗上分布并非均匀一致,而是从基部到顶部呈下降趋势,且供试玉米雌穗的中部和顶部的苞叶厚度存在品种差异,这与马智艳等22的研究结果一致。本研究结果还显示,穗基部苞叶厚度和吐丝后 30 43 d 的果穗柄脱水速率之间呈极显著负相关关系,这说明,穗基部苞叶厚度影响吐丝后 30 43 d 的果穗柄脱水速率。已有研究认为,苞叶厚度是影响玉米
44、果穗脱水速率的重要因素,较厚的苞叶不利于籽粒降水23。苞叶具光合作用和储存作用,苞叶干重影响籽粒产量,良好的苞叶性状有助于籽粒建成。本研究结果显示苞叶干重和果穗干重之间呈显著正相关关系,尤其是在生育后期会将贮存的营养物质转运供给籽粒24,较高的苞叶干重有利于玉米高产。相比苞叶,果穗柄的研究较少。本研究显示果穗柄干重与果穗干重呈显著正相关关系。从植物学角度而言,果穗柄为缩短的茎秆,除支撑功能外,推测果穗柄具有一定储存功能,在生育后期其临时储存的干物质会向籽粒转移。此外,环境因素影响果穗含水率。研究证实,苞叶性状不仅存在基因型差异,同时还具有环境可塑性。马智艳等得出苞叶层数和包裹度等性状在不同试验
45、地点和不同品种间的差异显著22,其中苞叶层数受环境的影响尤其显著。因此,在不同种植区域玉米机械粒收品种选择时,应考虑环境因素对苞叶的影响。若培育吉林省东部冷凉区籽粒直接收获的玉米品种,需高度重视苞叶性状,关注苞叶的基因型差异,选择苞叶层数少、且苞叶较松的玉米,同时应该重视苞叶的环境可塑性,充分评估环境因素对苞叶性状的影响;此外,还应考虑果穗柄的含水率及其脱水速率变化等。40(A)3530252000.5脱水速率Dehydration rate/(%d1)1.01.5籽粒含水率Grain moisture/%y=4.701 x+26.1R2=0.894*(B)2015105000.050.100
46、.150.200.25y=42.874 x+16.3R2=0.878*脱水速率Dehydration rate/(%d1)苞叶层数Number of husk leavesper ear(C)0.80.60.40.20y=42.874 x+16.3R2=0.897*00.51.01.5脱水速率Dehydration rate/(%d1)苞叶基部厚度Thickness of husk leaves at base of ear/cmHY25LK9BZYlLK5FK008XD203注:A 图为吐丝后 51 57 天苞叶脱水率;B 图和 C 图为吐丝后 30 43 天果穗柄脱水率。Note:A in
47、dicates dehydration rate of husk leaves during DAS 51 57;B and C indicates dehydration rate of cob-pedicel during DAS 30 43.图 6收获时 6 种玉米不同指标相关性分析Fig.6Correlation of different indexes of six maize varieties at harvest290土 壤 与 作 物第 12 卷 4结论(1)吉林省东部冷凉区早熟春玉米雌穗的苞叶、果穗柄和果穗的含水率和脱水速率不同;且苞叶、果穗柄和果穗的含水率和脱水速率存在品
48、种差异。(2)玉米收获时籽粒含水率受苞叶脱水速率的影响,苞叶含水率和苞叶脱水速率影响玉米子粒含水率。(3)玉米苞叶含水率与果穗柄含水率呈显著正相关关系,苞叶性状与苞叶含水率和苞叶脱水速率有关,其中苞叶层数影响苞叶脱水速率,基部苞叶厚度影响果穗柄脱水速率。参考文献 (References):尚赏,郭书亚,张艳,等.不同种植密度玉米苞叶性状差异及其与收获期籽粒含水率的相关性研究J.山东农业科学,2022,54(7):5359.SHANG S,GUO S Y,ZHANG Y,et al.Differences in maize husk characters among different plan
49、ting densities and their correlation withgrain moisture content at harvest timeJ.Shandong Agricultural Sciences,2022,54(7):5359.1 张顺风,张桂萍,MARASINI Mukti,等.玉米苞叶性状与收获期子粒含水率相关性研究J.河南农业大学学报,2020,54(4):551558+565.ZHANG S F,ZHANG G P,MUKTI M,et al.Studies on the correlation between maize husk characters a
50、nd grain moisture content atharvestJ.Journal of Henan Agricultural University,2020,54(4):551558+565.2 李少昆,王克如,谢瑞芝,等.实施密植高产机械化生产 实现玉米高产高效协同J.作物杂志,2016(4):16.LI S K,WANG K R,XIE R Z,et al.Implementing higher population and full mechanization technologies to achieve high yield and highefficiency in mai
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