夏玉米籽粒脱水与农艺性状的相关通径分析

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　　摘 要：通过开展39个夏玉米杂交种籽粒脱水与农艺性状的相关通径分析，结果表明：收获时籽粒含水量与穗下绿叶、穗轴周长、雄穗分枝和生育期呈正相关，与吐丝—收获、成熟—收获呈负相关;中后期脱水速率与株高、穗位高、伸长节数、苞叶长和百粒重呈负相关。穗下绿叶、吐丝—收获对收获时籽粒含水量的直接效应极显著，雄穗分枝对收获时籽粒含水量的直接效应占51.7%;株高、穗位高、苞叶长对中后期脱水速率的直接效应分别占45.1%、66.2%、70.4%。
　　关键词：玉米;籽粒脱水;农艺性状;相关分析;通径分析
　　中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）（02-03）-0030-04
　　玉米用途广泛，是当今世界三大作物之一，在我国粮食生产中占据重要地位。玉米收获时，籽粒含水量高是影响籽粒机收的瓶颈因素[1]。含水率决定着籽粒的软硬程度，不仅直接影响机收的破碎率、损失率和杂质率，还会给籽粒干燥、储藏、加工等后续工作造成一定的困难。若收获时遭遇阴雨天气，还有可能发生霉变，最终影响玉米的商品品质和营养价值[2]。为此，本研究分析了籽粒脱水与主要农艺性状间的相关关系，拟找出与籽粒含水量关联密切的农艺性状，为黄淮海区域适宜籽粒机收玉米新品种选育提供参考相鉴。
　　1 材料与方法
　　1.1 供试材料 受有关单位委托，2019年濉溪县杨柳农业科学实验站开展了玉米高光效品种展示，承担了安徽神农玉米联合体品种适应性试验。
　　1.1.1 高光效品种展示 供试品种共计11个，分别为金玉1233、中玉505、金秋119、隆平206、登海505、联创808、迪卡653、迪卡517、秋东368、庐玉9105和鼎玉928。6月19日机播，8月4—6日吐丝，9月22—25日成熟，9月29日收获。
　　1.1.2 神农品种适应性试验 试验分4组进行。高密度组（75000株/hm2）区试参试品种14个（对照：郑单958），低密度组（57000株/hm2）区试参试品种8个（对照：隆平206）;低密度、高密度生产试验参试品种均3个（含对照）。区试6月21日人工开沟点播，生试6月19日机播，8月5—9日吐丝，9月23—28日成熟，10月2日收获。
　　1.2 数据采集与处理 以上述区域试验I重复和品种展示、生产试验中间行植株为观测、取样对象。品种展示和适应性试验分别自8月16日、8月24日开始，每3～5d取样1次，至收获期结束，共10次。每次取长势一致具有代表性的单穗株果穗3穗，人工脱其中部籽粒200粒，稱鲜重后放入烘箱105℃杀青30min，80℃烘约36h至恒重，称干重。
　　百粒水量（%）=百粒鲜重-百粒干重，籽粒含水量=百粒水量/百粒鲜重×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。
　　9月21日连续选定有代表性的植株10株，田间考察株高、穗位高、伸长节数、穗下绿叶、穗上绿叶和雄穗分枝;收获时连同苞叶、穗柄取10个单穗株果穗，室内考察苞叶长、穗柄长、穗柄节数（苞叶片数）和穗长、穗周长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗轴周长、风干轴重。区域试验I重复剩余果穗全部收获计产，II、III重复收取中间4行计产;品种展示和生产试验收取3个20m行计产。
　　1.3 统计分析 利用EXCEL 2003进行数据处理和作图，利用DPS v7.05进行相关分析。
　　1.4 花后气候条件 2019年8月11日至9月30日平均气温23.9℃，日最低气温平均19.4℃，日最高气温平均29.7℃;降水量70.3mm，雨日6d;日照时数326.7h。相对湿度74.7%，平均水汽压21.9hPa，蒸发量179.8mm。整体上气温正常，降水持续偏少，日照正常。整个9月无有效降水，对玉米籽粒脱水、晾晒有利。
　　2 结果与分析
　　2.1 籽粒水分变化动态 经分析，百粒水量（w）呈抛物线变化趋势，与吐丝后天数（t）一元二次曲线相关，呈前期增长、后期减少态势。峰值点位于吐丝后31～36d（本季在9月5—13日），随着吐丝期的推迟，峰值点趋于后移。籽粒含水量（p）自始至终呈下降趋势，与吐丝后天数（t）极显著负相关（表1）。籽粒脱水始于百粒水量曲线峰值后。
　　2.2 收获时籽粒含水量与脱水速率的相关性 依据玉米籽粒水分动态变化规律，测算3个脱水速率。成熟前后脱水速率：9月21日至收获;熟后脱水速率：9月26日前（含）成熟的取9月26日至收获，9月27日及以后成熟的取9月29日至收获;中后期脱水速率：9月11日至收获。分析表明：收获时籽粒含水量与脱水速率负相关，但只有与中后期脱水速率的相关性达显著水平（表2）。
　　2.3 籽粒脱水与农艺性状的相关性 收获时籽粒含水量是影响玉米收获品质的关键因素，由生理成熟时籽粒含水量和生理成熟后脱水速率共同决定的[3]。为此，以收获时籽粒含水量和中后期脱水速率为应变量进行分析。
　　2.3.1 与植株性状 相关分析表明：收获时籽粒含水量与株高、穗位高、伸长节数、穗上绿叶数之间不存在直线相关关系，而与穗下绿叶数、雄穗分枝数极显著正相关。中后期脱水速率与穗下绿叶数、穗上绿叶数、雄穗分枝数之间不存在直线相关关系，而与株高、穗位高、伸长节数显著负相关（表3）。
　　2.3.2 与穗部性状 从表4可以看出：收获时籽粒含水量与苞叶长、穗柄长、穗柄节数、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、风干轴重和粒长之间不存在直线相关关系，而与穗轴周长显著正相关，与穗周长弱正相关。中后期脱水速率与穗柄长、穗柄节数、穗长、穗周长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗轴周长、风干轴重和粒长之间不存在直线相关关系，而与苞叶长显著负相关。
　　2.3.3 籽粒脱水与生育期和产量性状的相关性 相关分析表明：收获时籽粒含水量与百粒重、穗粒重之间不存在直线相关关系，而与生育期极显著正相关，与吐丝—收获、成熟—收获天数极显著负相关。中后期脱水速率与吐丝—收获、成熟—收获、生育期之间不存在直线相关关系，而与百粒重显著负相关，与穗粒重弱相关（表5）。 　　2.4 籽粒脱水与主要农艺性状的通径分析
　　2.4.1 收获籽粒含水量与主要农艺性状 相关分析表明：收获时籽粒含水量与穗下绿叶、雄穗分枝和吐丝—收获、成熟—收获、生育期极显著相关，与穗轴周长显著正相关，与穗周长弱相关（表6）。穗下绿叶、雄穗分枝越多，果穗、穗轴越粗，生育期越长，收获时籽粒含水量越高;收获期相同，吐丝、成熟越早，收获时籽粒含水量越低。
　　为进一步明确籽粒含水量与各因素的直接作用和间接作用大小，删除株高、穗位高等与籽粒含水量相关不显著的性状[4]，对上述7个与收获时籽粒含水量弱相关以上的性状进行逐步回归分析，表明收获时籽粒含水量与穗下绿叶、雄穗分枝、吐丝—收获多元直线相关，W=89.74+1.310X1+0.178X2-1.218X5，F=16.15**。通径系数见表7。
　　2.4.1.1 穗下绿叶 穗下绿叶对收获时籽粒含水量具有极显著的正向直接效应，而通过雄穗分枝、吐丝—收获的间接效应只占17.1%。穗下绿叶与穗轴周长、生育期显著正相关，穗下绿叶越多，穗轴越粗，生育期越长。穗下叶干黄下垂有利于通风透光，提高玉米脱水速度[5]。39个参试种乳熟末期穗下绿叶0.8～5.0片，平均2.8片，标准差1.2片。机收籽粒玉米育种中选杂交种单株穗下绿叶应低于3片。
　　2.4.1.2 雄穗分枝 雄穗分枝对收获时籽粒含水量的正向直接效应占51.7%，略大于间接效应。雄穗分枝与生育期显著正相关，与穗周长、穗轴周长弱相关，雄穗分枝越多，生育期越长，果穗、穗轴越粗。39个参试种雄穗分枝3.6～18.7个，平均9.1个，标准差3.9个。机收籽粒玉米育种中选杂交种雄穗分枝应少于9个。
　　2.4.1.3 吐丝—收获 吐丝—收获对收获时籽粒含水量具有极显著的负向直接效应，而通过雄穗分枝、吐丝—收获的间接效应只占3.4%。吐丝—收获与成熟—收获极显著正相关，吐丝越早成熟越早。39个参试种8月4—9日吐丝，平均8月6日吐丝;吐丝—收获54～58d，平均55.5d，标准差1.2d。机收籽粒玉米育种中选杂交种吐丝期应比对照早1～2d。
　　2.4.2 脱水速率与主要农艺性状 相关分析表明：中后期脱水速率与株高极显著负相关，与穗位高、伸长节数、苞叶长、百粒重显著负相关，与穗粒重弱相关（表8）。植株、穗位越高，伸长节数越多，苞叶越长，百粒重、穗粒重越大，中后期脱水速率越小。对上述6个与中后期脱水速率弱相关以上的性状进行逐步回归分析，表明中后期脱水速率与株高、穗位高、苞叶长多元直线负相关，V=2.85-0.002X1-0.006X2-0.028X4，F=5.375**。通径系数见表9。
　　2.4.2.1 株高 株高对中后期脱水速率的直接负效应占45.1%，直接效应绝对值略小于间接效应。株高与伸长节数、百粒重、穗粒重正相关，植株较高，则伸长节数较多，百粒重、穗粒重较高。39个参试品种的株高在215.5～300.5cm，平均为255.7cm，标准差22.6cm。机收籽粒玉米育种中选杂交种株高在250cm左右。
　　2.4.2.2 穗位高 穗位高對中后期脱水速率的直接负效应占66.2%，大体上相当于间接效应的2倍。穗位高与伸长节数极显著正相关，伸长节数越多穗位越高。39个参试种穗位高在78.5～114.0cm，平均为96.8cm，标准差9.3cm。机收籽粒玉米育种中选杂交种穗位高95cm左右。
　　2.4.2.3 苞叶长 苞叶长对中后期脱水速率的直接负效应占70.4%，明显大于间接效应。苞叶长与百粒重、穗粒重极显著正相关。田间观察可知：苞叶长小于穗长的果穗，裸露的部分果穗缺粒较多。苞叶少、薄、短，成熟后自动打开，果穗籽粒脱水快[6]。39个参试种苞叶长在16.8～27.8cm，平均20.4cm，标准差2.1cm。机收籽粒玉米育种中选杂交种苞叶长20cm左右。
　　3 结论与讨论
　　（1）收获时籽粒含水量与穗下绿叶、穗轴周长、雄穗分枝和生育期正相关，与吐丝—收获、成熟—收获负相关;中后期脱水速率与株高、穗位高、伸长节数、苞叶长和百粒重负相关。这与朱传文等研究结果基本一致[7]。
　　（2）穗下绿叶、吐丝—收获对收获时籽粒含水量的直接效应极显著，雄穗分枝对收获时籽粒含水量的直接效应占51.7%;株高、穗位高、苞叶长对中后期脱水速率的直接效应分别占45.1%、66.2%、70.4%。植株和穗位矮、穗下绿叶和雄穗分枝少、吐丝早、苞叶短是机收籽粒玉米农艺性状的核心要求[8]。
　　（3）机械直收籽粒玉米品种是一类特殊的类型[9]。收获时籽粒含水量是由2对主基因和微效多基因控制，主基因中存在加性、显性、上位性效应，微效基因中存在加性和显性效应，均以显性效应占主导地位，遗传基础以主基因为主[10]。脱水速率受基因加性效应控制，可稳定遗传，早代选择有效[11]。玉米籽粒的含水量属田间隐蔽性状，不能直接选择。机收籽粒玉米育种应选择植株、穗位较矮，伸长节数、雄穗分枝少，穗轴细、苞叶短，吐丝、成熟早，百粒重、穗粒重较轻的杂交组合。通过收获时籽粒含水量测定决选。籽粒机收玉米不再是过去的“高富帅”，即高秆、粗茎、大棒型，而是现在的“矮密早”或“矮密快”模式，即适度矮秆、密度加大、成熟早且灌浆快的丰产型[12]。
　　参考文献
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　　[11]师亚琴，孟庆立，杨少伟，等.玉米籽粒脱水速率研究进展[J].中国种业，2018（5）：23-25.
　　[12]郭庆辰，康浩冉，王丽娥，等.黄淮地区籽粒机收玉米标准及育种模式探讨[J].农业科技通讯，2016（1）：159-162.
　　（责编：张宏民）
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