玉米生理成熟后籽粒脱水速率与主要农艺性状的相关分析

为选育脱水速率快的玉米新品种,以黑龙江省10个熟期相近而脱水速率差异较大的优良玉米自交系为试验材料,采用完全双列杂交设计配置杂交组合,对玉米的百粒重、穗粗等12个农艺性状与玉米生理成熟后籽粒脱水速率进行遗传相关和通径分析。结果表明:穗粗、穗行数、粒宽和胚重/胚乳重与玉米生理成熟后籽粒脱水速率之间均表现为显著或极显著正向相关;百粒重、穗长、胚占籽粒体积比和果皮厚度与玉米生理成熟后籽粒脱水速率之间均表现为极显著负向相关。通径分析结果表明:穗粗、穗行数、粒宽和胚重/胚乳重与玉米生理成熟后籽粒脱水速率直接通径系数为正值,百粒重、穗长、胚占籽粒体积比和果皮厚度与玉米生理成熟后籽粒脱水速率直接通径系数为负值。为获取脱水速率快的玉米,应主要选育果穗短粗、籽粒宽度较大、果皮薄和百粒重小的基因型的玉米杂交种。     

玉米收获期籽粒含水量与主要农艺性状相关分析

以黑龙江省第一积温带10份熟期相近而收获期含水量差异较大的优良自交系为试验材料,采用完全双列杂交设计配制杂交组合,对田间自然脱水速率、苞叶长等农艺性状与玉米收获期籽粒含水量进行遗传相关和通径分析。相关分析表明,田间自然脱水速率与收获期籽粒含水量表现为极显著负相关(R=-0.4508),苞叶长、粒宽等性状与收获期籽粒含水量表现为极显著正相关;通径分析表明,苞叶长、粒宽等性状对收获期含水量的直接通径系数均为正值,穗长、田间自然脱水速率对收获期含水量的直接通径系数为负值。为选育低收获期含水量的玉米品种,应着重选育田间自然脱水速率快、苞叶长较果穗长略短、穗位稍低、轴细、籽粒偏窄及百粒重稍低的基因型。     

玉米品种穗部性状差异及其对籽粒脱水的影响

【目的】玉米籽粒脱水速率快、收获期含水率低是适宜机械粒收品种的基本要求。穗部性状是玉米遗传基础的直观表现,与籽粒脱水有较紧密的联系,探寻二者之间的关系、明确影响籽粒脱水速率的关键指标,对于适宜机械粒收品种的选育和筛选具有重要意义。【方法】本研究以黄淮海夏玉米区当前主推的22个品种为研究对象,按苞叶、籽粒、穗轴和穗柄等部位将穗部性状分为41个指标参数,于2015—2016年进行连续观测,并与衡量籽粒脱水快慢的5个参数(生理成熟前籽粒脱水速率、生理成熟后籽粒脱水速率、籽粒总脱水速率、生理成熟期籽粒含水率和收获期籽粒含水率)进行相关分析。【结果】41个穗部指标在品种间均存在极显著差异,其中部分指标与籽粒脱水特征密切相关。苞叶长度与生理成熟后籽粒脱水速率显著负相关,与收获期籽粒含水率显著正相关;"苞叶长度/果穗长度"与生理成熟后籽粒脱水速率显著负相关;果穗夹角与籽粒总脱水速率显著正相关;穗轴生理成熟期含水率与籽粒生理成熟期、收获期含水率均呈极显著正相关关系;穗粒数与生理成熟前籽粒脱水速率、总脱水速率分别达到极显著、显著水平的负相关关系;"果穗长度/行粒数"与籽粒生理成熟前、后和总脱水速率分别呈显著或极显著正相关关系,与收获期籽粒含水率呈显著负相关关系;生理成熟期百粒干重与籽粒含水率呈显著负相关关系;而穗部其他性状与籽粒脱水速率、生理成熟期和收获期籽粒含水率均无显著相关性。【结论】黄淮海区域现有玉米品种穗部性状差异较大,苞叶短、穗轴生理成熟期含水率低、果穗夹角大、穗粒数少、籽粒小等穗部特征有利于籽粒脱水,可为适宜机械粒收品种的筛选和选育提供参考。     

黄淮海区域玉米收获期籽粒含水量与主要农艺性状的相关分析和通径分析

选用黄淮海地区有代表性的8个玉米品种为试验材料，利用SPSS对收获期籽粒含水量及农艺性状进行相关分析、逐步回归分析、通径分析。多重比较表明，8个玉米品种的13个性状在不同品种间达到显著性水平，行粒数除外。相关分析表明，收获期籽粒含水量与苞叶含水量、穗轴含水量、生理成熟天数、出苗至授粉天数、穗粗、百粒质量、产量呈极显著或显著性正相关，与籽粒脱水速率呈极显著负相关关系。逐步回归分析表明，苞叶含水量、穗粗、穗行数、百粒质量、籽粒脱水速率这5个农艺性状可以解释95%的因变量变异。通径分析表明，苞叶含水量、穗粗对收获期籽粒含水量的直接与间接作用均为正值，穗行数对收获期籽粒含水量的直接与间接作用基本抵消，百粒质量的间接正效用大于直接负效用，籽粒脱水速率的直接与间接作用均为负值。因此，在不影响产量的情况下，为获得籽粒含水量低的品种应重点选育田间脱水速率快、苞叶含水量低、穗粗较细及百粒质量稍低的材料。     

极早熟玉米品种籽粒脱水特性的初步研究

 采用裂区设计方式,对5个极早熟玉米品种的籽粒含水率及脱水速率进行了研究,结果表明品种间生理成熟时的籽粒含水率存在显著差异,变化幅度为35.61%～42.17%;收获时的籽粒含水率品种间差异极显著,变化幅度为15.49%～28.50%。抽丝后35d至生理成熟前籽粒平均脱水速率品种间差异显著,变化范围为0.5296%/d～0.9007%/d;生理成熟后至收获期籽粒的平均脱水速率品种间差异显著,变化范围为0.4246%/d～0.5935%/d。出苗至抽丝的天数、株高、灌浆期绿叶数、单穗产量等性状与籽粒含水量存在显著的相关关系,穗长和穗粗等性状对脱水速率有显著影响。另外试验条件下相对湿度对生理成熟后部分品种的脱水速率影响显著。     

玉米生理成熟后子粒自然脱水速率的遗传变异与相关分析

为了培育生理成熟后子粒脱水快的玉米新品种,以当前吉林省常用的71份玉米核心自交系为材料,采用裂区试验设计,利用烘箱法测定生理成熟后子粒脱水速率并进行遗传变异和相关性分析。结果表明:玉米的子粒脱水速率呈现出较大的遗传变异,在早熟和晚熟玉米自交系组内均达到极显著差异。在与子粒脱水速率进行相关分析的诸多性状当中,仅粒长与早熟组玉米的子粒脱水速率表现出极显著相关,其余性状虽然与玉米子粒脱水速率也表现出一定的相关性,但均未达到显著水平。     

玉米生理成熟后籽粒脱水特性

明确玉米生理成熟后籽粒脱水特性及与各器官脱水的关系,对加快玉米生理成熟后籽粒脱水速率和选育籽粒脱水速率快的品种具有重要意义。试验选用4个品种,从生理成熟期开始至生理成熟后31 d止,连续测定籽粒、穗轴、苞叶+果柄、叶片和茎秆的含水率,并分析生理成熟后籽粒脱水特性及其与各器官含水率的关系。结果表明,参试品种籽粒含水率降至28%所需生理成熟后积温及天数分别为197.08～353.32℃·d和7.3～12.9 d。籽粒含水率与其他器官含水率均呈极显著线性关系,籽粒脱水速率与穗轴脱水速率呈极显著正相关,与其他器官脱水速率相关性不显著。说明,合理的品种选择和缩短玉米生理成熟后籽粒脱水前期的持续时间可有效加快生理成熟后籽粒脱水,降低玉米生理成熟期籽粒含水率降至28%或25%所需积温;评价适宜机械粒收品种时,在关注籽粒脱水特性的同时需关注穗轴的脱水特性。     

不同来源玉米自交系品质性状的配合力分析

以14份来源于美国和我国的玉米自交系为亲本,按照完全双列杂交试验设计配制182个杂交组合,连续3 a分析玉米籽粒蛋白质、淀粉、脂肪、赖氨酸含量4个品质性状的配合力及性状与配合力的关系,为玉米籽粒优质性状改良和新品种选育提供材料及理论依据。结果表明,14份玉米自交系及其组配的182个杂交组合的籽粒蛋白质、淀粉、脂肪含量在3 a间总体上均呈极显著正相关。籽粒蛋白质、淀粉、脂肪、赖氨酸含量一般配合力（GCA）方差均明显大于特殊配合力（SCA）。籽粒蛋白质、淀粉、赖氨酸含量的遗传均以加性效应为主;淀粉含量遗传力最高,为71.82%,其次为赖氨酸含量（69.74%）,脂肪含量最低（42.83%）。4个品质性状GCA在不同自交系间差异均极显著,其中,籽粒蛋白质含量、淀粉含量和脂肪含量GCA效应值较大,赖氨酸含量GCA效应值较小。LH202、郑A88、PHR55和郑H71为亲本组配的杂交组合的品质性状SCA效应值较大,品质较优。玉米籽粒淀粉含量与蛋白质、脂肪、赖氨酸含量均呈极显著负相关,而蛋白质、脂肪、赖氨酸含量间均呈极显著正相关;杂交组合4个品质性状分别与父母本GCA效应值之和、SCA效应值呈极显...     

极早熟玉米重组群体籽粒脱水速率差异的初步研究

为培育生理成熟后籽粒脱水快的玉米品种,解决玉米收获期含水量过高的问题,以德美亚♂(脱水快)×边自30(脱水慢)组配的100个重组自交系群体为材料,对生理成熟后籽粒自然脱水速率进行方差分析和遗传力估计,比较重组自交系生理成熟后籽粒自然脱水速率的差异。结果表明:家系间籽粒自然脱水速率差异达到极显著水平,且籽粒自然脱水速率表现较高的遗传能力,广义遗传力为76.93。同时对籽粒脱水速率进行了正态分布检测,检测结果符合正态分布。     

8个玉米杂交种籽粒脱水特性研究

玉米收获时籽粒含水量是限制籽粒机收的关键因素。选用郑单958、先玉335、华美1号等8个玉米品种为试验材料,对籽粒、苞叶、穗轴的含水量及脱水速率进行分析。结果表明,不同品种间的籽粒含水量、籽粒脱水速率差异极显著;不同品种间的苞叶、穗轴含水量差异极显著。籽粒含水量与苞叶含水量呈极显著正相关;籽粒脱水速率与籽粒含水量、苞叶含水量呈极显著负相关;籽粒脱水速率与穗轴脱水速率呈极显著正相关。不同品种籽粒含水量在收获时差异明显,华美1号、先玉335、迪卡517、安玉308这4个玉米品种收获时产量高、籽粒含水量低,平均脱水速率较快,收获时含水量符合籽粒机收的要求;郑单958、迪卡516生理成熟后籽粒脱水速率较快,适时晚收对这2个品种很重要;联创808生理成熟后籽粒脱水速度慢,收获时含水量高,不适宜机收。     

玉米子粒自然脱水速率的分析

对 2 3个不同熟期玉米杂交组合生理成熟后 10d内子粒自然脱水速率进行了分析。结果表明 ,生理成熟时子粒含水量在 31 96 %～ 4 3 6 0 % ,同一熟期的材料子粒脱水速率有显著差异 ,变幅在 0 18%～ 1 80 %。子粒脱水速率大小与生理成熟早晚无明显相关 ,受生理成熟时含水量影响较大     

玉米籽粒脱水速率影响因素分析

玉米收获时籽粒含水率是影响机械粒收质量、安全贮藏和经济效益的关键因素,已经成为一个重要的技术与经济问题。当前玉米品种收获期籽粒含水率偏高不仅制约了中国玉米粒收技术的推广、影响到玉米收获及生产方式的转变,也严重影响了玉米品质。从国内外相关文献综述可见,收获期玉米籽粒含水率主要由生理成熟前后籽粒的脱水速率控制,该性状是可遗传的,品种间具有显著的差异;品种间脱水速率与苞叶、穗轴、籽粒特征及果穗大小等许多农艺性状有关;玉米生育后期的空气湿度(环境水分的饱和亏缺程度)、温度、日辐射、风速、降雨等生态气象因子对籽粒脱水速率具有重要影响;播期、种植密度、株行距、水肥管理等栽培措施对籽粒脱水也有一定影响。通过生理成熟时籽粒含水率和生理成熟后籽粒脱水速率参数可预测籽粒的适宜机械收获时间。本文建议,当前选择适当早熟、籽粒发育后期脱水快、成熟与收获时含水量低的品种是中国各玉米产区实现机械粒收技术的关键措施。同时,鉴于籽粒脱水速率受基因型、生态气象因素和栽培措施的共同作用,而中国玉米种植区域广、种植方式与品种类型多,因此,需要深入研究玉米籽粒脱水的生理机制,并在各产区针对籽粒脱水特征开展系统观测,为玉米机械粒收技术的推广和品质改善提供理论依据和技术支撑。     

Starch Accumulation and Enzyme Activities Associated with Starch Synthesis in Maize Kernels

The filling rate and the starch accumulation in developing maize kernel were analyzed. The changes of enzyme activities associated with sucrose metabolism and starch biosynthesis were investigated. The purpose is to discuss the enzymatic mechanisms responsible for starch synthesis. Two types of maize cultivars （Zea mays）, high starch maize （Feiyu 3） and normal maize （Yuyu 22）, were grown in a corn field. The factors involved in starch synthesis were performed during the growth period. The kernel filling rate, the sucrose content, the starch accumulating rates and the activities of SS （sucrose synthase）, GBSS （granule-bound starch synthase）, SBE （starch branching enzyme） of Feiyu 3, which has high starch content, were significantly higher than those of Yuyu 22, which has low starch content, after 10 DAP （days after pollination）. Correlation analysis indicated that ADPGPPase （ADP-glucose pyrophosphorylase） and DBE （starch debranching enzyme） were not correlated with the starch accumulating rates and the kernel filling rate, but the SS activity at the middle and late period were highly significantly correlated with the starch accumulating rates and the kernel filling rate. The GBSS activity was highly significantly correlated with the amylose accumulating rate, but not correlated with the kernel filling rate. The SBE activity was highly significantly correlated with the amylopectin accumulating rate and the kernel filling rate. It was not ADPGPPase and DBE, but SS was the rate-limiting factor of starch biosynthesis in developing maize kernels. GBSS had an important effect on amylose accumulation, and SBE had a significant effect on amylopectin accumulation.     

玉米生理成熟后田间脱水期间的籽粒重量与含水率变化

【目的】黄淮海夏播玉米区收获期偏早、籽粒含水率普遍偏高,制约了机械粒收的收获质量,延期收获能够降低收获期籽粒含水率,但是该过程是否因籽粒重量下降造成产量损失尚不明确。本文开展玉米生理成熟后田间站秆脱水期间籽粒含水率与粒重变化情况研究,为机械粒收技术的推广应用提供依据。【方法】本研究于2015年和2016年在河南新乡中国农业科学院综合试验站进行,选择22个当前主要种植品种为供试材料,采取统一授粉,连续测定籽粒重量与籽粒含水率变化。其中,2015年授粉后26 d开始测定,生理成熟后26—52 d结束;2016年授粉后11 d开始测定,生理成熟后16—35 d结束。分析生理成熟后田间脱水期间籽粒含水率与粒重变化。【结果】22个参试品种生理成熟期百粒干重为23.3—37.4 g,平均为30.8 g;籽粒含水率为21.5%—33.1%,平均为27.5%。22个品种生理成熟后分别经过16—52 d田间站秆晾晒后,百粒干重为22.9—38.4 g,平均为32.0 g;籽粒含水率为12.9%—24.4%,平均为17.3%。生理成熟前籽粒重量随着授粉后天数增加而逐渐增加,不同测试时期之间存在显著差异;生理成熟后随着田间站秆时间延长,籽粒含水率变化呈极显著下降趋势,而籽粒重量未表现出显著变化,不同熟期品种和不同年份结果表现一致;生理成熟后籽粒重量与籽粒含水率之间不存在显著相关关系。【结论】黄淮海夏玉米生理成熟后田间站秆晾晒脱水期间,籽粒含水率显著下降,而籽粒重量并未发生显著变化,延期收获降低了籽粒含水率,并且不会因粒重下降造成产量损失。     

玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性分析

【目的】分析玉米籽粒发育过程中灌浆速率、蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化,了解玉米籽粒淀粉积累的控制机理。【方法】以高淀粉玉米（费玉3号）和普通玉米（豫玉22）为材料,进行大田试验,采用比色法测定蔗糖含量,采用双波长法测定淀粉及其组分含量的变化动态,参照Douglas等的方法测定蔗糖合成酶（SS）活性,参照Nakamura等的方法测定腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）和去分支酶（DBE）的活性。【结果】灌浆速率、蔗糖含量、淀粉积累速率及SS、GBSS、SBE活性的高低均存在明显的基因型差异,授粉后10 d后,费玉3号上述指标均高于豫玉22。相关性分析表明,灌浆中后期SS活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率均呈（极）显著正相关;ADPGPPase、DBE活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率的相关性未达到显著水平;GBSS活性与直链淀粉积累速率呈极显著正相关,与籽粒灌浆速率相关性不显著;SBE活性与支链淀粉积累速率和籽粒灌浆速率呈极显著正相关。【结论】ADPGPPase和DBE不是影响玉米籽粒中淀粉积累的关键酶;SS是淀粉积累的限速因子;GBSS对直链淀粉积累起重要的调节作用;SBE对支链淀粉积累起关键作用。     

Difference in corn kernel moisture content between pre-and post-harvest

The harvest method of shelling corn(Zea mays L.) kernels in the field decreases labor costs associated with transporting, drying and threshing the crop. However, it was previously found that the kernel moisture content increased after field harvest, which decreased the value of corn kernels. To identify the reasons underlying the increase, we conducted a multiyear and-area trial in the Huang-Huai-Hai Plain, China and performed a staged-harvest test at several phases of kernel dry-down. The test investigated a range of parameters such as the kernel moisture content pre-and post-harvest, the kernel breakage rate, the amount of impurities, and the moisture content of various other plant tissues. An analysis of 411 pairs of pre-and post-harvest samples found that kernel moisture content after harvest was 2.2% higher than that before harvest. In the staged-harvest test, however, a significant increase was only observed when the kernel moisture content before harvest was higher than 23.9%. The increase in post-harvest kernel moisture content was positively associated with the pre-harvest kernel moisture content, breakage rate and impurity rate. Typically, at harvest time in this region, there is a significant fraction of immature crops with a high moisture content, resulting in kernels that are prone to breakage or impurities that ultimately lead to increases in water content after harvest. Therefore, we suggest using hybrids that quickly wither late in the growing stage. Additionally, farmers should delay harvest in order to minimize the pre-harvest kernel moisture content and thus reduce breakages and impurities, thereby improving the quality of kernels after harvest and the efficiency of corn kernel farming in China.     

鲜食糯玉米不同品种授粉后籽粒品质主要成分的变化

 【目的】试图阐明糯玉米籽粒品质主要成分授粉后的变化动态。【方法】以15个糯玉米品种为材料，采用完全区组设计，分析灌浆期籽粒粗淀粉、可溶性糖、蛋白质含量变化规律，及与品尝品质和产量的相关性。【结果】影响品质的主要因子是：外观品质、糯性和柔嫩性。灌浆各时期籽粒粗淀粉、可溶性糖、蛋白质含量的品种间差异显著。籽粒粗淀粉积累呈“S”型增长曲线，符合Richards方程，y=K/(1+Ae-Bx)1/N，粗淀粉积累起始增长势高、活跃增长期长、快增期灌浆速率高有利于籽粒粗淀粉积累。可溶性糖含量随授粉后天数的增加呈下降趋势，下降速率以吐丝后4～12 d较快，12～20 d渐慢，20～24 d又变快，24 d后又转慢，到成熟期降至最低值。蛋白质含量与授粉后天数的变化符合方程Y=a×ebx，b绝对值小有利于籽粒蛋白质含量的提高。【结论】授粉后糯玉米不同品种籽粒品质主要成分分别具有一致的变化规律，方程参数值不同体现了籽粒品质成分品种间差异。     

Does nitrogen application rate affect the moisture content of corn grains?

Nitrogen fertilizer application is an important measure to obtain high and stable corn yield, and the moisture content of corn grains is an important factor affecting the quality of mechanical grain harvesting. In this study, four different nitrogen fertilizer treatments from 0 to 450 kg ha~(–1) pure nitrogen were set for a planting density of 12.0×10~4 plants ha~(–1) in 2017 and 2018, and 18 different nitrogen fertilizer treatments from 0 to 765 kg ha~(–1) pure nitrogen were set for planting densities of 7.5×10~4 and 12.0×10~4 plants ha~(–1) in 2019, to investigate the effect of nitrogen application rate on the moisture content of corn grains. Under each treatment, the growth of corn, leaf area index(LAI) of green leaves, grain moisture content, and grain dehydration rate were measured. The results showed that, as nitrogen application increased from 0 to 765 kg ha~(–1), the silking stage was delayed by about 1 day, the maturity stage was delayed by about 1–2 days, and the number of physiologically mature green leaves and LAI increased. At and after physiological maturity, the extreme difference in grain moisture content between different nitrogen application rates was 1.9–4.0%. As the amount of nitrogen application increased, the corn grain dehydration rate after physiological maturity decreased, but it did not reach statistical significance between nitrogen application rate and grain dehydration rate. No significant correlation was observed between LAI at physiological maturity and grain dehydration rate after physiological maturity. In short, nitrogen application affected the grain moisture content of corn at and after physiological maturity, however, the difference in grain moisture content among different nitrogen application rates was small. These results suggest that the effect of nitrogen application on the moisture content of corn grains should not be considered in agricultural production.     

不同播种期和收获期对高油玉米品质的影响

[目的]提高高油玉米品质。[方法]设计8个播期和4个收获期,研究不同播期和收获期对高油玉米吉油1号灌浆速率和淀粉、蛋白质、脂肪积累速率的影响。[结果]4月30日播种的吉油1号籽粒灌浆速率最快。吉油1号蛋白质、油分的最大积累速率均出现在授粉后25 d左右,说明高油玉米在灌浆期油分和蛋白质可以同时积累并使积累速率快速达到最大值,而后积累速率放慢;淀粉积累高峰出现在授粉后30 d左右,授粉后10～30 d淀粉含量快速增加,30 d后增加变慢。[结论]高油玉米吉油1号在吉林省东部的最佳播期为4月30日左右,最佳收获期为10月5日左右。