唐 瑭 陆大雷 赵浚宇 闫发宝 董 策 陆卫平!

播期对糯玉米籽粒产量和淀粉热力学特性的影响

唐 瑭1，2陆大雷1赵浚宇1闫发宝1董 策1陆卫平1!

(扬州大学农学院江苏省作物遗传生理重点实验室农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室1，扬州 225009)
(淮阴师范学院生命科学院2，淮安 223300)

以4个糯玉米品种(垦粘1号，苏玉糯2号，苏玉糯5号和渝糯7号)为材料，研究了播期对其籽粒产量与淀粉热力学特性的影响。结果表明:各品种在5月15日播种时受飞虱危害不能正常成熟，能正常成熟时籽粒产量均在4月15日播种时最低，垦粘1号和苏玉糯2号在6月15日播种时最高，苏玉糯5号和渝糯7号则在7月15日播种时最高。播期对淀粉热力学特征值的影响远高于品种间差异(回生值除外)。总体上，回生值受播期影响较小，热焓值和峰值指数以3月15日播种时最高，6月15日播种时最低，起始温度、峰值温度和终值温度以4月15日播种时最高，7月15日播种时最低，糊化范围4月15日播种时最低，6月15日播种时最高。不同品种籽粒产量和淀粉热力学特征值对播期的响应有显著基因型差异。碘结合力播期处理的变化趋势与转变温度3个指标相似。相关分析表明，碘结合力与起始温度、峰值温度、终值温度和峰值指数显著正相关，与糊化范围显著负相关。

糯玉米 播期 籽粒产量 热力学特性 碘结合力

作物产量品质受到基因型、环境和栽培措施的协同调控［1－2］。随着育种水平提高和生产条件改善，气候因素(温、光、水、气)对作物生长发育的调节愈显重要。播期是生产上调控作物生长发育的一项关键栽培措施。调整播期可以避开作物生产中的不利气候环境因素，进而提高产量和改善品质。适期播种可以改善开花期条件，提高玉米结实率，且灌浆期叶面积指数、群体透光率和穗位叶光合速率较优，最终形成高产［3－4］。秋播糯玉米上研究发现，随着播期推迟，果穗秃顶增大，行粒数、百粒鲜重降低，生育期延长，雌雄开花间隔变大;籽粒中可溶性蛋白、粗蛋白、脂肪和淀粉含量降低［5－6］。其他作物研究亦发现，播期对淀粉热力学特性有显著影响［1，7－8］。

糯(蜡质)玉米是原产于中国的特用玉米，20世纪初传至美国，并逐渐发展成为商业专用玉米［9］。糯玉米受wx隐性基因控制，其籽粒淀粉全部由支链淀粉组成，容易糊化，黏滞性强，透明度和溶解度高，冻融稳定性和消化性好，且淀粉产量接近普通玉米，被广泛用于制作汤圆等糯性食品或其他休闲小食品或作食品增稠剂［9］。扬州地处江苏省中部，为亚热带湿润气候区，糯玉米3月中旬至7月下旬均可播种，本课题组前期研究了春播和秋播处理下糯玉米淀粉热力学特性的变化趋势［2］;在此基础上，本研究以国家糯玉米区域试验4个对照品种为材料，设置了5个不同播期处理，分析了籽粒产量与淀粉热力学特性在不同播期间的变化趋势，以期为糯玉米的高产优质栽培提供参考。

1 材料与方法

1．1 试验设计与仪器

供试材料为国家糯玉米区域试验对照品种，分别为东南区苏玉糯5号、西南区渝糯7号、黄淮海区苏玉糯2号、东北华北区垦粘1号，在我国有较大的种植面积，种子由国家农业技术推广中心品种管理处提供。

试验于2010年在扬州大学农牧场进行，土质为砂壤土，地力中等。土壤有机质含量14．27 g·kg－1，含全氮0．96 g·kg－1，碱解氮82．33 mg·kg－1，速效钾86．14 mg·kg－1，速效磷6．31 mg·kg－1。采用单因素随机区组设计，设置5个播期［3月15日(I)、4月15日(II)、5月15日(III)、6月15日(IV)和7月15日(V)］，待苗长至1叶1心时移栽(DB/T 1583—2009)，小区面积24 m2，重复2次。种植密度为52 500株·hm－2，基肥施纯氮75 kg·hm－2、P2O565 kg·hm－2、K2O 70 kg·hm－2，移栽前深施，拔节期追施纯氮150 kg·hm－2，其他管理措施统一按常规要求实施。花后40 d左右收获(Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、V各播期处理下的生育期约为120、105、90、95 d)，测定产量和相关理化指标。

PE Lambda 12紫外 －可见分光光度计:美国Beckman公司;200F3差示扫描量热仪:德国NETZSCH公司。

1．2 测定项目与方法

籽粒产量测定:参照本课题组前期已报道的方法［10］进行。

理论产量=穗数×穗粒数×千粒重×0．9

热力学特性测定:籽粒烘干(60℃)后粉碎过100目筛，所得样品参照本课题组前期已报道的方法［2］测定热力学特性。热力学参数包括起始温度(To)、峰 值 温 度(Tp)、终 值 温 度(Tc)、热 焓 值(ΔHgel)，糊化范围(R)和峰值指数(PHI)，其中，R=2(Tp"To);PHI=ΔHgel/(Tp－To)。回生值为回生样品的热焓值(ΔHret)和原样品粉的热焓值(ΔHgel)之比。

碘结合力测定:参照本课题组前期已报道的方法［11］测定碘结合力。蓝值为635 nm处的吸光值，最大吸收波长为最大吸光值处的波长，碘结合力为635 nm处和520 nm处的吸光值之比。

1．3 数据分析

数据采用DPS 7．05进行统计和相关分析，采用最小显著差异法(LSD0．05)检验平均数。

2 结果与分析

2．1 糯玉米籽粒产量

5月中旬播种时，糯玉米幼苗期受飞虱危害，产生粗缩病，不能正常生长。生长55 d时各品种株高仅有70～100 cm左右，因此试验数据均为4个播期处理。从图1可以看出，各品种均在播期II处理下籽粒产量最低(平均仅为2 163 kg·hm－2)，垦粘1号和苏玉糯2号在播期Ⅳ处理下最高(分别为5 340和4 373 kg·hm－2)，苏玉糯5号和渝糯7号在播期V处理下最高(分别为4 537和4 755 kg·hm－2)。

图1 播期对糯玉米籽粒产量的影响

2．2 胶凝特性

由表1可知，热焓值苏玉糯5号和渝糯7号在不同播期下无显著差异，垦粘1号在Ⅰ和Ⅴ处理下较高，Ⅳ处理下较低;苏玉糯2号在I处理下较高，Ⅳ处理下较低。4个品种的起始温度、峰值温度和终值温度在Ⅱ处理下较高，但除渝糯7号在Ⅳ处理下较低外，其余3个品种在Ⅴ处理下较低。4个品种的峰值指数在Ⅰ和Ⅱ处理下较高，Ⅳ和Ⅴ处理下较低;糊化范围表现和峰值指数相反。总体上，热焓值和峰值指数在I处理下最高，Ⅳ处理下最低;转变温度3个指标II处理下最高，Ⅴ处理下最低;糊化范围Ⅱ处理下最低，Ⅳ处理下最高。进一步分析发现，胶凝特征值的F值均现为播期间高于品种间，说明其受播期较大。

表1 不同播期下各品种胶凝特征值

2．3 回生特性

由表2可知，淀粉冷藏回生后表现为热焓值和转变温度的降低。垦粘1号、苏玉糯5号和渝糯7号在播期Ⅰ处理下热焓值较高，其他3个处理下无显著差异，苏玉糯2号在播期Ⅱ和Ⅴ处理下较高，而在Ⅰ和Ⅳ处理下较低，总体上热焓值以Ⅰ处理下较高，Ⅳ处理下较低。垦粘1号在播期Ⅰ处理下回生值较高，Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ处理下无显著差异;苏玉糯2号以Ⅴ处理下较高，Ⅰ处理下较低;渝糯7号则以Ⅰ处理下较高，Ⅱ处理下较低;苏玉糯5号的回生值在不同处理下相对稳定，但总体上回生值受播期影响较小。进一步分析发现，样品回生后热焓值和回生值总体上受品种影响较大。

表2 不同播期下各品种回生特性

2．4 蓝值、碘结合力、最大吸收波长

由表3可知，蓝值垦粘1号I处理下较高，其他3个处理下无显著差异，苏玉糯2号Ⅳ处理下较高，其他3个处理下无显著差异，苏玉糯5号和渝糯7号受播期影响较小。各品种最大吸收波长Ⅰ处理和Ⅱ处理下无显著差异，但均高于Ⅳ和Ⅴ处理。碘结合力渝糯7号各处理下无显著差异，其余3个品种均以Ⅱ处理下较高，Ⅴ处理下最低。进一步分析表明，蓝值，最大吸收波长和碘结合力的变异均主要受播期影响。

表3 不同播期下各品种蓝值、最大吸收波长和碘结合力

2．5 相关分析

由表4可知，糯玉米淀粉的热力学特性之间存在一定的相关关系。淀粉胶凝特征参数中，峰值温度、起始温度和终值温度两两极显著正相关，峰值指数和峰值温度极显著正相关，糊化范围与峰值温度、起始温度、终值温度和峰值指数分别为显著负相关。回生后热焓值和回生值极显著正相关。最大吸收波长与碘结合力极显著正相关。最大吸收波长和碘结合力与起始温度、峰值温度、终值温度显著正相关，且碘结合力与峰值指数显著正相关，与糊化范围显著负相关。

表4 不同理化特征值之间的相关性

注:*代表5%显著水平，＊＊代表1%显著水平

3 讨论

作物产量和品质受基因型与环境的协同控制。Tester［12］认为，如果不能阐明环境对作物品质的影响，而仅通过选择品种改良品质是不现实的。在普通玉米、甜玉米和糯玉米上较多研究表明，播期对籽粒产量有显著影响，调整播期可以改善玉米生育期环境条件，增加干物质积累量，改善叶面积指数、群体透光率和光合速率，增加穗粒和粒数，进而提高产量［3－6，13－17］。本研究结果表明，在5月15日播种时，由于受飞虱危害，糯玉米不能正常生长至成熟，生产上可通过调整播期以改变生长环境，进而避免虫草害［18－19］。在江苏省玉米生产中，目前亦是通过春玉米适期早播、夏玉米适期迟播，避开飞虱危害，进而获得高产。本研究发现，播期对糯玉米籽粒产量有显著影响，虽然各品种表现不一，但均在4月15日播期处理下籽粒产量最低，这与该播期处理下抽雄吐丝期遭遇梅雨影响授粉，以及灌浆结实期高温胁迫有关。因此，在生产中应根据各地区的气候条件，选择适宜播期，获得高产。

研究高梁表明，环境对淀粉热力学特性大于其基因型间差异［7］。水稻上研究却发现基因型差异高于播期对米粉热力学特性的影响［8］。对芋艿淀粉的研究表明，不同播期处理下，夏播时淀粉的糊化温度和热焓值较高，其主要是该播期下淀粉粒径较大所致［1］。本课题组前期研究亦发现，春播和秋播处理下淀粉的热力学特征值有显著差异［2］。本研究结果表明，播期对糯玉米热力学特征值(回生值除外)有显著影响，说明选择适宜播期可获得具备不同热力学特性的糯玉米粉。研究表明，环境对支链淀粉的链长分布有显著影响，与高温相比，低温下的淀粉支链淀粉中短链比例升高，长链比例降低［20－21］。碘结合力可简单评估支链淀粉中长短链比例［22］。本研究发现，碘结合力在不同播期有显著差异，且变化趋势总体上与转变温度相似。相关分析亦证实碘结合力与样品的转变温度和峰值指数呈显著正相关，与糊化范围显著负相关，表明当籽粒淀粉中长链比例越高时，需要较高的温度来使之糊化。

4 结论

播期对糯玉米籽粒产量与淀粉热力学特性存在显著影响。在本试验条件下，糯玉米5月15日播种时各品种受飞虱危害不能正常成熟，4月15日播种时各品种产量最低，其他处理下各品种表现不一。碘结合力和热焓值在春播(3月15日播种)处理下较高，其他处理下无显著差异;而转变温度则以在秋播(7月15日播种)处理下较低;回生值总体上受播期影响较小。综合考虑各品种在各播期下的表现，本地区糯玉米可在3月中旬、6月中旬和7月中旬进行播种，一方面可以保证籽粒产量，另一方面可根据需要选择品种保证品质。

志谢:江苏高校优势学科建设工程和江苏高校优秀科技创新团队项目资助。

［1］Lu T，Chen J，Lin C，et al．Properties of starches from cocoyam(Xanthosoma sagittifolium)tubers planted in different seasons［J］．Food Chemistry，2005，91:69－77

［2］刘萍，陆大雷，孙建勇，等．拔节期追氮对春播和秋播糯玉米淀粉胶凝和回生特性的影响［J］．植物营养与肥料学报，2010，16(3):543－551

［3］刘明，陶洪斌，王璞，等．播期对春玉米生长发育与产量形成的影响［J］．中国生态农业学报．2009，17(1):18－23

［4］李宁，翟志席，李建民，等．播期与密度组合对夏玉米群体源库首级主冠层透光率的影响［J］．中国生态农业学报，2010，18(5):959－964

［5］郑洪建，王义发，沈雪芳，等．秋季鲜食糯玉米播种期与产量、积温关系研究［J］．上海农业学报，2006，22(4):53－57

［6］冯颖竹，陈惠阳，余土元，等．播种期对南方秋播糯玉米主要品质成分的影响［J］．中国农业气象，2006，27(2):142－146

［7］Beta T，Corke H．Genetic and environmental variation in sorghum starch properties［J］．Journal of Cereal Science，2001，34:261－268

［8］Xu L，Xie J，Kong X，et al．Analysis of genotypic and environmental effects on rice starch．2．Thermal and retrogradation properties［J］．Journal of Agricultural and Food Chemistry，2004，52:6017－6022

［9］梁志杰，陆卫平．特用玉米［M］．北京:中国农业出版社，1997:122－140

［10］陆大雷，王德成，赵久然，等．收获期对秋播糯玉米不同品种产量与淀粉糊化(RVA)特性的影响［J］．中国农业科学，2008，41(12):4048－4054

［11］陆大雷，郭换粉，董策，等．鲜食期和成熟期糯玉米粉理化特性的差异［J］．作物学报，2010，36(12):2170－2178

［12］Tester R F．Influence of growth conditions on barley starch properties［J］．International Journal of Biological Macromolecules，1997，21:37－45

［13］李向岭，赵明，李从锋，等．播期和密度对玉米干物质积累动态的影响及其模型的建立［J］．作物学报，2010，36(12):2143－2153

［14］Panahi M，Naseri R，Soleimani R．Efficiency of some sweet corn hybrids at two planting dates in centralIran［J］．Middle-East Journal of Scientific Research，2010，6(1):51－55

［15］Imholte A A，Carter PR．Planting date and tillage effects on corn following corn［J］．Agronomy Journal，1987，79:746－751

［16］Cantarero M G，Luque S F，Rubiolo O J．Effect of planting date and planting densities on grain number and yield of maize［J］．Agricultural Science，2000，17:3－10

［17］Williams II M M．Sweet corn growth and yield responses to planting dates of the north central unitied states［J］．Hortscience，2008，43(6):1775－1779

［18］Malvar R A，Revilla P，Velasco P，et al．Insect damage to sweet corn hybrids in the south Atlantic European coast［J］．Journal of American Society for Horticultural Science，2002，127:693－696

［19］Williams II M M．Planting date influences critical period of weed control in sweet corn［J］．Weed Science，2006，54:928－933

［20］Umemoto T，Nakamura Y，Satoh H，et al．Differences in amylopectin structure between two rice varieties in relation to the effects of temperature during grain filling［J］．Starch/Starke，1999，51:58－62

［21］Inouchi N，Ando H，Asaoka M，et al．The effect of environmental temperature on distribution of unit chains of rice amylopectin［J］．Starch/Starke，2000，52:8－12

［22］Fiedorowicz M，Rebilas K．Physicochemical properties of waxy corn starch and corn amylopectin illuminated with linearly polarized visible light［J］．Carbohydrate Polymer，2002，50:315－319．

Grain Yield and Starch Thermal Property of Waxy Maize Under Different Planting Dates

Tang Tang1，2Lu Dalei1Zhao Junyu1Yan Fabao1Dong Ce1Lu Weiping1
(College of Agronomy，Yangzhou University/Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province/Key Laboratory of Crop Physiology，Ecology and Cultivation in Middle and Lower Reaches of Yangtse River of Ministry of Agriculture1，Yangzhou 225009)
(School of Life Science，Huaiyin Normal University2，Huaian 223300)

The effects of different planting dates on waxy maize grain yield and starch thermal property were studied using 4 varieties(Kennian1，Suyunuo2，Suyunuo5，and Suyunuo7)as materials．The results observed that the waxy maize grain yield was affected by planting dates，the varities planted at May 15th couldn't growth as it were harmed by plant hoppers，and the grain yield was lowest for 4 varieties at April 15 planting among the other treatments，and it was highest for Kennian1 and Suyunuo2 at June 15th planting，for Suyunuo5 and Yunuo7 at July 15th planting，respectively．The thermal characteristics except retrogradation percentage were mainly affected by planting dates than genotype．In general，the percentage of retrogradation were similar among four planting dates，the gelatinization enthalpy and peak height index were higher at March 15th planting and lower at June 15 planting，the transition temperatures(onset－ ，peak－ ，and conclusion temperature)were higher at April 15 and lower at July 15 planting，while the gelatinization range were higher at April 15th and lower at June 15th planting．The genotypic differences of grain yield and starch thermal characteristics response to planting dates were observed among 4 varieties The changing tendency of iodine binding capacity among different planting dates were similar to the three transition temperatures．The correlation analysis demonstrate that the iodine binding capacity was positively correlated to onset－ ，peak－ ，conclusion temperature，and peak high index，while it was negatively correlated to gelatinization range．

waxy maize，planting date，grain yield，thermal property，lodine binding capacity

S513

A

1003－0174(2012)08－0011－05

国家自然科学基金(30971731、31000684)，江苏省高校自然科学基金(11KJB210006)，江苏省作物栽培生理重点实验室开放课题(K100010)

2011－11－17

唐瑭，女，1981年出生，讲师，博士，玉米品质

陆卫平，男，1958年出生，教授，博士生导师，玉米生理