APP下载

不同收获期对甜糯玉米杂交种及其亲本种子活力和幼苗长势的影响

2019-07-13

种子 2019年6期
关键词:收获期成苗杂交种

(广西农业职业技术学院, 南宁 530007)

甜糯玉米(Sweet-waxy corn)是集甜玉米甜味和糯玉米粘性优良品质于同一果穗的鲜食玉米类型,因其蒸煮后具有既甜又糯的独特口感风味和丰富均衡的营养成分,深受广大消费者喜爱和青睐。近年来,甜糯玉米的消费需求在日益增长,种植面积也在逐年扩大,大力发展甜糯玉米,其鲜穗不仅可用于鲜食和加工,以改善人们膳食结构和提供多样化的健康食品,秸杆还可以作青饲料供应畜牧业发展,对于我国农业供给侧结构调整具有重要意义。

高活力的种子的抗逆性强、储存寿命长、发芽势和出苗整齐度也高[1]。研究认为,种子活力一般受内在遗传基因和外在环境因素的影响[2-3],收获期作为影响玉米种子活力的外界因子之一。玉米研究多以普通杂交玉米、纯糯玉米和纯甜玉米为主[4-9],而对于甜糯玉米却鲜有研究,尤其双隐性自交系普遍存在出苗率低的难题[10-11]。为此,笔者通过室内发芽试验和田间育苗试验,进行不同收获期甜糯玉米及其亲本种子活力和幼苗长势的相关性状指标测量,确定玉米甜糯杂交种、糯单隐自交系和甜糯双隐自交系种子活力的适宜收获期,为甜糯玉米杂交种的制种生产安全和亲本自交系高质量种子的繁殖提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验选用的材料亲本南8424、 bw 1992均为系谱法连续自交8代选育的玉米自交系,为2017年秋季收获种子。试验种子为南8424×bw 1992组合收获的甜糯玉米F1代杂交种,及其母本南8424糯质单隐玉米自交系种子和父本bw 1992甜糯双隐纯合体玉米自交系种子。

1.2 试验方法

采用裂区试验设计,设置主处理和副处理2个试验因素,主处理(不同试验材料)为 南8424×bw 1992甜糯玉米杂交种、 南8424糯玉米自交系和bw 1992甜糯双隐玉米自交系,作为3个主区;在主区内引进第2个因素作为副区,为授粉后收获天数(不同收获期),即授粉后分别在第20、24、28、32、36、40、44、48天和第52天 收获,作为9个副处理,共27个处理组合,3次重复。

1.3 试验地点与安排

试验地点位于广西南宁市广西农业职业技术学院试验基地,地理坐标东经108°22′,北纬22°48′,年平均气温在21.6 ℃左右,夏季6月平均28.2 ℃左右,年均降雨量达1 304.2 mm,平均相对湿度为79%,属亚热带季风气候。不同收获期试验,于2018年2—6月份进行播种至收获试验,2018年2月14日将2017年秋季收获的2份母本和1份父本种子分别播种于3个小区,小区面积20 m2,种植密度为每667 m2种植3 500株,每小区种植100株;4月底抽雄前将其中1小区母本全部去雄,在玉米雌穗花丝抽出前,用羊皮纸袋将果穗套袋隔离以防止串粉,当套袋花丝抽出4~5 cm时,收集花粉对其分别进行统一集中自交或者杂交授粉,并记录授粉日期;自授粉后第20天起,每隔4 d收获一批果穗,截至第52天收获结束,果穗收获后及时晾晒干后,置于0~4 ℃冷库保存。发芽试验与育苗试验于2018年7—8月份秋季进行,播种至幼苗期间的土壤条件和气候条件等环境一致。

表1 甜糯玉米杂交种及其亲本籽粒的百粒重方差分析与Duncan多重比较

变异来源 平方和自由度均 方F值不同材料百粒重平均值/g显著水平5%1%区 组0.024120.0121不同材料间837.05862418.529314173.49∗∗甜糯杂交种14.4671aA不同收获期间274.2637834.2832488.414∗∗糯自交系13.7132bB材料×收获期70.4186164.4012319.457∗∗双隐自交系7.3021cC

注:“*”和“**”分别代表在0.05和0.01水平差异显著性。

1.4 调查项目

1.4.1百粒重

从各处理组合的种子中,随机选取籽粒各100粒称取重量,重复4次,取其3次相近值,计算平均值。

1.4.2发芽指数

发芽试验采用透明塑料培养盒砂培法[7], 于2018年7月25日精选各处理组合种子100粒,重复3次,共81个样本,先在盒底部3 cm厚的湿细砂,将准备的种子均匀平铺于砂床,再覆盖2 cm湿砂,盖上盒盖,然后置于28 ℃恒温培养箱,分别于第4天(7月28日)和第7天(8月1日)统计发芽种子数。

发芽指数GI=∑(Gt/Dt),Gt为第几天的发芽种子数,Dt为发芽试验第几天;

发芽势(%)=(第3天发芽种子数/供试种子总数)×100%;

发芽率(%)=(第7天发芽种子数/供试种子总数)×100%。

1.4.3成苗率

2018年8月1日,在无任何保护措施的露天条件下,采用育苗塑料软盘与育苗基质的苗床法进行育苗试验,播种至成苗期间苗床管理要求一致。8月12日,按2叶龄以上为成苗标准,统计成苗株数。

成苗率(%)=(成苗株数/播种数)×100%。

1.4.4干物质积累量

2018年8月12日,统计成苗株数后,随机选取具有代表性的幼苗10株测量株高并起钵,用清水冲洗掉根系基质并吸干水份后,置于85 ℃恒温箱中烘烤24 h,用电子天平称取干物质重量,计算其干重平均值。

幼苗干重=地上部干重+地下部干重;

根冠比(R/S)=地下部干重/地上部干重;

活力指数=发芽率×幼苗干重[5]。

1.5 数据处理与分析方法

采用Microsoft Excel软件进行数据整理和图表制作,方差分析采用DPS v 7.55软件进行数据统计,显著差异性采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 不同收获期甜糯玉米杂交种及其亲本籽粒的百粒重

方差分析与多重比较结果(表1)表明,甜糯杂交种、糯自交系和甜糯双隐自交系的百粒重均达到差异极显著(F=14 173.49)。说明百粒重受不同血缘材料影响较大,甜糯杂交种百粒重略高于糯自交系,为14.467 1 g,甜糯双隐自交系最低,约为杂交种百粒重的0.5倍,为7.302 1 g。

不同收获期处理条件下的方差分析结果(表1)表明,授粉后不同收获天数间对百粒重的影响达到差异极显著水平(F=2 488.414)。甜糯杂交种和糯自交系的百粒重在授粉后36 d达到最大,分别为16.508 2 g和15.910 7 g。甜糯双隐自交系的百粒重则在授粉后32 d最大,为7.986 9 g。杂交种及其亲本籽粒的百粒重均随着授粉天数的增加呈先上升后稍下降的趋势(图1),在授粉22 d之前,糯质母本与甜质双隐基因杂交产生互作效应,产量增长慢于纯糯质母本,糯自交系的百粒重大于甜糯杂交种;授粉后22 d以后,杂种优势趋强,杂交种产量增重超过纯糯质母本。结果表明,甜糯玉米在授粉后20~32 d,为籽粒灌浆迅速膨大期,此后籽粒重量增长速度放缓甚至略有下降,基本符合“S”形生长曲线。百粒重最大时期即达到生理成熟期,此时收获可获得较高的籽粒产量。

表2 不同收获期甜糯玉米杂交种及其亲本的发芽和成苗指标

授粉后天数/d 发芽势/% 发芽率/% 成苗率/% 苗高/cm 甜糯杂交种糯自交系双隐自交系甜糯杂交种糯自交系双隐自交系甜糯杂交种糯自交系双隐自交系甜糯杂交种糯自交系双隐自交系2075.00b93.67a69.67c76.33b93.67a71.33c62.67d82.67b22.67e9.13d8.37f3.98e2481.33b97.33a79.67b81.33b97.33a79.67b76.67c86.67cd22.67e9.88c8.86e4.31e2898.67a97.67a86.33ab98.67a97.67a88.33a90.67b89.33bc40.00c11.86b10.00d4.83d3299.33a98.33a87.33ab99.33a98.33a88.00a97.33ab93.33ab48.00b11.89b10.04d5.27cd36100.0a99.00a89.33a100.0a99.00a90.00a98.67a97.33a48.00b12.41ab11.15ab5.52c40100.0a99.33a82.33ab100.0a99.33a83.00ab97.33ab97.33a60.00a12.81a11.58a6.97a44100.0a97.67a81.33ab100.0a97.67a82.67ab97.33ab97.33a65.33a12.94a10.74bc6.85a48100.0a95.33a69.67c100.0a95.33a69.67c98.67a94.00ab45.33bc12.17b10.63c6.27b5297.33a92.00a67.33c98.33a92.67a67.33c97.33ab90.67abc30.67d12.00b9.79d5.53c平均94.63a96.70a79.22b94.89a96.78a80.00b90.74a92.07a42.51b11.68a10.13b5.50c

注:表中字母代表0.05水平差异显著性;最后一行(横向)的不同字母表示不同试验材料之间的差异,其余数据(纵向)的不同字母表示不同授粉天数之间的差异。下同。

图1 不同收获期甜糯玉米杂交种及其亲本籽粒的百粒重

2.2 不同收获期甜糯玉米杂交种及其亲本的种子发芽和幼苗生长

由表2可知,双隐自交系的发芽势、发芽率、成苗率和苗高分别为79.22%、80%、42.5%和5.5 cm,为所有处理材料最低;甜糯杂交种与糯自交系两者间的苗高差异显著(p<0.05),说明杂交种的幼苗株高具有杂种优势;甜糯杂交种与糯自交系两者间发芽势、发芽率和成苗率差异不显著(p>0.05),说明甜糯杂交种的发芽势、发芽率和成苗率的杂种优势不明显,因甜糯杂交种内含有一半甜糯双隐血缘,造成种子内部生理结构发生变化,从而降低了其发芽率和成苗率。

授粉后不同收获期处理条件下,甜糯杂交种、糯自交系和甜糯双隐自交系3个材料的发芽势、发芽率、成苗率和苗高在授粉后20~52 d收获,均呈由低到升高后再降低的趋势。所有处理的种子发芽率、成苗率和苗高以授粉后20 d为最低,而授粉后天数在28~44 d幅度之间则维持在较高的水平。 综合各项测量指标(表2)得出:杂交种授粉后36~44 d,糯自交系授粉后36~40 d,双隐自交系40~44 d为合适收获期,其种子的发芽率、田间成苗率和幼苗高度为最高值。

由表2可知,在露天条件下进行育苗试验的田间成苗率普遍低于室内培养箱发芽试验的发芽率,杂交种相差4.15%,糯自交系相差4.71%,而双隐自交系田间成苗率平均值仅为42.51%,与室内发芽率平均值80%相比,相差高达37.49%。说明甜糯双隐玉米自交系种子萌发与出苗质量更容易受到室外恶劣环境的影响。

2.3 不同收获期甜糯玉米杂交种及其亲本幼苗的干物质积累

由表3可看出,在不同材料主处理条件下,双隐自交系较其他处理的根冠比值最高(R/S=2.309),说明双隐自交系地上部生物产量积累过低,幼苗茎杆叶过于弱小。甜糯杂交种在播种后第12天的幼苗地上部干重、地下部干重和幼苗干重等生物产量具有杂种优势,均优于其双亲。结果表明,杂交种的生物产量和幼苗长势最强,糯自交系次之,双隐自交系最弱。

在不同收获时期处理条件下,授粉后20 d收获的种子萌发后长势最弱,其幼苗的生物产量最低。由表3测量指标结果得出:杂交种在授粉后36 d收获,糯自交系在授粉后40~44 d收获,双隐自交系在授粉后36~48 d收获,其种子生物产量与幼苗长势最高。

2.4 不同收获期甜糯玉米杂交种及其亲本种子的活力指数

试验主处理条件下,不同材料的活力指数方差分析可知(表3),甜糯杂交种、糯自交系和甜糯双隐自交系之间活力指数差异显著(p<0.05),说明杂交种种子活力指数强于其亲本种子,以甜糯杂交种的种子活力最强,糯自交系次之,双隐自交系最低。

表3 不同收获期甜糯玉米杂交种及其亲本幼苗的干物质积累与活力指数

授粉后天数/d 地上部干重/g 地下部干重/g 根冠比(R/S) 幼苗干重/g 活力指数 甜糯杂交种糯自交系双隐自交系甜糯杂交种糯自交系双隐自交系甜糯杂交种糯自交系双隐自交系甜糯杂交种糯自交系双隐自交系甜糯杂交种糯自交系双隐自交系200.0248 0.0234 0.0130 0.0467 0.0427 0.0280 1.8869 1.8288 2.1594 0.0715 0.0661 0.0410 0.0546h0.0619g0.0292e240.0415 0.0298 0.0139 0.0486 0.0512 0.0337 1.1693 1.7170 2.4221 0.0901 0.0810 0.0476 0.0733g0.0788f0.0379d280.0457 0.0440 0.0174 0.0499 0.0562 0.0351 1.0912 1.2755 2.0172 0.0956 0.1002 0.0525 0.0943f0.0979e0.0464b320.0561 0.0466 0.0175 0.0800 0.0671 0.0380 1.4269 1.4406 2.1775 0.1361 0.1137 0.0555 0.1352b0.1118c0.0488ab360.0604 0.0536 0.0195 0.0821 0.0712 0.0379 1.3606 1.3298 1.9386 0.1425 0.1248 0.0574 0.1425a0.1236b0.0517ab400.0581 0.0541 0.0203 0.0753 0.0808 0.0442 1.2947 1.4932 2.1826 0.1334 0.1350 0.0645 0.1334bc0.1341a0.0535a440.0590 0.0563 0.0234 0.0689 0.0771 0.0416 1.1672 1.3697 1.7767 0.1279 0.1333 0.0651 0.1279cd0.1302a0.0538a480.0587 0.0480 0.0205 0.0667 0.0719 0.0375 1.1356 1.4990 1.8322 0.1254 0.1199 0.0580 0.1254d0.1143c0.0404c520.0535 0.0471 0.0175 0.0581 0.0651 0.0324 1.0859 1.3815 1.8498 0.1117 0.1122 0.0500 0.1098e0.1040d0.0337de平均0.0509 0.0448 0.0181 0.0640 0.0648 0.0365 1.2909 1.4817 2.0396 0.1149 0.1096 0.0546 0.1107a0.1063b0.0439c

不同收获期处理条件下,3个材料的种子活力指数均随授粉后天数的增加呈先上升后降低的趋势。由表3可知:甜糯杂交种授粉后36 d时收获,糯自交系授粉后40~44 d时收获,双隐自交系授粉后40~44 d时收获,其种子的活力指数最高。

3 结论与讨论

综合田间成苗率、苗高、幼苗干物质量和活力指数4项测量指标结果表明,甜糯玉米杂交种南8424×bw 1992授粉后36 d收获,糯自交系南8424授粉后40 d收获的种子活力最高,与吴地等[12]的研究结果一致,而双隐自交系bw 1992授粉后40~44 d收获的种子活力最高,可视作适宜收获期。

由于在华南地区春季制种过程中,雌穗授粉后孕穗灌浆期为夏季较高温的6—7月份,籽粒重量快速上升,生理成熟提前的原因,导致杂交种最适收获期与生理成熟期均为授粉后36 d,与王淑英等[4],周海宁等[5],王仪春[6],卢柏山等[7]研究结果不一致。研究还发现,糯自交系在授粉后40 d(生理成熟36 d之后)最适收获期,双隐自交系在授粉后40~44 d(生理成熟32 d之后)最适收获期,即自交系最适收获期在生理成熟之后种子活力达到最大,与Hunter[14]的研究结果一致。

在露天条件下,受室外气候和土壤等外界因子的影响,各处理的田间成苗率均低于室内标准发芽率[4-5,13]。不同材料处理间,双隐玉米自交系田间成苗质量最差,因甜糯双隐性亲本种子为皱缩、凹陷籽粒,外形似甜玉米,胚乳干物质含量少于甜玉米[10-11],播种后因种子内的贮藏营养物质少而不利于发芽。笔者建议,在其他管理一致条件下,双隐玉米自交系种子繁制时,在植株茎干保绿期提前收获(授粉后40~44 d)加播前催芽,可以提高37.49%以上的成苗率。

在实际生产过程中,对甜糯玉米进行大面积杂交制种和亲本扩繁时,应注意根据其亲本特性、熟期和制种基地的生态气候条件,选择适宜的播期和成熟度收获,以保证制种的种子活力和出苗质量。

猜你喜欢

收获期成苗杂交种
近3成苗企难以维持!规格越大越亏,2022如何让泥鳅赚钱?
日照对安康飞播油松成苗效果的影响
包头地区紫花苜蓿最适收获期研究
更 正
多举措促玉米杂交种制提质增产
不同因素对早熟陆地棉离体胚成苗的影响
粗皮桉杂交种无性系在雷州半岛的生长特点
提高桑蚕一代杂交种杂交率的方法和措施
杂交种子为什么不能留种
播种量和收获期对饲料油菜产量和品质的影响