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贵州中高海拔区玉米产量与品质的研究

杨恩琼  
【摘要】: 玉米是贵州省的主要粮食作物之一,全省各地均有种植,种植面积和产量仅次于水稻,居旱地作物的首位。目前,全省常年种植玉米73.5万hm~2,超过粮食总面积的30%,但总产量不到粮食总产量的25%。改进品种布局和栽培施肥技术,有益于进一步提高玉米产量,改善营养品质。 试验从当前贵州省主推的遵玉和黔兴系列玉米品种中,以种植面积最大的遵玉3号和黔兴2302为材料,首先研究了它们的产量和品质等农艺性状;然后在贵州省中西部的玉米主产区,选择典型、具有代表性的高、中、低海拔高度,通过田间试验研究了气候、播期和密度对玉米产量和品质的影响;最后利用当地广泛分布的石灰岩黄壤为供试土壤,研究了施肥对玉米产量和品质的影响,为实现贵州中西部中高海拔区玉米高产优质提供了科学依据。结果表明: 1.不同玉米品种由于遗传背景不一样,其产量和品质差异较大。遵玉3号的株高、子粒产量、穗粒数、穗粒重和百粒重显著高于黔兴2302。遵玉3号的生育期较长,有益于光合产物的积累,这可能是子粒产量高于黔兴2302的主要原因。两个品种的脂肪酸和淀粉含量差异不大,黔兴2302的子粒蛋白质含量显著高于遵玉3号。所以,遵玉3号的子粒产量较高,品质略差;黔兴2302的子粒产量较低,品质略好。 2.在玉米生育期间,光、温、水等气候因素与玉米生长发育和产量密切相关。在高、中、低海拔高度,遵玉3号的株高和子粒产量均显著高于黔兴2302。玉米株高还随海拔的上升而降低,日均温的升高而增加;海拔低,气温高,降雨多,玉米生育期短;海拔高,气温低,降雨少,玉米生育期长。昼夜温差大,玉米产量高;昼夜温差小,玉米产量低。因此,玉米的产量性状既受遗传因素的控制,又受到气候条件的影响。在不同海拔高度,玉米子粒的蛋白质、淀粉和脂肪酸含量,以及它们的组成均无显著变化,说明气象条件对玉米营养品质和口感无显著影响,子粒的营养成分主要受遗传因素的控制,不因气象条件的变化而改变,遗传育种是提高玉米子粒的营养品质关键措施。 3.不同地区的适宜播期不一样。在低、高海拔的安顺和水城,遵玉3号的适宜播期在4月25日左右;在中海拔的盘县为4月15日左右。对黔兴2302而言,在安顺以4月25日左右播种为宜;在盘县和水城,以4月15日左右播种为好。不同地区的最适高产密度也不一样。在安顺和水城,最适高产密度为52500~60000株.hm~(-2),盘县的最适高产密度为60000株.hm~(-2)左右。播期和密度对玉米产量的影响大于对品质的影响。 4.施用氮肥不仅显著提高籽粒产量,增产9.59%~23.14%,而且还不同程度地增加了蛋白质、氨基酸、淀粉和脂肪酸的含量。施用氮肥不改变直链淀粉:支链淀粉的比值,对玉米口感无不良影响。在玉米籽粒中,蛋氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、天门冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、亚麻酸含量比较稳定,主要受到遗传基因的控制,难于因施肥而改变;其余营养成分,如清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、丙氨酸、酪氨酸、脯氨酸、直链和支链淀粉、油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸含量因施用氮肥而发生变化,说明它们既受遗传基因的控制,也受施用氮肥的影响。综合考虑玉米籽粒的产量品质表现,较为适宜的氮肥用量约为150 kg N·hm~(-2)。 施用磷肥不仅显著提高了子粒产量,增产6.98%~26.87%,且不同程度上增加了蛋白质、氨基酸、脂肪酸和淀粉含量,但是各种营养成分在不同磷肥用量间无显著差异。清蛋白、球蛋白、苏氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸、丝氨酸、组氨酸、精氨酸和脯氨酸含量及直链淀粉/支链淀粉的比值比较稳定,不受磷肥施用量的影响,说明它们的含量主要受遗传基因的控制,施肥对它们的影响不大。但是,施磷显著提高缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、谷氨酸、甘氨酸、酪氨酸、天门冬氨酸、丙氨酸含量,表明这几种氨基酸的含量既受遗传基因的控制,也受施用磷肥的影响。综合考虑玉米的产量和品质,较为适宜的磷肥用量约为P_2O_5 75~105kg·hm~(-2)。 钾对玉米品质的影响大于产量。施用钟肥提高玉米产量,但用量之间差异不显著。施用钾肥不仅提高了玉米子粒蛋白质含量,而且还改善了蛋白质品质,提高了苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸等必需氨基酸的含量,使必需氨基酸的总量平均增加了16.88%。此外,施用钾肥还使玉米子粒中的淀粉总量增加,直/支比降低,一定程度上改善了玉米的口感。脂肪酸总量也因施用钾肥而提高,其中包括油酸、亚油酸两种不饱和脂肪酸等。综合考虑玉米的产量和品质,较为适宜的施钾量为60 kg K_2O·hm~(-2)。 在不施肥、氮磷、氮钾、磷钾、氮磷钾等施肥处理中,玉米产量以氮磷钾配合施用最高,接着依次为氮磷,氮钾、磷钾、不施肥,说明在玉米增产作用中,氮的贡献最大,磷次之,钾最小。氮磷钾配合施用还显著提高了玉米子粒蛋白质、必须氨基酸、淀粉和脂肪酸的含量,降低了直链淀粉/支链淀粉的比值,说明氮磷钾配合施用显著改善了玉米的营养品质及口感。值得注意的是,施肥后玉米子粒的产量变幅显著大于蛋白质、淀粉和脂肪酸等,说明玉米产量和营养品质受遗传和环境的双重影响,环境因素对玉米产量的影响大于对子粒品质的影响,子粒营养性状主要受遗传基因的控制。


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