不同收获时间对超甜玉米种子质量的影响

贺囡囡，冯云敢，韦桂旺，蒙云飞，韦爱娟，卢生乔，黄爱花(广西农业科学院玉米研究所，广西 南宁 530007)

【研究意义】超甜玉米是指含sh2或bt基因的甜玉米，具有甜香嫩脆、营养丰富等特点，现已成为一种大众食品，主要用于鲜食和果穗速冻加工[1-2]。种子是农业生产中最基本的生产资料，也是一种不能替代的商品[3]，种子的质量决定着农业的增产和增收，而种子百粒重和发芽率的高低都是衡量种子质量的重要指标[4-5]。但是在农业生产中，天气是最无法掌握的因素，从灌浆至完熟期玉米籽粒若遇到连续阴雨天气或台风等自然灾害，种子质量会下降，因此有时需要提前收获；在南繁南育过程中，为了不耽误农时，也需要提前收获。提前收获的关键是要掌握“适期”，收获太早，种子的产量和种用品质均会降低[6]。因此，研究不同收获时间对超甜玉米种子质量的影响，可为农业生产中提前收获超甜玉米种子提供科学依据。【前人研究进展】石海春等[7]对玉米种子活力测定方法进行研究，结果表明田间发芽试验、标准发芽试验、高温发芽试验和低温发芽试验等均可测定玉米种子活力的高低；大量资料表明普通玉米种子的发芽率随成熟度升高而升高，在蜡熟末期种子发芽率最高，完熟期则变化不明显，一般在授粉后40～45 d(蜡熟末期)玉米种子活力最高[8-11]。总之，在种子发芽势及发芽率等研究方面，前人对普通玉米自交系和杂交种种子的成熟度研究已经取得了一定进展[12]。【本研究切入点】目前，甜玉米亲本繁殖和制种过程中，种子收获期的确定主要以普通玉米为参照标准(授粉到收获约40 d)[13]。本研究以不同收获时间为切入点，研究收获时间对广西和海南两季的超甜玉米种子质量的影响。【拟解决的关键问题】以4个超甜玉米自交系及其组配的3个组合为试验材料，通过研究不同收获时间内超甜玉米种子百粒重、发芽势和发芽率的大小，来确定超甜玉米的适宜收获时间，如遇到不良天气状况，可以提前做好应对措施，将经济损失降到最低。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料包括4个亲本自交系T026、GTL271、YC26、HJZ33及3个由上述自交系组配的组合YC26/T026、YC26/HJZ33和GTL271/YC26。材料由广西农业科学院玉米研究所各研究室及其他单位提供，具体材料来源见表1。

1.2 试验设计

试验材料于2016年8月5日及2016年10月20日分别种植于广西农业科学院玉米研究所明阳基地和海南乐东九所试验基地，并于授粉后第26、30、34、38和42 天分期采收果穗，然后自然风干，脱粒装入种子袋内贮存，供室内发芽试验使用。

1.3 试验方法

1.3.1 发芽试验前处理 每个材料用电子自动数粒仪随机选取240 粒种子，设3个重复，每个重复80 粒，测百粒重(g)，然后用0.5 %的次氯酸钠溶液浸泡5 min，再用蒸馏水清洗3遍，防止氯离子残留。

1.3.2 发芽试验[14]将经预处理的种子均匀置于发芽盒(规格为12 cm×12 cm×5 cm，用相应规格的发芽纸作为纸床)，每个发芽盒80 粒，于2017年3月17日起统一置于恒温光照培养箱，温度控制在25 ℃，光周期L12: D12，每天定时向发芽盒中补充3 mL蒸馏水保证滤纸饱和，第3天测定发芽势(以种子露白为准)，第6天测定发芽率。

发芽势(%)= 第3天正常发芽种子数/供试种子数×100。

发芽率(%)=第6天正常发芽种子数/供试种子数×100。

1.4 数据处理

使用Excel 2003 进行数据统计并作图，采用DPS 9.0数据处理软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同收获时间对超甜玉米种子百粒重的影响

对7个供试超甜玉米材料的百粒重进行方差分析，结果表明不同区组的百粒重无明显差异(P>0.05，下同)，不同材料和不同收获时间的百粒重差异均极显著(P<0.01)。由表2可知，授粉后于不同时间内收获的种子，其百粒重差异显著。秋季的4个自交系百粒重无明显的变化规律，自交系A1和A2的百粒重在授粉后第42天为最大值，A3 和A4分别在第30 和34 天达最大值；3个组合的百粒重均呈现先增加后减少的趋势，百粒重最大值均出现在授粉后第34 天左右，A6的百粒重最大值虽然出现在授粉后第38 天，但和第34天的百粒重无明显差异。冬季的4个自交系和3个组合百粒重都呈现逐渐增加的趋势，且均以授粉后第42天为最大，以授粉后第26天为最小。综上所述，4个自交系的百粒重最高值多数出现在授粉后第42 天；3个组合的百粒重最高值出现在授粉后34～42 d。

表1 材料名称及来源Table 1 Name and source of materials

表2 7个超甜玉米材料不同收获时间内百粒重的差异Table 2 Difference of hundred-grain weight in different harvest time of 7 super-sweet corn materials (g)

注：广西和海南两地数据分析为分别进行。同行数据不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，下同。

Note: The data of Guangxi and Hainan are analyzed respectively. Different lowercase letters in the same row mean significance at 5 % level and different capital letters mean significance at 1 % level. The same as below.

2.2 不同收获时间对超甜玉米种子发芽势的影响

对7个供试超甜玉米材料的发芽势进行方差分析，结果表明不同区组的发芽势无明显差异，不同材料和不同收获时间的发芽势差异均显著(P<0.05，下同)。由表3可知，授粉后于不同时间内收获的种子中，大部分自交系的发芽势之间差异显著，大部分组合的发芽势之间无明显差异。除了A3的发芽势随着授粉后天数的增加逐渐降低外，大部分供试种子的发芽势随着授粉后天数的增加呈现先升高后降低的趋势。其中自交系A1和A2 两季的发芽势均以授粉后第38 天为最高，但与授粉后第34天的发芽势无显著差异，秋季发芽势均以授粉后第26天为最低，冬季A1发芽势以授粉后第26天为最低，A2以第42天为最低；A4两季发芽势均以授粉后第42天为最高，但与授粉后第34 及38 天的发芽势无显著差异，秋季发芽势以授粉后第30 天为最低，冬季以授粉后第38 天为最低；3个组合种子发芽势之间差异并不显著，发芽势最高值出现在授粉后30～34 d，最低值出现在授粉后第26 或42 天。综上所述，除A3外，其余3个自交系发芽势的最高值出现在授粉后第38天，最低值出现在授粉后第26 或42 天；3个组合的发芽势最高值出现在授粉后30～34 d，最低值多数出现在授粉后第42 天。

2.3 不同收获时间对超甜玉米种子发芽率的影响

对7个供试超甜玉米材料的发芽率进行方差分析，结果表明不同区组的发芽率无明显差异，不同材料和不同收获时间的发芽率均有显著差异。由表4可知，因基因型不同，不同种子发芽率达到最大值的时间也有所差异。自交系A1两季都是在授粉后第38 天的发芽率最高，在授粉后第26 天的发芽率最低，但授粉后30～42 d的发芽率差异并不明显；A2两季都是在授粉后第42 天的发芽率最高，在授粉后第26 天的发芽率最低，授粉后30～42 d的发芽率差异并不明显；A3秋季发芽率在授粉后第34 天为最高，冬季发芽率在授粉后第26 天为最高，两季发芽率均以授粉后第42 天为最低，而且明显低于其余时间收获的种子的发芽率；A4两季发芽率均以授粉后第42 天为最高。3个组合两季发芽率在授粉后26～38 d内均无显著差异，A5两季发芽率均以授粉后第42 天为最高，第26 天最低；A6两季发芽率均以授粉后第30 天为最高，第42 天最低；A7两季发芽率均以授粉后第34 天为最高，秋季以第26 天为最低，冬季以第42 天为最低。综上所述，4个自交系在授粉后34～42 d收获为宜；3个组合在授粉后30～34 d收获为宜。

表3 7个超甜玉米材料不同收获时间内发芽势的差异Table 3 Difference of germination energy in different harvest time of 7 super-sweet corn materials (%)

表4 7个超甜玉米材料不同收获时间内发芽率的差异Table 4 Difference of germination percentage in different harvest time of 7 super-sweet corn materials (%)

2.4 不同收获时间内7个超甜玉米材料百粒重、发芽势和发芽率的对比分析

对7个超甜玉米材料的百粒重、发芽势和发芽率数据进行综合比较(图1～2)可知，同期收获的种子中，广西秋季收获的种子百粒重、发芽势和发芽率多数低于海南冬季收获的种子。其中秋季百粒重呈现先增加后减少的趋势，最高值出现在授粉后第34 天，最低值出现在授粉后第26 天；冬季百粒重随着授粉后天数的增加而增加。发芽势和发芽率均随着授粉后天数的增加呈现先升高后降低的趋势，秋季发芽势在授粉后第38天最高，第42 天最低，秋季发芽率在授粉后第34 天最高，第26 天最低；冬季发芽势和发芽率均在授粉后第34 天最高，第42 天最低。

图1 不同收获时间内7个超甜玉米材料百粒重差异Fig.1 Difference of hundred-grain weight of 7 super-sweet corn materials in different harvest time

3 讨 论

作物种子的发芽势，是指发芽试验的初期，规定的日期内正常发芽种子占供势种子数的百分率，种子发芽势高，证明种子发芽出苗迅速，整齐一致；作物种子发芽率，是指发芽试验的终期，在规定的日期内全部正常发芽种子数占供试种子的百分率，种子发芽率高，表明在适宜条件下种子的田间出苗率高[15]。发芽势和发芽率是测定自交系和杂交种种子活力的有效指标[16]，而百粒重是衡量玉米籽粒大小与结实度的一个重要指标，与产量指标密切相关[17]。杨风奎等[18]研究表明授粉后30 d以上采收的种子发芽率基本正常，收获期越晚，发芽率提高越不明显，34 d以上采收的种子活力相差不大。Cao等[19]认为授粉后26～42 d收获的超甜玉米杂交种发芽率和发芽势均无明显差异，以授粉后38 d为最佳收获期；毛笈华等[20]探讨了甜玉米种子活力及其杂种优势，结果表明甜玉米种子采收期存在基因型差异。本研究表明超甜玉米种子在未达到成熟时就具有较高的发芽势和发芽率，但其表现也存在基因型差异，大部分材料的发芽势和发芽率最高值出现在百粒重达到最大值之前，这与刘国梁等[21]和樊廷录等[22]的研究结果相似。其中授粉后第26 天收获的种子发芽势和发芽率均大于60 %，说明授粉后第26 天的超甜玉米籽粒内部营养成分已经有一定的积累，种胚发育较好，但发芽势和发芽率未能达到标准发芽试验的规定值(85 %)，因此不能作为生产中具有产量要求的种子，但可作为种质资源保留用种。而A3在授粉后第38和42 天收获的种子发芽率明显比其余时间收获的种子低，这可能是随着授粉时间的延长，种子成熟度增加，其种子表现出一定程度的休眠特性，具体生理机制还有待进一步研究。由于广西秋季是高温高湿的季节，植株长势弱小，严重影响种子质量，相反海南冬季拥有良好的自然条件，所栽培的植株健壮，种子质量好，因此海南冬季所获种子的百粒重、发芽势和发芽率多数大于广西秋季收获的种子。这说明不同的生态环境也会影响超甜玉米种子的质量，这和李爱玲等[23]的研究结果类似。4个自交系授粉后34～42 d的百粒重、发芽势和发芽率在不同生态环境下均表现良好，授粉后第26天表现较差；3个组合在授粉后34～38 d的百粒重、发芽势和发芽率在不同生态环境下表现较好，授粉后第26天表现较差。综上所述，4个自交系的适宜收获时间为授粉后34～42 d，3个组合的适宜收获时间为授粉后34～38 d，石海春等[24]对不同成熟度普通玉米种子活力进行研究，结果表明杂交种和其父母本的最佳收获期可以不同，对自交系而言授粉后50 d采收为宜，杂交种在制种过程中授粉后第45天收获即可，这与本研究结果有一定相似之处。

图2 不同收获时间内7个超甜玉米材料发芽势和发芽率差异Fig.2 Difference of germination energy and germination percentage of 7 super-sweet corn materials in different harvest time

4 结 论

超甜玉米的最佳收获时间是授粉后34～38 d，遇到不良天气或者南繁时，收获时间可以适当提前到授粉后第26天，这对减少农业损失及加快育种工作的步伐都具有重要意义。

参考文献：

[1]冯云敢，韦桂旺，韦爱娟，等. 8个超甜玉米自交系主要性状配合力及育种潜力分析[J].南方农业学报，2016, 47(12): 2027-2032.

[2]蒙云飞，冯云敢，贺囡囡，等. 甜玉米的起源和分布及遗传基因研究进展[J]. 现代农业科技，2017(5): 4-5.

[3]张同祯，李永生，张国旗，等. 3种标准发芽试验方法对玉米种子发芽的影响[J]. 中国种业，2014(12): 43-47.

[4]周海宁. 杂交玉米种子成熱度与活力关系研究[D]. 石河子大学硕士学位论文，2015: 1-36.

[5]岳翠绿. 玉米种子发芽试验应注意的几个问题[J]. 甘肃农业科技，2006(11): 20-21.

[6]王宏伟，董家利. 玉米种子成熟度与种子质量关系的研究[J]. 种子科技，2007(3): 42-43.

[7]石海春，柯永培，佘跃辉，等.玉米种子活力测定方法的研究[J]. 玉米科学，2004, 12(2): 116-118.

[8]石海春，柯永培，刘 帆，等. 不同大小的玉米种子活力差异比较研究[J]. 种子，2005, 24(4): 37-39.

[9]石德奎. 玉米种子成熟度与种子质量的关系研究[J]. 安徽农学通报，2010, 16(2): 80-83.

[10]佘宁安. 玉米种子活力和产量相关性状配合力及杂种优势分析[D]. 河南科技学院硕士学位论文，2010: 1-63.

[11]王淑英，樊廷录，王建华，等. 不同收获期玉米杂交种种子活力研究[J]. 玉米科学，2015, 23(3): 80-85.

[12]袁晓华. 玉米种子活力的硏究[D]. 天津农学院硕士学位论文，2016: 1-70.

[13]沈雪芳，王义发. 普甜玉米种子收获期与发芽率之间的关系研究[J]. 上海农业学报，2002, 18(2): 24-27.

[14]中华人民共和国农业部. GB/T 3543.1-3543.7-1995农作物种子检验规程[S]. 北京：中国标准出版社，1995: 34-53．

[15]陈 珣，王 玺，齐媛媛，等. 玉米杂交种新陈种子活力的比较研究[J]. 种子，2006, 25(3): 58-60.

[16]李月明，孙 楠，孙丽惠，等. 常用玉米杂交种和部分骨干自交系的种子活力研究[J]. 种子，2015, 34(7): 26-29.

[17]盛安琪.不同灌浆日数的糯玉米种子生长发育特性的研究[D]. 吉林农业大学专业硕士学位论文，2013: 1-28.

[18]杨风奎，徐爱凤，刘朋建. 玉米种子成熟度活力与产量的关系研究[J]. 种子科技，1997(1): 30-32.

[19]Cao D D, Hu J, Huang X X, et al. Relationships between changes of kernel nutritive components and seed vigor during development stages of F1seeds ofsh2 sweet corn[J]. Journal of Zhejiang University Science B, 2008, 9(12): 964-968.

[20]毛笈华，文天祥，于永涛，等. 甜玉米种子活力及其杂种优势初步研究[J]. 广东农业科学，2015, 42(13): 37-41.

[21]刘国梁，赵亚丽，王秀玲，等. 玉米种子成熟度对其活力及F1产量的影响[J]. 中国农业科学，2016, 49(22): 4342-4351.

[22]樊廷录，王淑英，王建华，等. 河西制种基地玉米杂交种种子成熟期与种子活力的关系[J]. 中国农业科学，2014, 47(15): 2960-2970.

[23]李爱玲，马云国，杨明凯，等. 不同收获期对玉米杂交种齐单1号种子活力的影响[J].山东农业科学，2014, 46(12): 34-37.

[24]石海春，柯永培，傅体华，等. 不同成熟度玉米种子活力的差异性研究[J]. 四川农业大学学报，2006, 24(3): 269-271.