种植密度对甜加糯新品种农科糯336产量及相关性状的影响

农学-种植密度对甜加糯新品种农科糯336产量及相关性状的影响摘要甜加糯型鲜食玉米是具有我国自主知识产权的一种新型特色鲜食玉米，其果穗上甜粒和糯粒比例为1:3，口感风味独特，是现代农业发展中一个新的经济增长点。为满足当前北京市甜加糯型鲜鲜食玉米生产配套技术需求，本研究以北京市农林科学院玉米研究中心最新育成的甜加糯型鲜食玉米新品种农科糯336为材料，设置3.75万、4.5万、5.25万、6.0万、6.75万株/hm2共5个密度处理，研究了不同密度对生长发育、农艺性状、果穗及产量性状等的影响。结果表明，种植密度主要是影响农科糯336的鲜穗产量、单位面积穗数和穗粒数，对生育期性状、农艺性状、籽粒品质性状影响不大。本研究明确了农科糯336的适宜种植密度为5.25-6万株/hm2，在该密度条件下植株抗倒性和成穗结实性好，可获得较高的产量，且籽粒各项品质指标优良。研究结果可为农科糯336的优质高产高效生产提供参考和指导。关键词：甜加糯型鲜食玉米新品种农科糯336密度产量品质目录TOC\o"1-2"\h\z\u1前言 前言1.1研究背景鲜食玉米是在其乳熟期采收、并作为水果、蔬菜进行食用的一类特用玉米，富含可溶性糖、维生素、矿物质、多种氨基酸及蛋白质等，有较高的营养及保健价值。鲜食玉米口感独特，具有甜脆多汁、嫩滑无渣、绵软柔嫩的特点，深受消费者喜爱和青睐。除营养品质和特殊口感外，鲜食玉米还具有生长周期短、节水节肥、种植效益高等优点，是当今世界新开发的十大高档蔬菜品种之一[1-3]。大力推动鲜食玉米生产可极大促进首都“菜篮子”工程的建设和发展。近年来，随着我国及北京市农业种植结构调整和生产方式转变，鲜食玉米种植面积快速扩大。农业部在2016年发布的全国种植业结构调整规划(2016—2020年》中，明确提出了“调减籽粒玉米，适当发展鲜食玉米”。在北京市层面，为促进都市型现代农业发展，2014年出台并实施了农业“调转节”政策，提出要积极推进粮食种植结构调整，并要求“调出新方式、调成高效益、调到可持续”。近年来，北京市深入推进农业“调转节”，籽粒玉米种植面积逐步压缩，鲜食玉米种植规模不断扩大，并且市场对鲜食玉米的需求也越来越大。围绕首都及京津冀城市功能定位，大力发展鲜食玉米生产，是推进北京市农业调转节、供给侧结构性改革，同时也是满足市场多样化需求、拓宽多功能性、助推“种业之都”的需要。在我国，鲜食玉米主要包括甜玉米和糯玉米两大类型。甜玉米口感脆甜爽口，但不具有黏性；糯玉米绵软，但无甜味。近年来，随着生活水平的提高，人们对高端特色优质农产品需求逐渐增大。因此，选育既甜又糯、好吃又营养的鲜食玉米新类型已成为鲜食玉米发展的一个新方向[4]。另一方面，我国长久以来形成了“南甜北糯”的饮食习惯，在南方尤其广东、广西，人们喜爱吃甜玉米，而在北方消费者更偏爱吃糯玉米。因此，创制兼具甜玉米、糯玉米两者优点的新的鲜食玉米类型可满足不同消费者需求，引领产业发展。甜加糯型鲜食玉米是近年来为满足并引领市场需求，由我国育种家自主创新选育出的鲜食玉米新类型，同一个果穗上既有甜粒又有糯粒，甜粒和糯粒比例为1:3，消费者可同时品尝到两种口味籽粒，口感香嫩绵软，甜糯相宜。与甜玉米、糯玉米相比，口感更好、种植效益更高[5-6]。甜加糯型鲜食玉米一经推广，倍受消费者和种植户的欢迎。目前，我国甜加糯玉米种植面积达200万亩以上，根据相关市场调查，甜加糯型玉米未来会有更大的市场潜力。我单位北京市农林科学院玉米研究中心根据市场需求，以杂交种中糯2号为基础选系材料、经过6代自交选育而成的ZN3为母本，以甜糯双隐性自交系D6644-2为父本，创新选育出果蔬型优质特色甜加糯鲜食玉米新品种农科糯336，该品种具有高产、广适、抗性强、采收期长等综合优点，以及果皮薄、柔软嫩香、甜糯相宜的极佳口感，而且属于作物营养强化型的高叶酸品种，可作为叶酸补充强化食品，尤其适合孕妇和儿童食用，在市场上大受欢迎，并呈强劲发展势头。实施良种良法配套，发挥品种的最佳潜力，是实现鲜食玉米节本增效、高产高效的重要技术措施。密度是影响鲜食玉米鲜果穗产量、果穗籽粒品质和外观商品品质、市场价格和种植效益的重要因素[7-8]。目前，京郊鲜食玉米生产种植密度不一，导致产量、品质和种植收益不稳定。为指导京郊鲜食玉米生产经营主体根据各自条件确定农科糯336这一新型甜加糯鲜食玉米新品的适宜密度，实现种植效益最大化，亟需系统研究并明确该品种在不同密度下的生长发育动态、农艺性状、果穗性状表现等，旨在实现鲜食玉米生产良种良法配套和提质增效。1.2国内外研究现状甜加糯型鲜食玉米是以甜质玉米和糯质玉米为基础选育材料，按照遗传学原理，经杂交选育、田间鉴定、室内考种、品质评价等多个环节育成。作为基础选育材料之一的糯质玉米，最早在中国被发现，同时中国也普遍被国内外学者认为是糯玉米的起源中心。我国糯玉米种质资源丰富，据相关资料记载,我国糯玉米地方种质资源有79.55%，主要分布于云、桂、黔等西南地区，如四路糯、宜山糯等[1]。这些种质资源为我国后续糯玉米种质改良和新品种选育打下了坚实的基础。国外糯玉米以美国研究和利用最多。美国最初研究的糯玉米是1908年由一名传教士从中国引入，最初是作为标记基因用于遗传试验，并没有进行育种相关研究。我国虽然拥有糯玉米悠久的种植历史，与欧洲国家相比，真正介入糯玉米杂交育种工作还是比较晚的，到20世纪70年代初才相继起步。1975年，烟台市农科所育成了我国第一个糯玉米杂交种烟单5号，糯玉米育种研究工作在90年代前后才逐渐进入快速发展阶段[1]。甜加糯这一新的鲜食玉米类型最早是由我国玉米育种家研究并进行选育。2000年左右，广西大学吴子恺教授公开发布甜糯自交系选育方法并申请专利，后随着育种技术逐渐成熟，甜糯自交系创制过程中种子发芽率低、长势弱、制种产量低等问题被逐一攻克，加上我国种植业结构调整、调转节等政策实施，我国甜加糯玉米品种逐渐增多，并成为市场上的新宠。目前，我国鲜食玉米生产中畅销并大面积推广种植的甜加糯类型鲜食玉米品种有京科糯928、农科玉368[9]以及海南绿川育成的美玉系列品种等。有关甜加糯型玉米的研究国外报道较少。1.3研究目的和意义本研究将立足北京市调转节农业发展新思路以及当前北京鲜食玉米生产技术需求，以自育甜加糯型鲜食玉米新品种农科糯336为研究对象，通过设置不同密度处理，研究种植密度对农科糯336的生长发育动态、农艺性状及果穗性状等的影响，并分析不同种植密度与产量、品质等性状的相关性，明确该品种在北京地区种植的适宜密度。本研究将对农科糯336实现优质高产高效种植、提高种植户收益，实现鲜食玉米提质增效发展具有重要的理论和实践指导意义。2试验设计2.1材料与方法以本单位北京市农林科学院玉米研究中心创新选育的甜加糯型鲜食玉米新品种农科糯336为试验材料。试验于2019年4月至7月在北京市昌平区小汤山国家精准农业研究示范基地开展。设置3.75万、4.5万、5.25万、6.0、6.75万株/hm2共5个密度处理，5行区，行长5m，行距60cm，小区面积15m2，3次重复。该试验地土质为中壤土，属中等肥力。足墒播种，保证一播全苗。深耕结合施底肥，播种前每公顷撒施腐熟鸡粪0.75万公斤。为防治地下害虫，每公顷撒施辛硫磷颗粒剂75公斤。玉米生育期间，分别于大喇叭口期和抽雄吐丝期进行了适量灌溉。其他田间管理同当地大田玉米生产一致。2.2调查指标与方法生育期性状：调查播种期、出苗期、拔节期、抽雄期、散粉期、吐丝期、采收期。严格遵循玉米生育期记载标准，以小区群体植株达到60%作为进入各生育期的标志。农艺性状：分别在三个重复，不同密度中选取10株代表性植株，测量株高、穗位高、茎粗及叶片数，取平均值。调查小区植株倒伏倒折及空秆情况。产量性状：授粉后23d采收，每个小区收获中间3行，测定鲜果穗重，并折合成每公顷鲜果穗重。果穗性状：每个小区选取20个代表性果穗，测定穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数，千粒重，籽粒深度，取平均值。并根据穗长记录一等果穗（穗长≥18cm），计算一等果穗率（一等果穗率=一等果穗数/总果穗数×100%）。品质测定:在授粉后23d取样。为防止串粉，品质检测所用果穗用硫酸脱绒纸袋套袋，在散粉盛期选择同一天进行人工自交授粉。对采收的果穗在24h之内脱粒，置于-80℃的冰柜中，之后进行水分、粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉含量的测定。2.3数据统计采用MicrosoftExcel2007进行数据处理和图表制作，用SAS8.0软件进行方差分析。3结果与分析3.1不同种植密度条件下农科糯336的生长发育动态根据调查记载（表1），不同密度条件下农科糯336的出苗期一致。4月29日播种条件下，均为5月8日出苗。随着种植密度的增加，该品种的生育期相应延长，与3.75万株/hm2密度相比，密度每增加0.75万株/hm2，抽雄期、散粉期、吐丝期分别延后1-2d，抽雄集中在6月28日—7月1日，散粉和吐丝分别在6月29日—7月2日。不同密度条件下，该品种4月29日播种，9d出苗，出苗后50-52d抽雄，且在不同一密度处理下，其散粉和吐丝时间基本一致，说明该品种雌雄协调性较好，利于授粉受精和籽粒结实。本研究表明，在3.75—6.75万株/hm2密度条件下，农科糯336在京郊4月底春播，从出苗到采收需77-78d，种植密度对生长发育进程影响不显著。表1农科糯336在不同密度条件下的生长发育动态种植密度

(万株/hm2)播种期

（月·日）出苗期

（月·日）抽雄期

（月·日）散粉期

（月·日）吐丝期

（月·日）生育期

（d）3.754月29日5月8日6月28日6月29日6月29日774.504月29日5月8日6月29日6月29日6月30日775.254月29日5月8日6月30日6月30日6月30日776.004月29日5月8日7月1日7月2日7月2日786.754月29日5月8日7月1日7月2日7月2日783.2不同种植密度条件下农科糯336的农艺性状表现由表2表明，随种植密度增加，农科糯336的株高、穗位高均呈上升趋势，但不同密度间差异不显著。密度对茎粗影响显著，随密度增加呈逐渐降低趋势，种植密度由3.75万株/hm2增至6万株/hm2时，茎粗由2.77cm降至2.38cm，差异显著。株高太高或茎秆太细在一定程度上会降低抗倒性[10]，因此从茎粗性状来看，农科糯336适宜种植密度应在6万株/hm2以内。由表2还可以看出，密度对总叶片数无显著影响，且在5个种植密度处理下倒伏倒折率和空秆率均为0，表明该品种植株长势强、抗倒性好、成穗率高。表2农科糯336在不同密度条件下的农艺性状种植密度

(万株/hm2)株高

(cm)穗位高

(cm)茎粗

(cm)叶片数(片)倒伏倒折率(%)空秆率(%)3.75203.73a80.3a2.77a17.5a004.50205.67a82.13a2.64a17.53a005.25206.8a84.17a2.57ab17.67a006,00211.67a87.1a2.38bc17.63a006.75212.7a87.9a2.33c17.6a003.3不同种植密度条件下农科糯336的产量及构成因素由表3可知，农科糯336在3.75万、4.50万、5.25万、6.00万、6.75万株/hm2密度条件下，鲜穗产量分别为13011.76、14322.94、15671.15、16941.59、17445.32kg/hm2。以0.75万株/hm2为密度梯度，随着种植密度增加，鲜穗产量增幅分别为10.08%、20.0%、30.2%、34.07%；种植密度由3.75万逐步增至6.00万株/hm2，鲜穗产量均显著增加；但当种植密度进一步增至6.75万株/hm2时，则增产不显著。从不同种植密度条件下的产量构成因素来看，随密度增加，每公顷穗数显著增加；穗粒数呈现出逐渐降低的趋势，3.75万、4.50万和5.25万株/hm2密度条件下无显著差异，但当密度进一步增至6.00万和6.75万株/hm2时则显著降低；不同密度条件下的千粒重则无显著差异。由此说明，以0.75万株/hm2为密度递增梯度，主要影响农科糯336的鲜穗产量及单位面积穗数和穗粒数，对粒重影响不大。因此，从产量及产量构成因素的角度来看，农科糯336种植密度以6万株/hm2为宜。表3农科糯336在不同密度条件下的产量与产量构成因素种植密度

(万株/hm2)单位面积穗数

(万穗/hm2)穗粒数(粒)千粒重

(g)鲜穗产量

(kg/hm2)3.752.45e602.11a422.23a13011.76d4.502.80d594.93a429.33a14322.94c5.253.20c590.12a425.73a15671.15b6.003.65b559.56b430.00a16941.59a6.754.00a532.93b417.93a17445.32a3.4不同种植密度条件下农科糯336的果穗外观商品性试验结果表明，该品种的穗长、穗粗和一等果穗率3个性状均随种植密度增加呈降低趋势，秃尖长性状则呈相反趋势（表4）。当种植密度由3.75万株/hm2增至5.25万株/hm2时，一等果穗率呈降低趋势、秃尖长度呈增加趋势，但差异均不显著；当密度进一步继续增至6万株/hm2时，一等果穗率仍可达90%以上，但秃尖长度显著增加。穗长性状在3.75万株/hm2密度条件下平均可达20cm以上，但随密度增加平均穗长低于20cm。密度继续增至6.75万株/hm2时，穗长和一等果穗率显著下降，穗长降至18.54cm，一等果穗率降至70%。从一等果穗率来看，与3.75万株/hm2相比，当密度为4.50万、5.25万、6.00万、6.75万株/hm2时，农科糯336的一等果穗率分别降低2.0%、4.1%、7.1%、28.6%。种植密度对粒深无显著影响。因此，综合来看，农科糯336的适宜种植密度应控制在6万株/hm2以内，此时果穗商品性好，外观品质高。表4不同种植密度下农科糯336果穗外观商品性评价种植密度

(万株/hm2)穗长

(cm)穗粗

(cm)秃尖长

(cm)粒深

(cm)一等果穗率（%）3.7520.07a5.43a0.01b1.07a98a4.5019.63b5.41a0.23b1.10a96ab5.2519.33b5.29b0.47b1.07a94ab6.0019.30b5.28bc1.29a1.13a91b6.7518.54c5.20c1.18a1.03a70c3.5种植密度对农科糯336籽粒品质的影响经检测适采期农科糯336果穗籽粒的营养品质（图1），结果表明不同种植密度条件下，籽粒中的粗蛋白质、粗脂肪、粗淀粉含量和含水率均相当，品质指标变幅分别为粗淀粉含量51.79%-53.57%、粗蛋白含量13.1%-14.27%、粗脂肪含量5.25%-5.53%、含水率67.75%-68.6%。这说明，适收采收的农科糯336籽粒鲜嫩，并且粗脂肪含量少、蛋白质含量高，营养价值高，并且密度对籽粒品质指标影响较小。图1不同种植密度下农科糯336果穗的营养品质表现注：图中粗蛋白质、粗脂肪、粗淀粉含量均为干基值4结论与讨论随着国家现代农业转型力度的增大和北京市“调转节”政策的落实执行，我国鲜食玉米种植面积上升迅速，目前已达2000万亩以上，我国已经成为全球最大的鲜食玉米生产国和消费国[1]。其中，甜加糯这一新类型的鲜食玉米品种在全国的推广应用规模逐年扩大，目前种植面积达到200多万亩。我所在的工作单位北京市农林科学院玉米研究中心在之前创新选育出京科糯928、农科玉368等甜加糯类型鲜食玉米品种基础上，又最新选育出了农科糯336甜加糯型鲜食玉米新品种，具有口感好、籽粒甜度高、高叶酸等营养强化功能，在下一步北京市及全国现代农业发展、乡村振兴及科技扶贫等过程中将有极大推广潜力。但随着鲜食玉米种植面积迅速扩大，鲜食玉米生产中盲目种植、缺乏配套技术等问题也愈加凸显。因此研究配套种植技术是助推该品种成功推广的重要基础。实施良种良法配套，是实现鲜食玉米节本增效、高产高效的重要技术措施。其中密度是影响鲜食玉米鲜果穗产量、果穗商品性、营养品质的重要因素[11-12]。王奎山等[13]研究表明，糯玉米产量随种植密度增加呈先增加后下降的趋势，以6万株/hm2密度条件下的鲜穗产量为最高；白翠云等[14]研究表明，糯玉米鲜糯玉4号的最适密度为6万株/hm2。本研究表明，从种植密度对农科糯336产量及产量构成因素的影响来看，主要影响的是鲜穗产量、单位面积穗数和穗粒数。鲜穗产量随种植密度增加呈逐渐增加趋势，当密度从3.75万增至6万株/hm2时均显著增产，但当密度进一步继续增至6.75万株/hm2时则增产不显著。穗粒数随密度增加呈降低趋势，当密度增加至6万株/hm2时则显著降低。因此从产量及产量构成因素来看，农科糯336的适宜种植密度为6万株/hm2。与普通玉米不同，鲜食玉米是在其乳熟期即采收并食用，除直接蒸煮食用外，市场上较大比例的鲜食玉米要进行果穗速冻加工或籽粒加工。有效穗长是权衡鲜食玉米果穗商品价值的重要外在标准之一[15]，因此，除将高产作为育种及生产的主要目标外，应更加注重果穗的外观品质、营养品质及商品性。因此，鲜食玉米种植密度不宜过大，以确保穗大、穗匀，提高果穗商品性。本研究表明，穗长、穗粗和一等果穗率3个性状均随种植密度增加呈降低趋势，秃尖长性状则呈相反趋势，种植密度对粒深性状无显著影响。综合分析种植密度对果穗性状的影响，农科糯336的适宜种植密度应控制在6万株/hm2以内，此时果穗商品性好，外观品质高。鲜食玉米籽粒营养品质在农产品定位及居民饮食中起着举足轻重的作用，具有高营养价值的品种更受市场及消费者欢迎。张哲等[16]研究表明，密度影响玉米籽粒的脂肪、淀粉等品质性状，其中脂肪含量随种植密度增加呈降低趋势。但本研究表明，种植密度对籽粒中的粗蛋白质、粗脂肪、粗淀粉含量和含水率无显著影响。从种植密度对生育期性状和农艺性状的影响来看，农科糯336在京郊4月底春播，不同密度处理从出苗到采收需77-78d，种植密度对生长发育进程影响不显著；不同密度处理的株高、穗位高差异不显著，并且植株抗倒性和成穗结实性好，不同密度条件下均无倒伏倒折和空秆。综上分析并结合全方位数据分析，本研究结果表明甜加糯鲜食玉米新品种农科糯336的适宜种植密度为5.25-6万株/hm2，在该密度条件下可获得较高的鲜穗产量，并且果穗商品性、营养品质及农艺性状等综合性状良好。5参考文献[1]史亚兴,徐丽,赵久然,等.中国糯玉米产业优势及在“一带一路”发展中的机遇[J].作物杂志,2019(02):15-19.[2]徐丽,卢柏山,史亚兴,等.不同密度对超甜玉米产量、商品性及可溶性固形物含量的影响[J].玉米科学,2018,26(03):102-107.[3]赵发欣,丁勇,张君,等.鲜食玉米的种植前景及适宜品种[J].种业导刊,2018(09):26-28.[4]