不同玉米品种田间耐深播特性研究

(甘肃农业大学农学院， 兰州 730070)

提高播种质量是玉米幼苗达到齐、全、匀、壮的基础，而播种质量的一个重要指标就是适宜一致的播种深度。出苗率是衡量播种深度是否适宜的重要指标，玉米出苗率和出苗时间在很大程度上决定玉米生长状况和产量。因此，只有适宜的播种深度，才有利于幼苗健康生长[1]。玉米的播种深度在生产上一般为3～5 cm，播种深度对种子出苗有极其重要的影响[2]。玉米播深一致，能够在很大程度上提高玉米群体的整齐度，好的整齐度能够发挥作物的群体优势，从而提高玉米的产量。同时整齐一致的作物群体能够抑制杂草的生长，也能在一定程度上防止病虫害的发生，为玉米高产奠定基础。当播种深度较深，且种子又能顶土出苗时，其深层土壤提供的水分也较多，抗旱和抗倒伏能力也较强；而且种子播种较深时，表明土层疏松，更有利于雨水渗入土壤。但苗期若遇到干旱，出苗能力下降，保苗率降低，严重影响田间出苗数[3]。玉米是稀播，独杆，单穗作物，自身调节能力很小，不能通过分蘖来调节穗数。因此玉米幼苗的缺少极容易造成玉米穗数减少，产量降低[4]。目前，根据玉米高产科研实践提出了“玉米想高产，七分种，三分管”的观点，突出了播种质量对玉米生产的重要性。不同类型玉米种子所适应的品种播种深度也不尽相同，马齿型和半硬粒型品种可适当深播，半马齿型和硬粒型品种应适当浅播，以提高出苗率。在西北地区大田表面有一定厚度的干土层，如果玉米播种深度较浅，玉米难以吸收足够的水分而发芽，即使勉强发芽了，玉米幼苗也比较弱，不利于后期产量形成[5]。反之，播种较深能够得到更多的水分，种子可以吸收足够的水分萌动发芽，但是由于种子所携带的营养物质有限且深层土壤氧气含量较低，萌发中的种子很容易受土壤病原菌和害虫的影响，使种子腐烂，最终玉米幼苗也不能正常生长发育，导致其死亡或形成弱苗[6]。因此，耐深播品种的选育对于西北干旱，半干旱地区玉米产量的提高具有重要意义。

本试验对4个不同玉米品种的耐深播特性进行研究，揭示4个玉米品种播深阈值及其耐深播特性差异，明晰在不同播种深度下玉米发芽率、发芽势、胚芽鞘长势及干物质积累情况，明确玉米品种对不同播种深度的响应以及不同玉米品种的耐深播特性差异，为甘肃旱区玉米种植提供参考。

1 材料和方法

1.1 材 料

甘肃农业大学平凉玉米育种站提供的4个玉米品种(甘农116、甘农118、富农821、富农340)作为试验材料。

1.2 方 法

1.2.1材料种植

试验于2017年4月在甘肃农业大学作物实训园中进行，选取甘农116、甘农118、富农821和富农340等4个品种的饱满一致的种子作为播种材料。2017年4月播种，采用随机区组排列，3次重复，每小区3行，行长3 m，行距50 cm，小区面积4 m2。播种深度依次为5 cm、10 cm、15 cm，并在田间做好标记。播种前结合翻地施农家肥作为底肥，拔节期施尿素450 kg·hm-2，按照大田生产管理试验田。

1.2.2指标测定

幼苗发育至3叶期时将幼苗连根取回实验室，每处理选取整体一致的幼苗6株进行指标测定并记录[8]。

胚芽鞘长度：从胚芽鞘节到胚芽鞘顶端的距离；

中胚轴长度：种子到胚芽鞘之间的距离；

中胚轴与胚芽鞘之和：种子到胚芽鞘之间的距离；

根长：最长根的长度；

苗长：中胚轴和胚芽鞘结合点以上的长度。

幼苗的干物质积累状况测量：取整齐一致的幼苗6 株，分别取根部、中胚轴和叶片先在105 ℃下杀青1 h，随后在85 ℃烘至恒重，分别称其干重，对测量数据记录并分析[8]。

1.2.3出苗率和出苗时间

以幼苗出土2 cm为出苗标准，记录开始出苗、50%出苗、结束出苗的时间，计算最终出苗率。

1.2.4室内标准发芽势和发芽率

每处理100粒种子，4次重复。在发芽盒中放置3 cm的消毒沙子，用蒸馏水湿润搅拌均匀，然后将种子均匀的排列在沙上，再盖上2 cm湿沙，放入25 ℃人工气候箱中。第4天统计发芽势，第7天统计发芽率。

1.3 数据处理

试验所有数据采用SPSS 19.0数据处理软件进行分析，考虑1%及5%的置信水平，应用最小显著差异法(LSD)进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 4个玉米品种播种前室内发芽率的测定

由表1可看出，4个品种的发芽率都在90%以上，可进行田间播种试验。其中富农340的发芽势和发芽率最高，说明具有较强的发芽能力。

表1 各品种在实验室条件下发芽势和发芽率的测定

品种发芽势/%发芽率/%甘农11668aA92bA甘农11864bA91bB富农82172aA93aA富农34078aA95aA

注：表中小写字母和大写字母分别代表0.05显著水平和0.01极显著水平。下同。

表2 播种深度对不同玉米品种出苗率、根干重和苗干重的影响

品种播深/cm出苗率/%根干重/g苗干重/g567aA1.47aA2.26bC甘农1161053bB0.97aB3.74aA1513cC0.63bB1.67bB573aA1.66aA1.62cB富农8211060bB1.62aA2.73aA1520cC1.88aA1.73bA583aA1.62aA2.73aA富农3401070bB1.11aA2.39bA1513cC0.81bB0.43cB571aA0.51cC1.70aA甘农1181053bB0.52bB1.06aB1517cC1.04aA0.34bC

2.2 4个玉米品种在不同播种深度下的出苗率及干物质积累

由表2可知，4个玉米品种出苗率随着播种深度的增加逐渐降低，各品种趋势相同。根干重随着播种深度的增加也表现为下降的趋势，而富农821略有不同，10 cm播深的根干重较15 cm重。苗干重的变化较复杂，甘农116在10 cm播深条件下有较大的苗干重，比5 cm，15 cm播深情况下分别高出10.8%和28.6%，具有显著性。富农821在10 cm播深时苗干重最大，分别比5 cm、15 cm高出36.9%和57.8%。甘农116和富农821在10 cm播深情况下苗长较长，长势较好，具有较大的苗干重。富农340在5 cm播深时具有较大的苗干重，比10 cm和15 cm播深分别高出11.4%和45.24%，具有显著性。甘农118在5 cm播深时比10 cm和15 cm高出15.2%、43.3%。富农340和甘农118在5 cm时幼苗长势较好，具有较大的苗干重，且在15 cm时苗干重最低。

表3 不同播深对不同玉米品种各个性状的影响

品种播深/cm胚芽鞘长度/cm中胚轴长度/cm苗长/cm根长/cm鲜重根冠比/%干重根冠比/%58.93bB1.50cC29.6bB12.6bB1.09aA0.98aA甘农1161010.57aA3.10bB36.07aA36.07aA0.47cB0.5bA155.57cC5.43aA23.37cC13.23bB0.8bA0.67bA55.23bB2.63bB24.33bB14.2bB1.3aA1.26aA富农821109.77aA5aA30.67aA14.03bB0.78bB0.81bA155.2bB6.2aA30.27aA19.03aA1.42aA1.33aA52.73bB4.27aA36.0aA14.23aA0.76bB0.78bB富农340106.2aA4.57aA36.0aA15.97aA0.69bB0.66bB152.63bB5.3aA29.0bB13.5aA1.7aA2.39aA56.8aA2.6bA23.67bB14.1aA1.32bB1.04bB甘农118105.43aA3.77aA29.33aA10.93bB0.83bB0.69bB154.47aA1.7cB14.47cC11.07bB4.32aA3.88aA

2.3 4个玉米品种在不同播种深度下的生长性状

由表3可看出，在5，10 cm和15 cm的播种深度下，甘农116和富农821的胚芽鞘长度随着播种深度的增加而增加，而富农340和甘农118胚芽鞘长度的最大值出现在10 cm播种深度下，播深5 cm和15 cm时均较10 cm时小。中胚轴长度随着播种深度的增加总体呈上升趋势。甘农116、富农821和甘农118的苗长均随播种深度增加而降低。富农340在 5 cm和10 cm播深时根长大致相同，15 cm播深苗长最小。由此可见，各品种对不同播深的反应不同，10 cm播深条件下4个品种的整体表现较好，超过10 cm时各品种的幼苗整体性状表现较差。

2.4 5 cm播种深度下4个玉米品种出苗率及干物质积累情况

播种深度对4个玉米品种的出苗率、根干重、苗干重均有显著影响。在大田5 cm播深条件下，富农340的出苗率较甘农116、富农821、甘农118高10%。播深5 cm在干物质积累方面富农821和富农340根干重较显著，甘农116和甘农118的根干重较低。富农340和甘农116苗干重较其余2个品种显著(表4)。

2.5 10 cm播种深度下4个玉米品种出苗率及干物质积累情况

在大田10 cm播深条件下，富农340的出苗率较富农821、甘农116、甘农118分别高出10%，17%，17%，差异显著。根干重富农340、甘农116、甘农118分别较富农821降低了34.48%、40.12%和67.90%。苗干重甘农116和富农821较高，富农340和甘农118较低，差异显著(表5)。

表4 5 cm播深下出苗率及干物质积累情况

品种出苗率/%根干重/g苗干重/g甘农11673bC0.76bA2.26aB富农82173bB1.66aA1.62bC富农34083aA1.62aA2.73aA甘农11873bC0.51bA0.57cC

表5 10 cm深播下出苗率及干物质积累情况

品种出苗率/%根干重/g苗干重/g甘农11653bB0.97aA3.74aA富农82160aA1.62aA2.73aA富农34070aA1.11aA2.39aB甘农11853bC0.52bB1.06bC

2.6 15 cm播种深度下4个玉米品种出苗率及干物质积累情况

在15 cm播深条件下，4个玉米品种出苗率均较低，其中富农821较高，比甘农118高出3%，比甘农116和富农340高出7%，差异不显著性。富农821的根干重较大，分别比甘农118、富农340、甘农116高出44.68%、56.91%和66.49%，差异显著。富农821和甘农116的苗干重比富农340和甘农118高，具有显著性(表6)。15 cm播深下种子在萌发时由于干物质不足而出土困难，故而发芽率较低。

表6 15 cm播深下出苗率及干物质积累情况

品种出苗率/g根干重/g苗干重/g甘农11613aA0.63dB1.67aA富农82120aA1.88aA1.73aA富农34013aA0.81cA0.43bB甘农11817aA1.04bA0.34cB

表7 不同播种深度下各品种生长指标方差分析

变异来源自由度F值出苗率/%根干重/g苗干重/g胚芽鞘长度/cm中胚轴长度/cm苗长/cm根长/cm品种间384.122**0.297**2.414**2.4991.910**0.212**0.146**播深间2156.137**0.377**1.636**0.843**3.6020.150**0.006**品种×播深612.106**0.216**3.392**4.156**0.218**0.275**0.285**

注：表中数据后“*”和“**”分别表示相关性达5%和1%显著水平。

2.7 4个玉米品种在不同播种深度下干物质积累情况分析

由表7可知，各品种在不同播深下除了品种和胚芽鞘长度、播深和中胚轴长度没有显著相关性以外，出苗率、根干重、苗干重、胚芽鞘长度、中胚轴长度、苗长和根长在品种间、播深间和品种×播深间均有极显著相关性，由此可见这6个性状在遗传上存在差异，对于不同播深的反应不同，因此对于播种深度的研究很有必要。对于耐深播的品种应适当深播，对于不耐深播的品种应尽可能避免深播。

3 讨 论

玉米是我国主要的粮食作物之一，也是重要的饲用、工业原料，但玉米生产仍然存在较大问题，播种质量差，如播种粗放造成种子播深不一致，种子出苗率低，出苗质量差等现象，影响玉米的产量形成。同时播种深度影响玉米幼苗活力及根系生长，播种过深根冠比较低，从而影响玉米的生长；在干旱地区，播种较浅种子不易萌发，玉米的出苗率降低，影响玉米生产[7]。玉米出苗的因素主要有种子的遗传差异，不良气候，整地质量粗放以及播种技术等[8]。种子的萌发率高低直接影响出苗率，但是种子的萌发率高并不能保证较高的出苗率，还需要考虑播种深度等因素，故而出苗率是衡量播种深度是否适宜的重要指标[9]。本试验在不同播深条件下，对4个玉米品种的相关特性进行分析，随着播种深度的增加，所有参试品种的田间出苗率降低，当播深增加时建议适当增加播种密度，以保证正常的田间出苗率。当播深达到15 cm时，出苗严重受阻，4个品种的田间出苗率都较低。当播深达到10 cm时，富农340和富农821的各性状综合表现最好。通过室内发芽率、发芽势的结果与深播后田间出苗率的对比，发现室内发芽率、发芽势高的玉米品种在深播后未必有较好的田间出苗质量。而富农340在室内发芽率和发芽势上较其他品种都高，与田间出苗率结果相同，说明单独的室内发芽率和发芽势结果不能作为鉴定耐深播的指标。同时播深不一致或播种较深(大于10 cm)显著降低出苗率，幼苗性状表现较差，不利于幼苗的干物质积累，玉米的生长较差，最终影响玉米的生产。

干旱是影响玉米高产、稳产的重要限制因子，选择耐深播品种是抵御干旱、提高玉米产量的有效途径之一。研究表明，在播深为20 cm时华北地区长根茎耐深播品种能正常出苗，解决了干旱地区产量不高不稳的问题[10-12]。目前，对玉米自交系的耐深播研究较多，对杂交品种来说很少。本研究表明，5 cm和10 cm的播种深度下，4个玉米品种幼苗的胚芽鞘生长较好，大于10 cm，由于种子中没有足够的养分供应生长等因素，幼苗活力降低。说明玉米的耐深播特性受到生态条件、品种遗传特性等因素影响。因此，在不同生态条件下玉米品种的耐深播特性还有待进一步研究。