高纬度地区玉米籽粒脱水及其栽培环境影响因素研究
东北地区是我国最重要的玉米主产区，近年来由于玉米需求量和籽粒售价不断攀升，东北地区玉米种植区域不断北移至黑龙江省第三、四积温带，通过采用中早熟玉米品种增密种植的栽培技术，产量和生产效益提升明显，逐步成为东北冷凉区重要的粮食作物。但东北冷凉区秋季降温快、早霜时有发生，对玉米籽粒的成熟度以及籽粒田间脱水造成了影响，收获时籽粒含水率高、成熟度差一直是困扰东北冷凉区玉米生产的关键问题。本文在东北春玉米选择三个品种（德美亚1、德美亚3、合玉29），设置自5月初至5月末间隔10d的三个播期试验，观测籽粒含水率动态变化；采用全播期及部分播期等不同建模策略，利用积温和含水率构建籽粒含水率预测模型，分析不同策略下脱水模型的精度差异，建立快速构建品种脱水模型的方法；模拟阻断灌浆，观测阻断灌浆后籽粒干重、含水率等变化趋势，为该区域玉米高产研究与种植结构的调整提供理论依据。主要结果为： （1）籽粒脱水动态与特征分析 2021年播期一、播期二、播期三德美亚1的脱水速率分别为0.49％/d、0.48%/d、0.43%/d；播期一、播期二、播期三的德美亚3脱水速率分别为0.63%/d、0.72%/d、0.63%/d；播期一、播期二、播期三合玉29的脱水速率分别为0.54%/d、0.57%/d、0.58%/d。2022年播期一、播期二、播期三德美亚1的脱水速率分别为0.57%/d、0.70%/d、0.65%/d；播期一、播期二、播期三德美亚3的脱水速率分别为0.71%/d、0.67%/d、0.61%/d；播期一、播期二、播期三合玉29的脱水速率分别为0.61%/d、0.60%/d、0.61%/d。生理成熟前的脱水速率随着播期的推迟而减慢，不同品种不同年份间的脱水速率存在差异。2021年各播期平均生理成熟时、收获时的籽粒含水率及自然脱水速率均低于2022年。 （2）脱水模型的构建 采用不同建模策略构建的德美亚1和德美亚3两个品种的脱水模型，随着参与建模的播期数增加，模型参数和模拟精度无显著差异，模型参数变异性逐渐缩小。结合课题组积累的通辽、铁岭、公主岭三地2021年试验测定的相同品种籽粒含水率数据，利用不同策略建立的模型在东北春玉米区3个站点检验，模型精度无明显差异RMSE值在2.76~2.88%之间。利用分期播种方式可构建稳健的品种模型，在年际间、区域间均具有稳定的预测精度，模型在区域间验证的RMSE值加速玉米品种脱水模型的构建，为评价品种的机械粒收适宜性提供了有力的理论工具。 （3）阻断灌浆试验 德美亚1、合玉29和郑单958在吐丝后不同天数通过摘穗和摘穗后冷冻两种手段对玉米进行阻断灌浆手段，在阻断灌浆后，籽粒干重会分布在一条线上，而且阻断灌浆的时间越晚，籽粒干重就越高，籽粒含水量也越高。进行阻断处理的籽粒脱水速率同一时间段内高于田间正常生长植株的脱水速率，脱水速率随着阻断手段实施的延后而降低。阻断灌浆试验说明如果没有灌浆稳态的维持，在环境影响下脱水速率比正常生长的脱水快。
玉米;籽粒脱水;籽粒含水率;东北地区
黑龙江八一农垦大学
硕士
作物学
李少昆
2023
中文
S513
2023-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）