華鶴良 胡忠磊 李一彬 毛天岑 張小強 卞云龍

摘要：玉米莖稈糖是光合產(chǎn)物在莖稈中的積累，研究糯玉米莖稈糖含量與其產(chǎn)量及主要品質(zhì)性狀的關系，有助于進一步改善糯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。以9個糯玉米雜交種為材料，2018年夏播于揚州大學實驗農(nóng)牧場試驗田，采用隨機區(qū)組設計，3次重復，在授粉后25 d對莖稈糖含量、鮮穗產(chǎn)量、直鏈淀粉含量、籽粒含水率、皮渣率性狀進行測定。結(jié)果表明，鮮穗采收時9個糯玉米雜交種的莖稈糖含量、鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水率差異極顯著（P<0.01），直鏈淀粉含量和皮渣率差異不顯著。經(jīng)相關分析，秸稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量和籽粒含水率呈顯著負相關（P<0.05），鮮穗產(chǎn)量回歸方程為y=-42.486x+1 178.484，籽粒含水率回歸方程為y=-0.895x+59.376，表明秸稈糖分的增加會顯著降低鮮穗產(chǎn)量，對直鏈淀粉含量和皮渣率無顯著影響。本研究結(jié)果對糯玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的選育及糯玉米秸稈在青貯飼料中的利用提供相關理論依據(jù)。

關鍵詞：糯玉米;莖稈糖分;產(chǎn)量;品質(zhì)性狀

中圖分類號：S513.01 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）24-0082-03

收稿日期：2021-08-25

基金項目：國家自然科學基金（編號：31071426）;江蘇省自然科學基金（編號：BK20171291）;揚州市科技項目（編號：YZ2018042）。

作者簡介：華鶴良（1964—），男，江蘇寶應人，碩士，高級農(nóng)藝師，從事玉米育種及農(nóng)技推廣。E-mail：yzhhl@126.com。

糯玉米籽粒胚乳淀粉幾乎全部為支鏈淀粉，蛋白質(zhì)含量高于普通玉米，具有更豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和更好的適口性;與普通玉米相比口味獨特，具有較高的經(jīng)濟價值、營養(yǎng)價值，用途更為廣泛。糯玉米不僅可以鮮食，還是食品、造紙、紡織、黏合劑等現(xiàn)代工業(yè)的重要原料[1，2]，深受廣大消費者和產(chǎn)業(yè)者的歡迎。廣泛的適應性使得糯玉米在我國南北皆宜，糯玉米產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已形成極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦彤a(chǎn)業(yè)。

優(yōu)良的鮮食糯玉米應同時具有較高的產(chǎn)量和較好的品質(zhì)，鮮食糯玉米品質(zhì)性狀主要包括商品品質(zhì)和品嘗（食味）品質(zhì)，同時品嘗品質(zhì)是眾多的品質(zhì)評價指標中的重要指標，而籽?？扇苄蕴呛俊⒆蚜：?、皮渣率等與食味品質(zhì)密切相關[3-5]。蔗糖是重要的光合產(chǎn)物，是植物體內(nèi)運輸?shù)闹饕镔|(zhì)，也是莖稈糖分的主要成分[6，7]。光合產(chǎn)物需要不斷從葉片等光合器官通過莖稈向玉米籽粒運輸，才能完成籽粒灌漿、干物質(zhì)積累、果穗成熟等過程。莖稈糖分的變化反應植株向籽粒運輸糖分的速度和能力，從而影響糯玉米的成熟度和品質(zhì)。關于莖稈糖分與糯玉米產(chǎn)量及品質(zhì)性狀關系的研究鮮見報道，本試驗以9個糯玉米雜交種為材料，研究糯玉米莖稈糖分與其產(chǎn)量及主要品質(zhì)性狀的關系，為培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)糯玉米新品種、鮮穗采收后莖稈青貯利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與田間設計

試驗材料為9個糯玉米雜交種，包括蘇玉糯5號、嘉糯2018、蘇玉糯1706、糯YH1107、長甜糯218、紅花玉景、加甜糯2008、XN029、蘇科糯1705。2018年6月25日將試驗材料播種于揚州大學實驗農(nóng)牧場試驗田中，試驗田前茬為油菜，土壤為沙壤土，地力程度中等。小區(qū)面積16 m2，密度6萬株/hm2。隨機區(qū)組排列，3次重復，純作，四周設保護行。3葉期間苗，4～5葉期定苗，其他管理同一般大田。

1.2 取樣方法

每個供試種每個重復選取生長發(fā)育正常、生育時期相一致的糯玉米植株10株掛牌，于吐絲前對雌穗進行套袋處理，盛花期統(tǒng)一人工授粉，并記載授粉日期;于授粉后25 d采收鮮果穗進行性狀測定，測定的主要指標是鮮穗產(chǎn)量及相關品質(zhì)性狀，相應植株同時測定莖稈糖分含量。

1.3 分析與測定

1.3.1 莖稈糖含量測定 測定產(chǎn)量植株10株去掉葉片、葉鞘及雄穗等部位，用榨汁機（恒聯(lián)TYZ-8.0）分別榨出每個植株的全部莖稈汁液于培養(yǎng)皿中，微量移液器移取1 000 μL汁液于離心管中，離心 2 min（5 000 r/min），吸取上清液300 μL，用測糖儀（PAL-1，日本）測定糖分含量。為了降低測糖儀的測定誤差，每次每個植株莖稈汁液重復測定3次，取其平均值作為該植株的莖稈糖含量。

1.3.2 籽粒含水率測定 鮮穗取樣后放入自封袋并立即帶回實驗室，取果穗中部籽粒100粒稱鮮質(zhì)量后放入烘箱，105 ℃殺青30 min，并在60 ℃下烘至恒質(zhì)量，稱干質(zhì)量。計算籽粒含水率，含水率=（鮮質(zhì)量-干質(zhì)量）/鮮質(zhì)量×100%。

1.3.3 皮渣率測定 使用全自動豆?jié){機，采用物理方法將玉米皮渣進行分離，測定籽粒皮渣率。具體方法：稱取鮮籽粒60～100 g，記鮮質(zhì)量m1，高速打漿4～5次，15 s/次，間隔15 s，將磨好的玉米漿汁全部轉(zhuǎn)移至60目分樣篩（分樣篩的干質(zhì)量為m2），用水不斷沖洗，直至沖洗的水變清，將皮渣連同分樣篩放入烘箱烘至恒質(zhì)量，冷卻后稱取質(zhì)量m3，玉米皮渣率=（m3-m2）/m1×100%。

1.3.4 直鏈淀粉含量測定 直鏈淀粉含量的測定依據(jù)文獻[8]，參照 GB/T 15683—2008《大米 直鏈淀粉含量的測定》 測定方法，根據(jù)碘-直鏈淀粉復合物具有的吸收光譜，以碘比色法測定。

1.4 統(tǒng)計分析

采用SPSS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖稈糖含量分布

從圖1可以看出，9個雜交種中紅花玉景莖稈糖含量最低，為3.51%;蘇玉糯5號莖稈糖含量最高，為10.25%。有4個雜交種（蘇玉糯1706、長甜糯218、加甜糯2008、XN029）莖稈糖含量較高，為6%～8%，占44.44%;糖含量在4%～6%之間有2個品種（嘉糯2018、糯YH1107），占22.22%;糖含量在2%～4%之間也有2個品種（紅花玉景、蘇科糯1705），它們的莖稈糖含量較低，占22.22%。

2.2 鮮穗產(chǎn)量及相關品質(zhì)性狀

由表1可知，試驗小區(qū)糯玉米鮮穗產(chǎn)量為15.28～28.26 kg，其中蘇玉糯5號最低，為 15.28 kg， 蘇科糯1705最高， 為28.26kg;皮渣率在0.032%～0.052%，以蘇科糯1705最低，為0.032%，長甜糯218最高，為0.052%;籽粒含水率在40.35%～67.45%，蘇玉糯1706最低，嘉糯2018最高;直鏈淀粉含量為0.37%～1.60%，以蘇玉糯5號最低，XN029最高。

2.3 方差分析

采用SPSS軟件，對鮮穗產(chǎn)量、皮渣率、籽粒含水率、直鏈淀粉含量、莖稈糖含量進行方差分析，分析不同品種之間各性狀顯著差異。

從表2可以看出，9個參試品種的鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水率及莖稈糖含量差異極顯著;皮渣率和直鏈淀粉含量差異未達顯著水平。

2.4 相關分析

簡單相關分析（表3）表明，莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量呈顯著的負相關關系，相關系數(shù)為-0.468。蔗糖是重要的光合產(chǎn)物，是植物體內(nèi)運輸?shù)闹饕镔|(zhì)，也是莖稈糖分的主要成分;當光合產(chǎn)物（蔗糖）在莖稈中積累較多時，向籽粒運輸就會較少。莖稈糖含量與籽粒含水率也具有顯著負相關，皮渣率及直鏈淀粉含量與莖稈糖分無顯著相關性。

偏相關分析（表4）表明，莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水量呈顯著的負相關關系，籽粒含水量與灌漿期干物質(zhì)充實有密切關系。通過偏相關分析發(fā)現(xiàn)，籽粒含水率和皮渣率對鮮穗產(chǎn)量有極顯著或顯著的正效應，但偏相關系數(shù)較小，分別為0.185和0.029。

2.5 回歸分析

為了進一步明確莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水率的關系，利用一元線性回歸方法，對莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水率2個性狀進行擬合。鮮穗產(chǎn)量關于莖稈糖含量的線性回歸方程為y=-42.486x+1 178.484（ x為莖稈糖含量）。籽粒含水率關于莖稈糖含量的線性回歸方程為y=-0.895x+59.376（x為莖稈糖含量）。從表5可以看出，莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水量的回歸系數(shù)分別為-42.486和-0.895，表明莖稈糖含量對鮮穗產(chǎn)量、籽粒含水量有較大的負效應。莖稈糖含量對皮渣率、直鏈淀粉含量影響較小，回歸分析結(jié)果與相關分析結(jié)果相似。

3 討論與結(jié)論

玉米光合產(chǎn)物的形成與運輸、莖稈中糖分的增加與下降、灌漿過程中籽粒干物質(zhì)的積累與失水3個方面是一個相互關聯(lián)的生理過程。龔魁杰等研究發(fā)現(xiàn)，鮮食糯玉米采摘前可溶性糖向淀粉的合成代謝占據(jù)主導地位[9]，與本研究結(jié)果一致。糯玉米鮮穗采收時，莖稈糖含量與鮮穗產(chǎn)量呈顯著負相關關系。說明不同雜交種莖稈糖在向籽粒運輸轉(zhuǎn)化速度方面存在差異，在最適采收期前莖稈糖向籽粒轉(zhuǎn)運效率高的品種，莖稈糖含量相對降低，則鮮穗產(chǎn)量高。糯玉米籽粒含水量是評價鮮食糯玉米品質(zhì)最基本的項目[10]，玉米現(xiàn)果穗采收過早或過遲，會因水分多產(chǎn)量低，尚未形成較好的品質(zhì)風味;或玉米子粒果皮變厚且硬，食用品質(zhì)差。本研究糯玉米適采期莖稈糖含量對籽粒含水量有顯著負效應，籽粒含水量與籽粒干物質(zhì)積累是密切相關的，表現(xiàn)為莖稈糖分向籽粒轉(zhuǎn)運多則籽粒含水量會降低。在品種選育上應選擇適宜期采收前莖稈糖分向籽粒轉(zhuǎn)運速度快、效率高的品種，對提高鮮穗產(chǎn)量有好處，對改善口感品質(zhì)也有較好的效果。

甜玉米雄穗始花后28～42 d莖稈糖含量呈現(xiàn)一個顯著上升階段[11]，甚至出現(xiàn)峰值。鮮食糯玉米果穗的適宜采收期在吐絲后25 d左右，因品種不同會有3～5 d的差異[12]。糯玉米鮮穗采收后，玉米葉片仍有一定的光合作用，形成的光合產(chǎn)物（蔗糖）更多積累于玉米莖稈中。本研究9個供試糯玉米雜交種鮮穗莖稈含糖量在采收期大部分為5%左右，糯玉米在果穗采收后，其莖稈可作青貯飼料充分利用，莖稈糖分在一定時間內(nèi)會有增加的過程，提高莖稈糖含量有助于改善青貯玉米飼料品質(zhì)和適口性[13]，因而鮮穗采收后莖稈作為青貯玉米時可適當

延遲收獲玉米植株。

參考文獻：

[1]張曉星，朱 慧，張東民，等. 糯玉米opaque2基因近等基因系的創(chuàng)制[J]. 作物學報，2017，43（12）：1760-1766.

[2]曾孟潛.我國糯質(zhì)玉米的親緣關系[J]. 作物品種資源，1987（3）：8-10.

[3]劉 萍，陸衛(wèi)平，陸大雷.鮮食糯玉米品質(zhì)差異及適宜采收指標的研究[J]. 玉米科學，2009，17（6）：5-8.

[4]史亞興，董 會，盧柏山，等. 糯玉米不同采收期籽粒降水及糊化特性研究[J]. 作物雜志，2019（3）：112-117.

[5]趙文明，陳艷萍，孟慶長，等. 鮮食糯玉米品質(zhì)與主要品質(zhì)性狀的灰色關聯(lián)度分析[J]. 金陵科技學院學報，2010，26（4）：48-51.

[6]Bian Y L，Yazaki S，Inoue M，et al. QTLs for sugar content of stalk in sweet sorghum （Sorghum bicolor L. moench）[J]. Agricultural Sciences in China，2006，5（10）：736-744.

[7]史建國，崔海巖，趙 斌，等. 花粒期光照對夏玉米產(chǎn)量和籽粒灌漿特性的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2013，46（21）：4427-4434.

[8]岳 靜，朱志成，張靖晗，等. 超聲處理對不同品種玉米淀粉特性的影響[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2020（1）：219-220，227.

[9]龔魁杰，陳利容，朱立貴，等. 鮮食糯玉米采后與食用品質(zhì)相關的糖代謝變化[J]. 食品科技，2011，36（12）：170-173.

[10]孫 瑞，王國琴，莊 嚴.鮮食糯玉米鮮果穗適時采收及采后生理品質(zhì)特性研究進展[J]. 天津農(nóng)學院學報，2014，21（1）：43-45，57.

[11]卞云龍，杜 凱，王益軍，等. 玉米莖稈糖含量的分布[J]. 作物學報，2009，35（12）：2252-2257.

[12]劉洪明，王軍偉，宋朝玉，等. 鮮食糯玉米適宜收獲期研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學，2009，41（10）：94-95.

[13]Bian Y L，Sun D L，Gu X A，et al. Identification of QTL for stalk sugar-related traits in a population of recombinant inbred lines of maize[J]. Euphytica，2014，198（1）：79-89.