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Ear and Kernel Moisture and Dry-down Rate of Two Groups of Maize Hybrids in Huanghuaihai Area
Xu Guoping, Wang Aifang, Song Jinli, Wang Aifen, Li Ting, Yi Li, Wang Yibo
Ear and Kernel Moisture and Dry-down Rate of Two Groups of Maize Hybrids in Huanghuaihai Area
The cob, bract and kernel moisture and their rate of dehydration of major commercial hybrids were compared to obtain valuable information for crop management and breeding of fast kernel dehydration hybrids. Data were collected from seven major commercial corn hybrids in Huanghuaihai area using two sampling schemes: the multi-point continuous sampling (every third day) and three key time points sampling [kernel physical maturity (M), 10 days after M (M+10 d) and 20 days after M (M+20 d)], and the seven hybrid cultivars could be divided into two groups represented by ‘Zhengdan 958’ and ‘Xianyu 335’, which were 985 group (‘Zhengdan 958’, ‘Weike 702’ and ‘Zhongke 11’) and 335 group (‘Xianyu 335’, ‘Denghai 605’, ‘Yufeng 303’ and ‘Nonghua 101’). There was no obvious difference in the two groups of hybrid cultivars before physiological maturity, from M to M+20 d, the water content in grain of 335 group decreased from 32.0% to 22.6%, which could fit by y=-0.6757x+69.59. While that of 958 group decreased slowly from 34.1% to 28.2%, and could fit by y=0.0078x 2-1.3481x+85.065. From M to M+20 d, the content in cob of 335 group decreased from 59.0% to 45.3% with a decreasing range of 13.7%, while that of 958 group decreased from 71.0% to 59.1% with a decreasing range of 11.9%. 335 group had rather thick bract with fewer plies, longer kernel, fast water desorption. The results showed that 335 group is more suitable for mechanization harvest.
maize / kernel moisture / dehydration rate / cob / bract {{custom_keyword}} /
表1 生理成熟期及成熟后籽粒含水量及脱水速率 |
杂交种 | 审定年份 | 籽粒含水量/% | 籽粒脱水速率/(%/d) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
M | M+10d | M+20d | M至M+10 d | M+10 d至M+20 d | ||||
郑单958 | 2000 | 33.980 | 29.360 | 27.450 | 0.462 | 0.191 | ||
伟科702 | 2011 | 33.500 | 29.600 | 29.350 | 0.390 | 0.025 | ||
中科11 | 2006 | 34.910 | 30.680 | 27.860 | 0.423 | 0.282 | ||
先玉335 | 2004 | 33.305 | 24.000 | 21.060 | 0.930 | 0.294 | ||
农华101 | 2010 | 30.283 | 24.800 | 23.200 | 0.548 | 0.160 | ||
裕丰303 | 2015 | 31.850 | 25.200 | 22.590 | 0.665 | 0.261 | ||
登海605 | 2010 | 32.557 | 26.180 | 23.550 | 0.638 | 0.263 | ||
均值 | 32.912 | 27.117 | 25.009 | 0.579 | 0.211 | |||
变幅 | 30.283~34.910 | 24.000~30.680 | 21.060~29.350 | 0.390~0.930 | 0.025~0.294 | |||
间距 | 4.627 | 6.680 | 8.290 | 0.540 | 0.269 |
表2 确定最优分类数目的3种统计检验方法和检验结果 |
分组数(NCL+1) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
---|---|---|---|---|---|
半偏R方(SPRSQ) | 0.7971 | 0.0979 | 0.049 | 0.0305 | 0.0129 |
伪F统计量(PSF) | 19.6 | 17.1 | 16.9 | 19.1 | 15.7 |
伪t方(PST2) | 19.6 | 3.2 | 3.9 | 2.4 |
表3 两类杂交种在3个取样时间点籽粒、穗轴、苞叶含水量及籽粒脱水速率差异比较 |
性状 | 时期 | t value | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
籽粒含水量/% | M | 34.130 | 31.999 | 2.132 | 0.837 | 2.546 |
M+10 d | 29.880 | 25.045 | 4.835 | 0.635 | 7.618** | |
M+20 d | 28.220 | 22.600 | 5.620 | 0.811 | 6.932** | |
籽粒脱水速率/(%/d) | M至M+10 d | 0.425 | 0.695 | -0.270 | 0.099 | -2.735* |
M+10 d至M+20 d | 0.166 | 0.245 | -0.079 | 0.072 | -1.094 | |
穗轴含水量/% | M | 70.952 | 59.093 | 11.859 | 3.527 | 3.362* |
M+10 d | 64.454 | 50.051 | 14.402 | 4.328 | 3.328* | |
M+20 d | 59.062 | 45.276 | 13.786 | 5.317 | 2.593* | |
苞叶含水量/% | M | 13.336 | 21.014 | -7.678 | 1.502 | -5.112** |
M+10 d | 14.880 | 15.013 | -0.133 | 2.667 | -0.050 | |
M+20 d | 14.521 | 12.229 | 2.293 | 0.682 | 3.359* |
注: |
表4 两类玉米杂交种7个果穗性状差异比较 |
性状 | t值 | ||||
---|---|---|---|---|---|
苞叶层数 | 7.27 | 6.50 | 0.77 | 0.46 | 1.66 |
单层苞叶厚度/cm | 0.109 | 0.127 | -0.018 | 0.006 | -3.032* |
穗长/cm | 17.867 | 19.050 | -1.183 | 1.154 | -1.025 |
穗粗/cm | 4.933 | 4.950 | -0.017 | 0.126 | -0.132 |
轴粗/cm | 2.514 | 2.448 | 0.066 | 0.090 | 0.731 |
粒长/cm | 1.210 | 1.251 | -0.041 | 0.024 | -1.720 |
粒宽/cm | 0.858 | 0.780 | 0.078 | 0.019 | 4.172** |
注:表头中缩写同 |
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李璐璐, 雷晓鹏, 谢瑞芝 , 等. 夏玉米机械粒收质量影响因素分析[J]. 中国农业科学, 2017,50(11):2044-2051.
【目的】机械粒收是玉米生产的发展方向,收获质量是影响其推广应用的主要因素。中国玉米机械粒收还处于起步阶段,目前在西北和东北等春播玉米区推广应用面积较大,黄淮海夏播玉米区正在积极开展试验示范。本研究通过分析黄淮海夏玉米机械粒收质量及其影响因素,为该技术的推广应用提供支持。【方法】2013—2015年累计选用了23个玉米品种,在黄淮海典型代表区河南新乡开展试验研究。2013年和2015年在收获期分别进行2次机械收获,2014年1次机械收获。收获当天测定各个品种的收获前籽粒含水率,并调查测产。机械收获后从机仓随机取一定量籽粒样品,立即测定收获后籽粒含水率,然后手工分拣样品,测定籽粒破碎率和杂质率;收获后,在田间选取3个代表性样区,调查落穗损失和落粒损失。【结果】2013—2015年,籽粒破碎率共调查131个样点,结果显示,收获时玉米籽粒含水率在20.80%—41.08%,籽粒破碎率变幅为4.98%—41.36%,籽粒破碎率随着籽粒含水率的提高明显升高;破碎率低于8%的有38个样点,占比29.01%,籽粒含水率低于26.92%时,收获的玉米籽粒能够满足破碎率8%以下的要求。机收杂质率共调查134个样点,杂质率0.37%—5.28%,杂质率低于3%的样点有107个,占比79.85%,杂质率也随着籽粒含水率的升高而增加;2013—2014年,籽粒含水率低于28.27%时,杂质率能够低于3%的国家标准;2015年收获时籽粒含水率虽然较高,但杂质率均在3%以下。田间损失率共调查108个样点,变幅为0.18%—2.85%(落穗率和落粒率),均能满足国家标准,损失率不是影响机械收获质量的限制因素。在本试验条件下,籽粒含水率低于26.92%时,破碎率和杂质率分别低于8%和3%,田间损失率也符合国家标准,能够满足机械粒收质量要求。研究还发现,籽粒含水率相近的不同品种之间,机械收获的破碎率和杂质率也存在显著差异,表明品种固有的理化特性对机械收获质量也有影响。【结论】收获时的籽粒含水率是影响机械粒收质量的关键因素,在相同籽粒含水率条件下,品种之间收获质量表现出显著差异。由于年际间热量等条件的不同,收获时的籽粒含水率存在一定幅度的变动,但通过选择适宜品种、科学安排播种和收获时间,以河南新乡为代表的黄淮海夏玉米区完全能够保证玉米机械粒收质量。
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[2] |
谢瑞芝, 雷晓鹏, 王克如 , 等. 黄淮海夏玉米籽粒机械收获研究初报[J]. 作物杂志, 2014(2):76-79.
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[4] |
王克如, 李少昆 . 玉米机械粒收破损率研究进展[J]. 中国农业科学, 2017,50:2018-2026.
机械粒收是玉米收获技术发展的方向,是玉米实现全程机械化、转变生产方式的关键。当前,籽粒收获过程中破碎率高的问题不仅降低玉米等级和销售价格,而且导致收获产量下降,并增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,是推广机械粒收技术面临的重要问题。玉米不同基因型间籽粒破碎率存在显著差异,抗破碎特性是可遗传的性状,可通过育种培育抗破碎率的品种;不同收获机械和作业参数对籽粒破碎率有显著影响,选择轴流式收获机,并根据玉米生长、成熟和籽粒含水率状况及时检查与调试收获机参数是保证低破碎率的有效措施;生态环境因素对破碎率也有显著的影响,籽粒形成、自然干燥和收获期的光照、温度、湿度等因素均会影响到籽粒硬度、容重、含水率和质地等与籽粒破碎相关的特性;种植密度、水肥管理、收获时期等栽培管理措施对籽粒破碎率也会产生明显的影响。因此,针对不同区域生态环境条件,应选择适宜生育期内能与当地光温资源匹配的品种以及确定品种适宜的种植区域。合理种植密度、优化氮肥管理和适量灌溉有利于降低破碎率,而选择在最佳收获期收获是降低籽粒破碎率的最有效措施。
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[5] |
柴宗文, 王克如, 郭银巧 , 等. 玉米机械粒收质量现状及其与含水率的关系[J]. 中国农业科学, 2017,50:2036-2043.
【目的】机械粒收技术是现代玉米生产的关键技术,是国内外玉米收获技术发展的方向和中国玉米生产转方式的关键。明确当前中国玉米机械粒收质量的现状,研究影响收获质量的主要因素,推动玉米机械粒收技术发展。【方法】利用2011—2015年在西北、黄淮海和东北和华北玉米产区15个省(市)168个地块获得的1 698组收获质量样本数据,分析当前中国玉米机械粒收质量的现状及其影响因素。【结果】结果表明,籽粒破碎率平均为8.63%,杂质率为1.27%,田间损失籽粒(落穗、落粒合计)为24.71 g·m-2,折合每亩损失16.5 kg,平均损失率为4.12%,破碎率高是当前中国玉米机械粒收存在的主要质量问题。收获玉米籽粒平均含水率为26.83%,含水率与破碎率、杂质率及机收损失率之间均呈极显著正相关。其中,破碎率(y)与籽粒含水率(x)符合二次多项式y=0.0372x2-1.483x+20.422(R2=0.452**,n=1 698),在一定含水率范围内(含水率大于19.9%),破碎率随籽粒含水率增大而增大。【结论】当前中国玉米机械粒收时破碎率偏高,而籽粒含水率高是导致破碎率高的主要原因。对此,建议选育适当早熟、成熟期籽粒含水率低、脱水速度快的品种,适时收获,配套烘干存贮设施等作为中国各玉米产区实现机械粒收的关键技术措施。
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樊廷录, 王淑英, 续创业 , 等. 黄土高原旱作玉米籽粒水分与机械粒收质量的关系[J]. 作物学报, 2018,44(9):1411-1429.
玉米机械粒收是全程机械化的关键, 但存在着籽粒破碎、果穗和落粒损失严重等备受关注的问题。开展机械粒收质量及其影响因素研究, 对推进旱作玉米机械粒收技术应用具有重要意义。本研究选择国内玉米主栽品种33个, 于2016-2017年在甘肃泾川同一地块上用福田雷沃谷神收割机械粒收, 分析籽粒水分与机械粒收质量指标的关系。结果表明, 基因型差异是造成玉米机械粒收质量不同的主要原因, 两年收获时平均籽粒水分26.05%, 破碎率7.47%, 产量损失率3.25%, 落穗损失率2.58%, 杂质率1.04%; 籽粒水分(X)与破碎率(Y1)、产量损失率(Y2)显著正相关, 并且存在Y1 = 0.027X 2-0.987X+14.06 (R 2 = 0.373 **, n = 51), Y2 = 0.052X 2-2.223X+24.86 (R 2 = 0.418 **, n = 51)的变化关系, 籽粒水分依次下降到18.3%、21.4%时, 对应的破碎率(5.1%)、产量损失率(1.1%)最低, 即在一定含水率范围内随着籽粒水分的增加破碎率、产量损失率升高, 机械粒收的籽粒适宜水分为18%~22%, 破碎率可控制在5.0%~5.5%的范围内; 籽粒水分对落穗损失的影响大于落粒损失, 随着籽粒水分增加落穗损失率增加的幅度明显高于落粒损失率的升高; 各因素对玉米机械粒收产量损失的影响为: 落穗损失率(0.924)>籽粒水分(0.048)>破碎率(0.043), 因而籽粒水分高和落穗损失量大是影响黄土高原旱作玉米机械粒收质量的主要因素。
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[8] |
王克如, 李少昆 . 玉米籽粒脱水速率影响因素分析[J]. 中国农业科学, 2017,50(11):2027-2035.
玉米收获时籽粒含水率是影响机械粒收质量、安全贮藏和经济效益的关键因素,已经成为一个重要的技术与经济问题。当前玉米品种收获期籽粒含水率偏高不仅制约了中国玉米粒收技术的推广、影响到玉米收获及生产方式的转变,也严重影响了玉米品质。从国内外相关文献综述可见,收获期玉米籽粒含水率主要由生理成熟前后籽粒的脱水速率控制,该性状是可遗传的,品种间具有显著的差异;品种间脱水速率与苞叶、穗轴、籽粒特征及果穗大小等许多农艺性状有关;玉米生育后期的空气湿度(环境水分的饱和亏缺程度)、温度、日辐射、风速、降雨等生态气象因子对籽粒脱水速率具有重要影响;播期、种植密度、株行距、水肥管理等栽培措施对籽粒脱水也有一定影响。通过生理成熟时籽粒含水率和生理成熟后籽粒脱水速率参数可预测籽粒的适宜机械收获时间。本文建议,当前选择适当早熟、籽粒发育后期脱水快、成熟与收获时含水量低的品种是中国各玉米产区实现机械粒收技术的关键措施。同时,鉴于籽粒脱水速率受基因型、生态气象因素和栽培措施的共同作用,而中国玉米种植区域广、种植方式与品种类型多,因此,需要深入研究玉米籽粒脱水的生理机制,并在各产区针对籽粒脱水特征开展系统观测,为玉米机械粒收技术的推广和品质改善提供理论依据和技术支撑。
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[9] |
李少昆, 王克如, 谢瑞芝 , 等. 玉米籽粒机械收获破碎率研究[J]. 作物杂志, 2017(2):76-80.
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[13] |
张林, 王振华, 金益 , 等. 玉米收获期含水量的配合力分析[J]. 西南农业学报, 2005,18(5):534-537.
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[15] |
史磊, 王国宏, 王延波 , 等. 玉米杂交种及其亲本籽粒脱水速率初步研究[J]. 作物杂志, 2018(3):84-89.
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[16] |
王振华, 张忠臣, 常华章 , 等. 黑龙江省38个玉米自交系生理成熟期及籽粒自然脱水速分析[J]. 玉米科学, 2001,9(2):53-55.
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[17] |
李德新, 宫秀杰, 钱春荣 . 玉米籽粒灌浆及脱水速率品种差异与相关分析[J]. 中国农学通报, 2011,27(27):92-97.
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[18] |
丁佳琦, 王红武, 刘志芳 , 等. 玉米单交种和自交系生理成熟后籽粒脱水速率的研究[J]. 作物杂志, 2012(5):26-29.
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[19] |
张文杰, 王永宏, 王克如 , 等. 不同玉米品种子粒脱水速率研究[J]. 作物杂志, 2016(1):76-81.
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[20] |
马智艳, 董永彬, 乔大河 , 等. 不同种质玉米杂交种苞叶性状特征分析[J]. 河南农业科学, 2015,44(2):15-18.
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[21] |
Maize (Zea mays) husk referring to the leafy outer enclosing the ear, plays an important role in grain production by directly contributing photosynthate and protecting ear from pathogen infection. Although the physiological functions related to husk have been extensively studied, little is known about its morphological variation and genetic basis in natural population.
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[22] |
张林, 张宝石, 王霞 , 等. 玉米收获期籽粒含水量与主要农艺性状相关分析[J]. 东北农业大学学报, 2009,40(10):9-12.
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[23] |
杨国航, 张春原, 孙世贤 , 等. 夏玉米子粒收获期判定方法研究[J]. 作物杂志, 2006,05:11-13.
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[24] |
冯鹏, 申晓慧, 郑海燕 , 等. 种植密度对玉米籽粒灌浆及脱水特性的影响[J]. 中国农学通报, 2014,30(6):92-100.
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[25] |
Kernel density smoothing techniques have been used in classification or supervised learning of gene expression profile (GEP) data, but their applications to clustering or unsupervised learning of those data have not been explored and assessed. Here we report a kernel density clustering method for analysing GEP data and compare its performance with the three most widely-used clustering methods: hierarchical clustering, K-means clustering, and multivariate mixture model-based clustering. Using several methods to measure agreement, between-cluster isolation, and withincluster coherence, such as the Adjusted Rand Index, the Pseudo F test, the r(2) test, and the profile plot, we have assessed the effectiveness of kernel density clustering for recovering clusters, and its robustness against noise on clustering both simulated and real GEP data. Our results show that the kernel density clustering method has excellent performance in recovering clusters from simulated data and in grouping large real expression profile data sets into compact and well-isolated clusters, and that it is the most robust clustering method for analysing noisy expression profile data compared to the other three methods assessed.
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[26] |
李璐璐, 谢瑞芝, 范盼盼 , 等. 郑单958与先玉335籽粒脱水特征研究[J]. 玉米科学, 2016,24(2):57-61.
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[27] |
戴凌燕, 刘玉涛, 王宇先 , 等. 黑龙江春玉米种植区高产品种籽粒灌浆、脱水特性及产量分析[J]. 中国农学通报, 2015,31(6):75-79.
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[28] |
刘艳秋, 李明顺, 李新海 , 等. 1970s-2000s玉米主栽品种灌浆与脱水速率研究[J]. 玉米科学, 2015,23(1):85-91.
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[29] |
张铁岭 . 红轴玉米相对白轴玉米优势探究[J]. 种子科技, 2016(8):7-8.
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[30] |
郝路平 . 解读玉米新品种包装袋使用说明[J]. 现代农村科技, 2016(6):105-106.
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[31] |
成建宏, 苏二虎, 李银换 , 等. 玉米不同轴色、粒色品种营养成分比较研究[J]. 内蒙古农业科技, 2013(6):38-39.
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[32] |
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[33] |
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[34] |
宋卫堂, 封俊, 胡鸿烈 . 北京地区夏玉米联合收获的试验研究[J]. 农业机械学报, 2005,36(5):45-48.
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[35] |
李少昆 . 我国玉米机械粒收质量影响因素及粒收技术的发展方向[J]. 石河子大学学报:自然科学版, 2017,35(3):265-272.
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[36] |
宫帅, 郭正宇, 张中东 , 等. 山西玉米籽粒含水率与机械粒收收获质量的关系分析[J]. 玉米科学, 2018,26(4):63-67.
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[37] |
李璐璐, 明博, 谢瑞芝 , 等. 玉米品种穗部性状差异及其对籽粒脱水的影响[J]. 中国农业科学, 2018,51(10):1855-1867.
目的 玉米籽粒脱水速率快、收获期含水率低是适宜机械粒收品种的基本要求。穗部性状是玉米遗传基础的直观表现,与籽粒脱水有较紧密的联系,探寻二者之间的关系、明确影响籽粒脱水速率的关键指标,对于适宜机械粒收品种的选育和筛选具有重要意义。方法 本研究以黄淮海夏玉米区当前主推的22个品种为研究对象,按苞叶、籽粒、穗轴和穗柄等部位将穗部性状分为41个指标参数,于2015—2016年进行连续观测,并与衡量籽粒脱水快慢的5个参数(生理成熟前籽粒脱水速率、生理成熟后籽粒脱水速率、籽粒总脱水速率、生理成熟期籽粒含水率和收获期籽粒含水率)进行相关分析。结果 41个穗部指标在品种间均存在极显著差异,其中部分指标与籽粒脱水特征密切相关。苞叶长度与生理成熟后籽粒脱水速率显著负相关,与收获期籽粒含水率显著正相关;“苞叶长度/果穗长度”与生理成熟后籽粒脱水速率显著负相关;果穗夹角与籽粒总脱水速率显著正相关;穗轴生理成熟期含水率与籽粒生理成熟期、收获期含水率均呈极显著正相关关系;穗粒数与生理成熟前籽粒脱水速率、总脱水速率分别达到极显著、显著水平的负相关关系;“果穗长度/行粒数”与籽粒生理成熟前、后和总脱水速率分别呈显著或极显著正相关关系,与收获期籽粒含水率呈显著负相关关系;生理成熟期百粒干重与籽粒含水率呈显著负相关关系;而穗部其他性状与籽粒脱水速率、生理成熟期和收获期籽粒含水率均无显著相关性。结论 黄淮海区域现有玉米品种穗部性状差异较大,苞叶短、穗轴生理成熟期含水率低、果穗夹角大、穗粒数少、籽粒小等穗部特征有利于籽粒脱水,可为适宜机械粒收品种的筛选和选育提供参考。
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[38] |
向葵 . 玉米籽粒脱水速率测定方法优化及遗传研究[D]. 雅安:四川农业大学, 2011.
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闫淑琴, 苏俊, 李春霞 , 等. 玉米籽粒灌浆、脱水速率的相关与通径分析[J]. 黑龙江农业科学, 2007(4):1-4.
试验选用9份自交系,按格列芬双列杂交方法Ⅱ设计,对玉米灌浆速率、脱水速率及其主要性状进行相关和通径分析.结果表明:单株产量与灌浆速率呈正相关:第Ⅲ期灌浆速率>第Ⅱ期灌浆速率>第Ⅰ期灌浆速率.灌浆速率与穗粒数、行粒数、穗长、百粒重、容重、穗粗、穗行数呈正相关.对产量正向直接通径系数:穗粒数>第Ⅲ期灌浆速率>出苗到抽丝日数>第Ⅰ期灌浆速率>百粒重>第Ⅱ期灌浆速率>灌浆持续期.自然脱水速率与穗轴脱水速率、苞叶脱水速率呈正相关,与包叶面积、苞叶含水量、籽粒宽、穗轴粗、籽粒长度、穗长、穗粗、行粒数、灌浆持续期呈负相关显著.对自然脱水速率直接通径系数正向值最大是苞叶脱水速率,负向值最大是苞叶含水量,其次是百粒重.
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