全 文 ：冀西北地区裸燕麦播期与灌浆进程的关系
乔永明　牛瑞明　杨德浩　袁 丁
摘　要　利用 log istic曲线方程对冀西北地区 3
个裸燕麦(莜麦 )品种 , 4个不同播期的灌浆进程进
行了拟合 ,对获得的曲线特征进行了分析 。结果表
明:(1)裸燕麦灌浆进程符合 log istic生长曲线 , K值
的大小与产量的高低没有直线相关性 。 (2)中等生
育期品种达到最大灌浆速率的时间受播期的影响最
大 ,长生育期品种受影响最小。 (3)随着播期的延
后 ,短生育期品种和中等生育期品种表现为先增产
后减产 ,而长生育期品种的产量则持续降低 。 (4)
最大灌浆速率出现在灌浆中期 ,中期的千粒重增加
量最高 ,约占总灌浆干物质积累量的 58%;前期次
之 ,后期最低。 (5)该地区各品种裸燕麦均为最大
灌浆速率出现在 8月中旬时产量最高 。
关键词　冀西北;裸燕麦;播期;灌浆
裸燕麦 (Avena nuda L. ),俗称莜麦 ,是燕麦的
栽培种 ,在世界谷物的栽培面积中居第 6位 。我国
裸燕麦的种植面积约为 40万 hm2 ,主要分布在北方
高寒地带和西南高海拔地区。裸燕麦具有较高的营
养价值 [ 1]和一定的药用价值与保健功能。随着人
们对其认识的不断深入 ,裸燕麦食品的开发也日渐
增长 、经济价值逐渐提高 。由于该作物的种植具有
地域性限制 ,种植面积相对较小 ,所以关于裸燕麦栽
培生理等方面的研究相对较少 ,有关裸燕麦灌浆进
程特性的研究更少。
冀西北地区位于内蒙古高原的南端 ,气候寒冷
而干旱 。裸燕麦是该地区种植历史悠久的主要粮饲
兼用作物 ,约占历年粮食作物播种面积的 40%以
上 。由于耕作条件落后 ,经营粗放 ,缺乏科学技术的
支持 ,裸燕麦的产量低而不稳 ,经济效益比较低 ,因
此 ,能够提高其产量的栽培技术研究显得尤为重要 。
我们利用 logistic生长曲线方程导出一系列次级参
数 ,研究了不同品种不同播期条件下裸燕麦灌浆进
程的基本特征 ,以期揭示灌浆期这个谷类作物生育
作者简介:乔永明 ,讲师 ,主要从事植物生理方面的研究 ,河北北方学
院农业科学系 , 075131,河北张家口
牛瑞明 ,杨德浩 ,袁丁 ,通讯地址同第 1作者
收稿日期:2007 - 01 - 18
时期中较为关键的阶段在裸燕麦栽培发育中的规
律 ,为当地气候条件下裸燕麦高产 、稳产栽培提供科
学的依据和技术指导。
1　材料与方法
供试裸燕麦品种为品六号 (短生育期品种 )、品
五号(中等生育期品种 )和品十四号 (长生育期品
种)。
试验设置于内蒙古高原南缘的冀西北地区张北
县小二台旱作农业试验区 ,海拔 1 300m ,无霜期 90 ～
110d。试验地为旱滩地 ,小区面积 15m2 , 3次重复 ,随
机区组排列;播种密度 375万株 /hm2;播深为 5cm;行
距 25cm;3个品种 ,每个品种设 4个播期 ,分别为 5月
5日 、5月 15日 、5月 25日和 6月 4日;管理同一般大
田 ,同时观察记录各生育时期。
各处理于开花当天选取长势基本一致的裸燕麦
穗 200个作标记 。从开花后第 5天开始 ,每 5天取样
一次 ,每次取 10个穗 ,每穗拨剥取中部小穗的第 1
朵 、第 2朵小花的子粒 20粒 , 105℃下杀青 20m in,然
后 80℃恒温烘至恒重后称重 ,直到成熟 ,收割后测定
产量。
所得结果以灌浆物质积累量 W(g /千粒 )为因变
数 ,开花后天数 t(d)为自变数 ,用非线性最小平方法
求得 log istic方程:
　　W =K /(1 +ae-b t) ①
式中:K 、a、e为参数 , K为灌浆的最大物质积累
量。以决定系数 R和复相关系数 r来表示其配合适
度及相关程度。
由①可衍生下列方程:
灌浆速率:
　　GV =dw /dt =Kabe-b t /(1 +ae-b t)2 ②
由以上两个方程求得以下各次级参数:
(1)最大灌浆速率:Vmax=Kb /4,达到最大灌浆
速率的时间:tmax=lna /b。
(2)灌浆前 、中 、后期的划分:对灌浆速率 GV求
导数得:
49
作物杂志　C rops 2007.3DOI牶牨牥牣牨牰牥牫牭牤j牣issn牣牨牥牥牨牠牱牪牳牫牣牪牥牥牱牣牥牫牣牥牨牭
GV
′ =Kab3 e-b t(a2 e-2b t - 4ae-b t +1) /(1 +ae-bt)4
　　令 GV′=0,求得灌浆速率曲线的两个拐点坐标
值 t1和 t2
t1 =- In[ (2 + 3) /a] /b ③
t1 =- In[ (2 - 3) /a] /b ④
假设灌浆物质积累量达 99%K时 ,为灌浆终期 t3 ,
由①得 t3 =- ln(1 /99a) /b。 t0 ～ t1为灌浆前期 , t1 ～ t2
为灌浆中期 , t2 ～ t3为灌浆后期 ,以此来进行分析。
2　结果与分析
利用非线性最小平方法 ,据所选的 3个品种进行
的播期试验取得的 12组数据 ,求得 12个 log istic灌浆
积累曲线方程。这 12个方程的 F值都达到极显著水
平 ,决定系数 R都大于 0.97,相关系数在 0.98以上(表
1)。这说明该地区裸燕麦灌浆进程符合 logistic生长
规律 ,可以用 logistic方程W =K /(1+ae-bt)来描述。
表 1　3个裸燕麦品种 4个播期灌浆进程 log istic方程参数及产量
品种 播期(月 日) K a b r R
达到最大灌浆速率
的时间和日期
天数 tm ax(d) 日期(月 日)
产量
(kg /hm2)
品六 5 5 21.007 51. 548 0. 197 0. 989 0. 978 22 8 10 3 204. 0
5 15 20.996 78. 524 0. 233 0. 996 0. 992 19 8 11 3 429. 0
5 25 20.460 63. 567 0. 248 0. 997 0. 994 17 8 15 3 450. 0
6 4 21.806 39. 242 0. 195 0. 995 0. 990 18 8 20 3 075. 0
品五 5 5 22.881 127. 563 0. 206 0. 993 0. 986 24 8 10 3 583. 5
5 15 23.344 125. 307 0. 225 0. 996 0. 992 22 8 14 3 850. 5
5 25 21.050 34. 780 0. 221 0. 987 0. 974 16 8 19 3 378. 0
6 4 20.636 24. 179 0. 191 0. 990 0. 980 15 8 27 3 304. 5
品十四 5 5 30.909 80. 275 0. 173 0. 998 0. 996 24 8 10 3 651. 0
5 15 29.793 100. 863 0. 192 0. 995 0. 990 23 8 12 3 400. 5
5 25 27.710 104. 116 0. 201 0. 989 0. 978 23 8 21 3 084. 0
6 4 26.472 125. 542 0. 225 0. 999 0. 998 21 8 27 2 751. 0
2.1　不同播期裸燕麦灌浆进程的分析
研究结果(表 1)表明 ,不同播期条件下 ,裸燕麦
灌浆进程不同。达到最大灌浆速率的日期主要表现
为随着播期的推迟而相应后延 ,但延后的天数较播
期推迟的幅度小 。除品六播期在 6月 4日时开花后
达到最大灌浆速率的天数比前一播期增加了 1d,品
十四在 5月 15日与 5月 25日两个播期的开花后达
到最大灌浆速率的天数相同外 ,多数都表现为播期
每推迟 10d,开花后达到最大灌浆速率的天数则缩
短 1 ～ 6d ,而达到最大灌浆速率的日期向后延迟 4 ～
8d,唯有品六的前两播期之间变化较特殊 。不同生
育期的品种 ,开花后达到最大灌浆速率的天数的变
化幅度不同 ,短生育期品种 (品六 )为 5d,中等生育
期品种 (品五 )为 9d,长生育期品种 (品十四)为 3d,
说明中等生育期品种达到最大灌浆速率的时间受播
期的影响最大 ,短生育期品种次之 ,长生育期品种受
影响最小。
　　由图 1可知 ,随着播期的延后 ,短生育期品种和
中等生育期品种表现为先增产后减产 ,而长生育期
品种的产量则持续降低。另外 ,长生育期品种产量
变化的幅度较大 ,最大降幅为 900kg /hm2 ,中等生育
期品种和短生育期品种产量变化幅度较小 ,分别为
546kg /hm
2和 375kg /hm2。说明长生育期品种对播
期变化的适应性差;短生育期品种对播期的适应性
广。同时 , 3个品种不同播期的产量都表现为灌浆
盛期落在 8月中旬时产量最高 。灌浆盛期出现在 8
月中旬以后时 ,产量随灌浆盛期的后延而显著下降。
3个裸燕麦品种达到最高产量的播期分别是:短生
育期品种 5月 25日;中等生育期品种 5月 15日;长
生育期品种 5月 5日。短生育期品种适宜晚播 ,长
生育期品种适宜早播。最高产量出现在中等生育期
品种播期为 5月 15日(表 1和图 1)。
图 1　不同播期产量变化曲线
50
作物杂志　2007 C rops.3
2.2　不同品种不同播期子粒灌浆持续时间与灌
　　 浆物质积累量的关系
根据公式①、③、④求得灌浆前期 、中期和后期
持续的时间 (d)和子粒灌浆物质积累量W (g /千粒 )
见表 2。
表 2结果显示:裸燕麦不同品种随着播种日期
的推迟 ,总灌浆持续天数及前 、中 、后 3个灌浆时期
都有所缩短 ,但表现的并不一致:短生育期品种 (品
六 )的灌浆前 、中 、后 3个时期持续的天数 ,表现为
前 3个播期随播期的推迟而减少 ,最晚播期 (6月 4
日 )有所增加;子粒干物质的积累量 ,随播种期的推
迟 ,变化不大 。中等生育期品种 (品五 )前 3个播期
灌浆的前 、中 、后 3个时期都表现为随播期的推迟而
减少 ,前期变化较大 ,而中后期变化较小;子粒干物
质的积累量 ,先增加后减少 ,但变幅较小 ,以播期在
5月 15日时最高 ,这和产量结果一致。长生育期品
种(品十四 )的 3个灌浆时期都表现为随播期的推
迟而缩短 ,较为一致;但干物质积累有明显的下降 ,
是导致产量明显下降的原因 。
各品种在不同播期大多数表现为灌浆前期和中
期较短 , 后期较长;但灌浆中期的干物质积累量
(W 2)最高 ,约占总灌浆干物质积累量的 58%,前期
次之 ,后期最低。可见 ,最大灌浆速率出现在中期 ,
是灌浆的关键期 ,是子粒产量形成的主要时期。
表 2　裸燕麦灌浆各阶段持续的时间与灌浆物质积累量
品种 播期(月 日)
灌浆前期
t0 ～ t1
(d)
W 1
(g /千粒)
灌浆中期
t1 ～ t2
(d)
W 2
(g /千粒)
灌浆后期
t2 ～ t3
(d)
W 3
(g /千粒)
总灌浆期
t0 ～ t3
(d)
W
(g /千粒)
品六 5 5 13.3 4. 439 13. 4 12. 128 16. 6 4. 229 43. 3 20. 797
5 15 13.1 4. 437 11. 3 12. 122 14. 1 4. 227 38. 4 20. 786
5 25 11.4 4. 324 10. 6 11. 813 13. 2 4. 119 35. 3 20. 255
6 4 12.1 4. 608 13. 5 12. 590 16. 8 4. 390 42. 4 21. 588
品五 5 5 17.1 4. 835 12. 8 13. 210 15. 9 4. 607 45. 8 22. 652
5 15 15.6 4. 933 11. 7 13. 478 14. 6 4. 700 41. 9 23. 111
5 25 10.1 4. 448 11. 9 12. 153 14. 8 4. 238 36. 9 20. 840
6 4 9.8 4. 361 13. 8 11. 914 17. 2 4. 155 40. 7 20. 430
品十四 5 5 17.7 6. 532 15. 2 17. 845 18. 9 6. 223 51. 9 30. 600
5 15 17.2 6. 296 13. 7 17. 201 17. 1 5. 998 48. 0 29. 495
5 25 16.6 5. 856 13. 1 15. 998 16. 3 5. 579 46. 0 27. 433
6 4 15.6 5. 594 11. 7 15. 284 14. 6 5. 329 41. 9 26. 207
注:W =W 1 +W 2 +W 3 , t3 是子粒灌浆量达到 99%K时的时间
2.3　裸燕麦最大千粒重(K)与产量的相关性分析
图 2　K值与产量的直线相关性
　　裸燕麦不同品种不同播期的最大灌浆积累量
(K)变化规律表现为:品五播期在 5月 5日和 5月
15日时 ,K值随播期推迟而增大 ,分别是 22.881g和
23.344g;之后开始下降 ,播期在 5月 25日和 6月 4
日时 ,分别为 21.050g和 20.636g;最高产量的播期
为 5月 15日。品六和品十四播期在 5月 5日时 K
值最大 ,然后 K 值随播期推迟而降低 ,生育期越长
的品种 ,这种趋势表现的越显著。
利用直线相关分析方法对最大千粒重 (K)与产
量进行相关分析 ,相关系数 r=- 0.07,未达显著水
平 ,说明 K值的大小与子粒产量之间无直线相关关
系(图 2),K值的大小只表明最大灌浆积累量可以
达到的程度。
3　结果与讨论
利用 log istic曲线方程 ,对冀西北地区 3个裸燕
麦(莜麦)品种 4个不同播期灌浆进程的拟合结果
表明:裸燕麦灌浆进程符合 log istic生长曲线 , K值
(最大灌浆物质积累量 )随品种和播期的不同发生
相应的变化 ,但 K值与产量之间无线性相关。
　　裸燕麦灌浆进程中表现出 “慢—快—慢”规律 ,
最大灌浆速率出现在灌浆中期 ,各品种的所有播期
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作物杂志　C rops 2007.3
玉米生理成熟后子粒脱水速率的配合力分析*
张立国　王振华　张 林　王霞　刘显军　陈喜昌　李 波　张宇
　　摘　要　选用 10个熟期相近而子粒脱水速率差
异较大的玉米自交系为试验材料 ,采用完全双列杂交
设计配制杂交组合 ,对玉米生理成熟后子粒脱水速率
进行配合力分析。结果表明 ,供试 10份玉米自交系
生理成熟后子粒脱水速率一般配合力方差达到极显
著水平 , 5份自交系表现为正效应。 90个杂交组合的
特殊配合力方差达到极显著水平 ,玉米生理成熟后子
粒脱水速率正反交效应存在极显著差异。遗传参数
估计表明 ,玉米生理成熟后子粒脱水速率的广义遗传
力和狭义遗传力均较高 , 分别达到 81.45%和
61.71%,在后代的遗传中加性基因占主导地位。
关键词　玉米;脱水速率;一般配合力;特殊配
合力
作者简介:张立国 ,硕士研究生 ,从事玉米遗传育种研究 ,东北农业大
学 , 150030;黑龙江省农业科学院 , 150086,哈尔滨
E -m ail:zhang liguo1023@163. com
王振华(通讯作者),张林 ,王霞,刘显军 ,东北农业大学, 150030,哈尔滨
陈喜昌 ,李波 ,张宇 ,黑龙江省农业科学院 , 150086,哈尔滨
*基金项目:国家自然科学基金(30571166)资助
收稿日期:2007 - 01 - 28;修回日期:2007 - 04 - 20
玉米收获期含水量高 、生理成熟后子粒脱水速
率慢 ,已成为我国北方寒地玉米可持续发展的重要
限制因素之一[ 1] 。国内外关于玉米生理成熟后子
粒脱水速率的配合力研究甚少 ,且结论各异 ,因此 ,
限制了育种技术的发展 [ 2, 3] 。亟待挖掘收获期含水
量低 ,尤其是子粒脱水快的基因资源 ,研究快速脱水
玉米的遗传育种方法 ,对提高我国北方寒地玉米品
质 、保证粮食安全 、增强市场竞争力至关重要 。本试
验对玉米生理成熟后子粒脱水速率配合力进行分
析 ,拟为快速脱水玉米种质资源的创新和新品种的
选育提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　试验材料
选用黑龙江省第一积温带子粒脱水速率差异较
大 ,且熟期相近的 10个玉米自交系:东 754、444、B
73、吉 16、 3189、东 5414、东 172、 81162、吉黄 61和
Mo17。
在灌浆中期的千粒重增加量最大 ,约占整个灌浆阶
段千粒重的 58%以上 ,这与任红松等 [ 2]关于小麦灌
浆特性的研究结果类似。但裸燕麦灌浆中期对总灌
浆物质积累量的贡献量更大 (小麦为 45%),灌浆各
阶段持续时间的规律与小麦也有差异 。
各品种的 4个播期 ,以最大灌浆速率落在 8月
中旬者 ,产量最高;3个品种中 ,最高产量是中等生
育期品种。冀西北地区裸燕麦灌浆进程的这些特
性 ,除了与裸燕麦不同品种的生长发育特性有关外 ,
与该区域的气候特点也有密切关系。冀西北地区无
霜期较短 ,适宜作物生长的时期是 5月初至 9月上
旬 , 6月上 、中旬降雨较少 ,温度也较低 , 6月下旬至
8月下旬为降雨盛期 ,气温也最高 , 9月上旬就出现
初霜冻 。随着播期推迟 ,裸燕麦整个生育期也必然
后延 ,灌浆期相应缩短 ,尤其是生育期较长的品种表
现的更为突出。因此 ,为保证灌浆顺利进行和完全
成熟 ,该地区裸燕麦播期最好选择在 5月上旬至 6
月上旬之间 ,以使最大灌浆速率落在 8月中旬 。因
为这一时期该区域处于降水高峰期 ,且日照充足 、昼
夜温差大 ,是干物质积累的最佳时期。所以 ,为了促
进和延长灌浆进程 、提高产量 ,该区域裸燕麦短生育
期品种适宜晚播 ,长生育期品种适宜早播 ,本研究中
3个品种的最佳播期分别是:品六 5月 25日;品五 5
月 15日;品十四 5月 5日 。综合各品种不同播期灌
浆进程的特点和产量变化以及冀西北地区气候条件
等因素 ,认为中等生育期裸燕麦品种最适宜该区域
种植 。
参考文献
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作物杂志　2007 C rops.3