黃錄煥,白崗栓
(1.陜西楊凌億陽種業科技有限公司,陜西楊凌 712100;2.西北農林科技大學水土保持研究所,陜西楊凌 712100)
玉米(Zea mays)是重要的糧食作物和飼料作物,在我國四大農作物中排名第二。近年來隨著玉米品種的不斷更新和栽植密度的不斷提高,依靠水肥管理來提高玉米產量的空間越來越小。去雄是提高玉米產量的簡便途徑,去雄所產生的雄穗不但是牛、羊的優質飼草,而且可減少玉米螟的發生與危害,具有廣闊的應用、推廣前景[1-2]。玉米植株高大,去雄時往往會攜帶1~2片頂葉。去雄是否攜帶頂葉一直為玉米去雄過程中爭論的焦點。有些人認為去雄攜帶1~2片頂葉會降低玉米產量[3-7],有些人認為去雄攜帶1~2片頂葉不會影響玉米產量[8-10],而大多數人認為去雄攜帶1~2片頂葉可增加玉米產量[11-20]。通常情況下玉米去雄是隔行去雄,有關去雄方面的研究均針對被去雄的玉米植株,對未去雄的玉米缺乏研究。鑒于此,筆者研究了去雄攜帶頂葉對玉米生長及產量的影響,旨在為評價去雄不帶葉和去雄攜帶頂葉數量對被去雄及未去雄玉米生長的影響提供理論依據。
1.1 試驗地概況 試驗地位于陜西省安塞縣沿河灣鎮寨子灣村,為黃土丘陵溝壑區農牧交錯區。試驗地年均氣溫8.8℃,4~9月平均氣溫17.95℃,≥10℃活動積溫3 170.30℃,無霜期159 d。試驗地梯田寬度為26.0 m,坡向東北,海拔1 140.0 m,土壤為輕壤質黃綿土。試驗地耕層土壤有機質為9.68 g/kg,速效氮14.62 mg/kg,速效磷 2.42 mg/kg,速效鉀69.82 mg/kg,pH 8.24。試驗地無灌溉條件,為雨養農業區。試驗地年降水量為524.28 mm,主要集中在7~9月。
1.2 材料 供試玉米品種為鄭單958,2014年4月28日采用寬窄行種植,寬行行距為80.0 cm,窄行行距為40.0 cm,株距為28.0 cm,密度為59 523.81株/hm2。試驗地玉米長勢均勻,7月17日為抽雄初始期,玉米株高215.0 cm左右,莖粗為1.90 cm左右,地上部生物量為125.0 g/株左右。試驗地寬18.0 m,長33.6 m,靠近梯埂、梯壁及兩端各有4.0 m寬的保護行。
1.3 試驗設計 試驗以不去雄為對照(CK),采用隔行去雄,設有去雄不帶頂葉(D0),去雄帶1頂葉(D1),去雄帶2頂葉(D2),去雄帶3頂葉(D3)共5個處理。每個試驗小區寬3.6 m,長11.2 m,種植6行玉米,每行種植40株。不同小區均采用隨機排列,3次重復。2014年7月18日大多數雄穗露出頂葉1/3時,于10:00~12:00對不同小區按照試驗設計進行第1次去雄,7月19日進行第2次去雄,保證去雄行的所有玉米均被去雄。各處理具體操作如下:CK——玉米抽雄期6行玉米均不進行去雄及去除頂葉,雄穗和頂葉全部保留;D0——采用隔行去雄,被去雄的玉米僅去除雄穗,不攜帶任何頂葉;D1——采用隔行去雄,被去雄的玉米在去除雄穗時攜帶1片頂葉,即去雄時旗葉也被去除;D2——采用隔行去雄,被去雄的玉米在去除雄穗時攜帶2片頂葉,即去雄時旗葉和頂部第2片葉也被去除;D3——采用隔行去雄,被去雄的玉米在去除雄穗時攜帶3片頂葉,即去雄時旗葉和頂部第2、第3片葉也被去除。
1.4 測定項目與方法 玉米成熟期在對照小區隨機選10株玉米,其他小區隨機選擇10株被去雄玉米和10株未去雄玉米,常規方法測定玉米株高、莖桿直徑和生物量,并對不同處理進行考種,測定不同處理被去雄玉米、未去雄玉米的行數、行粒數、禿尖長、百粒重、子粒產量等。計算單位面積玉米產量及經濟系數。
1.5 數據處理 對照處理單位面積的玉米產量和經濟系數是根據不同小區10株玉米的產量、生物量和種植密度進行折算。其他處理的經濟系數是先計算出被去雄玉米、未去雄單株產量和單株生物量的平均值,然后折算出經濟系數;根據其他處理的單株產量的平均值和種植密度折算出其他處理單位面積玉米產量。試驗數據用Excel制作圖表,采用新復極差法檢驗不同處理間的差異顯著性。
2.1 不同處理對株高、莖粗、生物量的影響 由圖1可知,去雄降低了被去雄玉米的株高,且去雄攜帶的頂葉越多,降低的幅度越大,其中去雄帶2頂葉、去雄帶3頂葉顯著低于對照,去雄帶3頂葉顯著低于去雄不帶頂葉。未去雄的玉米株高隨去雄攜帶頂葉的增多而降低,但與對照無顯著差異。
由圖2和圖3可知,去雄帶1頂葉的被去雄玉米的莖稈直徑、生物量均顯著大于對照和去雄帶3頂葉;去雄不帶頂葉、去雄帶2頂葉略大于對照,去雄帶3頂葉略小于對照,均與對照無顯著差異。去雄后不同處理未去雄玉米的莖稈直徑、生物量均略大于對照,且去雄攜帶的頂葉越多,未去雄玉米的莖稈直徑、生物量越大,但與對照無顯著差異。
2.2 不同處理對玉米果穗性狀的影響 由表1可知,去雄對被去雄、未去雄玉米的穗長、穗粗、行數、千粒重等無顯著影響。被去雄玉米中,去雄帶1頂葉的行粒數最高,其次為去雄不帶葉、去雄帶2頂葉,而去雄帶3頂葉則低于對照,但均與對照無顯著差異。未去雄玉米的行粒數隨著去雄攜帶頂葉的增加而增加,但與對照無顯著差異。
去雄帶1頂葉、去雄不帶頂葉的穗粒數顯著高于對照和去雄帶2頂葉、去雄帶3頂葉。未去雄玉米的穗粒數隨著去雄攜帶頂葉的增加而增加,但與對照無顯著差異。
被去雄玉米中,去雄帶1頂葉的單穗產量顯著高于去雄帶2頂葉,去雄不帶頂葉顯著高于對照和去雄帶3頂葉。未去雄玉米的單穗產量均隨去雄攜帶頂葉的增多而增多,但均與對照無顯著差異。
2.3 不同處理單位面積產量及經濟系數 與對照相比,去雄不帶頂葉、去雄帶1頂葉、去雄帶2頂葉、去雄帶3頂葉單位面積的玉米產量分別增加了4.07%、5.09%、2.49%和0.43%,其中去雄帶1頂葉顯著高于對照,其他處理略高于對照(圖4)。與被去雄玉米單穗產量相比(表1),單位面積的玉米增產量較小。
與對照相比,去雄不帶頂葉、去雄帶1頂葉、去雄帶2頂葉、去雄帶3頂葉單位面積的經濟系數分別增加了3.61%、4.41%、2.40%和0.80%,均略高于對照,與對照無顯著差異(圖5)。
玉米為異花授粉作物,雄穗花粉量大,1個雄穗所產生的花粉可滿足3~5株雌穗的授粉需求,隔行去雄不會產生授粉不足的問題。玉米抽雄吐絲期為營養生長向生殖生長轉化的關鍵時期,具有雄穗、果穗(雌穗)2個生殖生長中心,去雄后消除了雄穗,可促使營養成分集中供給于果穗,促進果穗發育,提高玉米產量[8-22]。玉米在長期的進化過程中形成了“就近運輸”,頂部第1葉片(旗葉)的光合產物主要促進雄穗發育,穗位3片葉片(棒3葉)的光合產物主要促進果穗發育[16,22-23],因而去雄帶 1 頂葉不但不會降低玉米產量,而且可降低營養消耗,促進果穗發育,因而其產量高于去雄不帶頂葉。去雄時攜帶葉片過多,會降低光合面積,從而降低光合產物積累,降低玉米產量,因而去雄帶2頂葉增產幅度較小,去雄帶 3 頂葉無增產作用[3-23]。
玉米果穗的長短、粗細及潛在的行數、行粒數在玉米孕穗期(大喇叭口期)已經形成[24-26],因而去雄及去雄攜帶葉片的多少對果穗長度、果穗直徑、行數、行粒數等無顯著影響。去雄及去雄攜帶頂葉減少雄穗及雄穗附近葉片對營養的消耗,降低了玉米的高度,利于傳粉、授粉和受精,增強了中上部葉片的光照強度,提高了光合速率,促進了果穗發育[11,27],因而去雄不帶頂葉、去雄帶1頂葉的禿尖減少,穗粒數增加,單穗子粒產量增加。
去雄及去雄攜帶頂葉降低了被去雄玉米的株高,增加了玉米行間、株間的光照強度,改善了群體內部的通風、透光狀況,減少相鄰行之間的競爭,改善了未去雄玉米的生長環境,故未去雄玉米的株高略有降低,生物量、莖稈直徑、穗粒數、產量略有增加。
鄭單958為密植品種,該試驗地種植密度較小,通風透光條件較好,因而去雄及去雄攜帶1~2片頂葉的增產幅度較其他學者報道的?。?-20]。若種植密度較大,去雄及去雄攜帶1~2片頂葉將具有較大的增產作用。去雄及去雄攜帶頂葉促進果穗發育,提高了產量,因而經濟系數也有所提高。
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