豫東平原夏直播青貯玉米高產(chǎn)形態(tài)生理指標(biāo)及栽培技術(shù)分析

蘇天增，丁光省，任 偉，彭 雷，侯樂(lè)新

（1.商丘師范學(xué)院生物與食品學(xué)院，河南商丘476000；2.河南省大京九種業(yè)有限公司，河南商丘476000）

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，草食畜牧 業(yè)的發(fā)展相對(duì)滯后，優(yōu)質(zhì)飼草供應(yīng)不足已成為制約其發(fā)展的主要原因。為此，2016 年農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《全國(guó)草食畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020 年）》（農(nóng)牧發(fā)[2016]12 號(hào)）的通知，通知要求“飼料產(chǎn)業(yè)堅(jiān)持‘以養(yǎng)定種’的原則，以全株青貯玉米、優(yōu)質(zhì)苜蓿、羊草等為重點(diǎn)，因地制宜推進(jìn)優(yōu)質(zhì)飼料生產(chǎn)”。調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展青貯玉米（Zea mays）種植已成為促進(jìn)草食畜牧業(yè)發(fā)展的重要舉措。關(guān)于普通玉米高產(chǎn)群體生理指標(biāo)及栽培技術(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響已有較多報(bào)道。郭振升等[1]研究了豫東平原夏玉米高產(chǎn)群體生理指標(biāo)。肖萬(wàn)欣等[2]闡明了不同株型玉米在氮素和密度互作下獲得高產(chǎn)的形態(tài)生理互利機(jī)理。侯海鵬等[3]分析了高產(chǎn)夏玉米產(chǎn)量性能特征及密度深松調(diào)控效應(yīng)。于曉芳等[4]研究了深松及氮肥深施對(duì)超高產(chǎn)春玉米根系生長(zhǎng)、產(chǎn)量及氮肥利用效率的影響。諸多學(xué)者對(duì)普通玉米高產(chǎn)生理指標(biāo)和栽培技術(shù)的研究較為深入，而對(duì)青貯玉米的相關(guān)研究則較為薄弱。李波等[5]對(duì)青貯玉米生物干質(zhì)量與植株主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性進(jìn)行了分析。胡春花等[6]研究了不同栽培措施對(duì)青貯玉米產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。張瑞霞等[7]探索了不同收獲期青貯玉米品種營(yíng)養(yǎng)成分的積累與分配規(guī)律。但針對(duì)夏直播青貯玉米高產(chǎn)形態(tài)生理指標(biāo)及栽培技術(shù)的研究未見(jiàn)報(bào)道。

為此，筆者于2015—2017 年對(duì)豫東平原生物干質(zhì)量達(dá)18 000 kg/hm2夏直播青貯玉米的形態(tài)生理指標(biāo)及栽培技術(shù)進(jìn)行了研究，并進(jìn)行了較大面積生產(chǎn)示范，取得了顯著的增產(chǎn)效果。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015—2017 年在河南虞城縣三里井、后袁莊、范大樓村15.3 hm2耕地上進(jìn)行。該基地海拔39～58 m，3 a 的6—9 月日平均溫度為25.4～26.6 ℃，降雨量為352.3～381.6 mm，日照時(shí)數(shù)為575.9～613.4 h。土壤為黃潮土，質(zhì)地輕壤，前茬小麥產(chǎn)量8 652～9 029 kg/hm2。土壤耕層0～20 cm 有機(jī)質(zhì)10.54～11.83 g/kg，全氮1.02～1.08 g/kg，堿解氮81.26～83.52 mg/kg，全磷0.78～0.89 g/kg，速效磷17.85～18.53 mg/kg，全鉀32.24～33.52 g/kg，速效鉀112.63～118.45 mg/kg。

1.2 供試材料

供試青貯玉米品種有豫青貯23、北農(nóng)青貯208、大京九26、鄭青貯1 號(hào)和雅玉青貯8 號(hào)（CK），雅玉青貯8 號(hào)由四川雅玉科技開(kāi)發(fā)有限公司提供，其余青貯玉米品種均由河南省大京九種業(yè)有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 品比示范 5 個(gè)品種參試，采取大區(qū)對(duì)比法種植，不設(shè)重復(fù)，行距0.6 m，16 行，行長(zhǎng)34.7 m，小區(qū)面積333.1 m2。收獲中間14 行計(jì)產(chǎn)，計(jì)產(chǎn)面積291.5 m2。

1.3.2 栽培試驗(yàn) （1）播期試驗(yàn)。設(shè)6 月1 日、6 日、11 日、16 日、21 日、26 日、31 日，共7 個(gè)處理。（2）種植密度試驗(yàn)。設(shè)4.50 萬(wàn)、5.25 萬(wàn)、6.00 萬(wàn)、6.75 萬(wàn)、7.50 萬(wàn)、8.25 萬(wàn)、9.00 萬(wàn)株/hm2，共7 個(gè)處理。（3）氮磷配施試驗(yàn)。采用D-飽和最優(yōu)設(shè)計(jì)[8]，試驗(yàn)因素及編碼值如表1 所示。（4）收獲期試驗(yàn)。設(shè)乳線形成、乳線下移1/4、乳線下移1/2、乳線下移3/4、乳線消失共5 個(gè)處理。

表1 氮磷配施因素及編碼值

上述品比示范、栽培試驗(yàn)除按各自試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理要求進(jìn)行外，其余均采取以下設(shè)計(jì)及田間管理措施。采取隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)4 次，行距0.6 m，7 行區(qū)，小區(qū)面積25.2 m2，第1～3 重復(fù)收獲中間5 行計(jì)產(chǎn)，計(jì)產(chǎn)面積18.0 m2，第4 重復(fù)取樣測(cè)定有關(guān)植株形態(tài)生理指標(biāo)。供試品種為大京九26，播期6 月10—15 日，種植密度7.50 萬(wàn)株/hm2，播前底施磷酸二銨（N 18%·P2O546%）270 kg/hm2，玉米拔節(jié)期追施尿素（N 46%）260 kg/hm2，籽粒乳線3/4時(shí)收獲，其他管理措施同一般大田生產(chǎn)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

分別于幼苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、吐絲期、灌漿期、乳熟期和青貯收獲期在田間定點(diǎn)調(diào)查株高、日生長(zhǎng)量、生物干質(zhì)量、日干物質(zhì)積累量和葉面積系數(shù)[9]。在第4 重復(fù)各小區(qū)取樣10 株，將植株粉碎后于80 ℃烘干稱生物干質(zhì)量，計(jì)算日干物質(zhì)積累量。

式中，S 為葉面積，L 為葉長(zhǎng)，D 為最大葉寬，0.75 為系數(shù)。

根據(jù)上述試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，歸納總結(jié)出青貯玉米生物干質(zhì)量18 000 kg/hm2的生育動(dòng)態(tài)指標(biāo)，以指導(dǎo)大田生產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 高產(chǎn)形態(tài)生理指標(biāo)分析

2.1.1 生育動(dòng)態(tài)指標(biāo) 從3 a 來(lái)對(duì)各試驗(yàn)生育動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果歸納可以看出（表2），在本試驗(yàn)夏播條件下，大京九26 從出苗期到青貯收獲期需102 d，株高的日生長(zhǎng)量最快時(shí)期出現(xiàn)在大喇叭口期，日生長(zhǎng)量12.32 cm；日干物質(zhì)積累量最快時(shí)期為吐絲期，達(dá)436.70 kg/hm2；葉面積系數(shù)從出苗期開(kāi)始不斷增長(zhǎng)，到吐絲期達(dá)最大值，隨后緩慢下降，青貯收獲期為3.2，生物干質(zhì)量達(dá)18 253.0 kg/hm2。上述生育動(dòng)態(tài)指標(biāo)可作為青貯玉米生物干質(zhì)量達(dá)到18 000 kg/hm2的促控量化依據(jù)。

表2 18 t/hm2 生物干質(zhì)量的生育動(dòng)態(tài)指標(biāo)

2.1.2 生物鮮質(zhì)量與生物干質(zhì)量的關(guān)系 生物鮮質(zhì)量是生物干質(zhì)量的基礎(chǔ)[10-11]。表3 相關(guān)分析結(jié)果表明，生物鮮質(zhì)量與生物干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)（r＝0.971 7**），其回歸方程為＝8 542.65＋0.17x，這表明，生物鮮質(zhì)量每增加1 kg/hm2，生物干質(zhì)量增加0.17 kg/hm2。要想獲得18 000 kg/hm2以上的生物干質(zhì)量，必須達(dá)到51 000～60 000 kg/hm2的生物鮮質(zhì)量，植株含水量應(yīng)保持在65%～70%，這是決定玉米青貯質(zhì)量的重要因素之一。

表3 生物鮮質(zhì)量與生物干質(zhì)量產(chǎn)量

2.1.3 吐絲期葉面積系數(shù)與生物干質(zhì)量的關(guān)系合理的冠層結(jié)構(gòu)和最適的葉面積系數(shù)是充分利用光能、提高生物干質(zhì)量的重要途徑之一[12-13]。從表4可以看出，在一定范圍內(nèi)，隨著吐絲期葉面積系數(shù)的增加，其生物干質(zhì)量也相應(yīng)提高，二者呈極顯著正相關(guān)（r＝0.987 2**），其回歸方程＝2 673.02＋3 147.39x，由方程可知，吐絲期葉面積系數(shù)每增加1，生物干質(zhì)量提高約3 147.39 kg/hm2。

2.1.4 株高、穗位高和莖粗與生物干質(zhì)量的關(guān)系表5 相關(guān)分析結(jié)果表明，株高、穗位與生物干質(zhì)量分別呈極顯著正相關(guān)（r株高＝0.8575**，r穗位=0.7969**），其回歸方程為株高＝2 805.63＋48.26x穗位＝-9 110.68＋193.39x，而莖粗與生物干質(zhì)量的相關(guān)性卻不顯著（r＝0.552 5**），變異系數(shù)較小（3.4%）。表明隨著株高和穗位的增加生物干質(zhì)量提高，株高和穗位每增加1 cm，生物干質(zhì)量分別增加48.26、193.39 kg/hm2。根據(jù)3 a 的考種資料，種植密度在75 000 株/hm2，大京九26 株高達(dá)不到320 cm，穗位達(dá)不到140 cm，生物干質(zhì)量很難突破18 000 kg/hm2。

表4 吐絲期葉面積系數(shù)與生物干質(zhì)量

表5 株高、莖粗、穗位高與生物干質(zhì)量

2.1.5 綠葉數(shù)、持綠性與生物干質(zhì)量的關(guān)系 青貯收獲時(shí)植株具有較多的綠葉數(shù)和較好的持綠性是優(yōu)良青貯玉米雜交種必備的特性之一[14]。通常用綠葉數(shù)所占葉片數(shù)的百分率來(lái)評(píng)價(jià)青貯收獲時(shí)的持綠性，即持綠性＝（綠葉數(shù)/（綠葉數(shù)＋枯葉數(shù)））×100%[15]。據(jù)表6 相關(guān)分析可知，綠葉數(shù)、持綠性與生物干質(zhì)量分別呈極顯著正相關(guān)r＝0.956 7**和r＝0.976 1**，其回歸方程為＝-1 712.30＋1 508.59x，＝1 300.49＋211.48x。上述方程表明，綠葉數(shù)每增加1 片，生物干質(zhì)量提高1 508.59 kg/hm2，持綠性每增加1%，生物干質(zhì)量提高211.48 kg/hm2。要想獲得18 000 kg/hm2的生物干質(zhì)量，青貯玉米收獲時(shí)必須保持13 片以上綠葉和85%的持綠性。

表6 綠葉數(shù)和持綠性與生物干質(zhì)量

2.2 高產(chǎn)栽培試驗(yàn)分析

2.2.1 篩選優(yōu)良雜交種 從表7 可以看出，大京九26 生物干質(zhì)量19 665.2 kg/hm2，較對(duì)照增產(chǎn)10.6%，居第1 位；其次是豫青貯23，為19 091.8 kg/hm2，較對(duì)照增產(chǎn)7.4%，居第2 位；再次是鄭青貯1 號(hào)，為18 522.3 kg/hm2，較對(duì)照種增產(chǎn)4.2%，居第3 位。在此基礎(chǔ)上，確定大京九26 為主栽品種，搭配種植豫青貯23 和鄭青貯1 號(hào)。2017 年15.3 hm2生產(chǎn)示范，上述3 個(gè)雜交種的種植面積分別為10.2、3.9、1.2 hm2，平均生物干質(zhì)量為19312.0、18683.5、18191.7kg/hm2。大京九26 青貯玉米雜交種葉片深綠色，株型半緊湊，果穗長(zhǎng)筒型，穗長(zhǎng)22 cm，穗行數(shù)16～18 行。籽粒黃色，半馬齒型，百粒質(zhì)量36.5 g。抗小斑病、矮花葉病和青枯病。中性洗滌纖維含量41.79%，酸性洗滌纖維含量17.96%，粗蛋白含量7.79%，淀粉含量29.38%，品質(zhì)達(dá)到國(guó)標(biāo)一級(jí)，是該地區(qū)值得大力推廣的夏直播青貯玉米品種。

2.2.2 播期試驗(yàn) 小麥?zhǔn)斋@后，必須搶時(shí)早播，才能奪取夏直播青貯玉米高產(chǎn)[16-17]。據(jù)2015 年試驗(yàn)，7 個(gè)播期收獲時(shí)生物干質(zhì)量分別為20 098.4、19 059.0、18 213.0、17 965.4、15 952.0、14 658.2、12 982.8 kg/hm2，生物干質(zhì)量隨著播期的推遲而減少，6 月6 日較6 月1 日播種減產(chǎn)4.5%，6 月11 日減產(chǎn)8.1%，16 日減產(chǎn)9.2%，其余處理減產(chǎn)更多。據(jù)相關(guān)分析，青貯玉米生物干質(zhì)量與晚播天數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（r＝-0.982 2**），其回歸方程＝20 990.90-242.92x，每晚播1 d 減產(chǎn)約242.9 kg/hm2。要想獲得18 000 kg/hm2生物干質(zhì)量，需搶在6 月15 日以前播種。

表7 5 個(gè)青貯玉米大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)

2.2.3 種植密度 夏直播青貯玉米生育期短，單株生產(chǎn)力較春播低、要想達(dá)到高產(chǎn)，必須發(fā)揮群體的增產(chǎn)潛力，實(shí)行合理密植[18]。據(jù)2016 年試驗(yàn)，7 個(gè)種植密度處理收獲時(shí)生物干質(zhì)量分別為13 050.0、14 680.5、16 778.0、18 032.5、18 695.0、17 315.0、16 985.0 kg/hm2。隨著種植密度的增加生物干質(zhì)量提高，種植密度7.50 萬(wàn)株/hm2處理的生物干質(zhì)量最高（18 695.0 kg/hm2），超過(guò)此值，生物干質(zhì)量趨于 下 降。據(jù)分 析＝-16 080.03 ＋9 068.33x-600.51x2，F(xiàn)＝9.23**，達(dá)顯著水平，說(shuō)明種植密度與生物干質(zhì)量呈二次曲線關(guān)系。在生產(chǎn)示范中，一般掌握在6.75 萬(wàn)～7.50 萬(wàn)株/hm2種植范圍。

2.2.4 氮磷配施 合理施用氮磷肥是提高青貯玉米生物干質(zhì)量的關(guān)鍵措施之一。2015 年采用D-飽和最優(yōu)設(shè)計(jì)試驗(yàn)（表8），經(jīng)計(jì)算＝17 839.67＋1 244.50x1＋865.77x2-705.29x12-349.42x22＋173.23x1x2，F(xiàn)＝499.78**，差異極顯著，說(shuō)明該方程能夠反映實(shí)際情況。由上述方程求得x1＝0.753、x2＝1.052，將此水平值換算為施肥量：純N 為315.5 kg/hm2（折合尿素677.0 kg/hm2），P2O5為123.1 kg/hm2（折合過(guò)磷酸鈣769.5 kg/hm2），即可獲得最高生物干質(zhì)量19 038.2 kg/hm2，氮磷用量的配比為1∶0.39。

2.2.5 收獲時(shí)期 適期收獲是獲得青貯玉米高產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。其收獲標(biāo)準(zhǔn)是：植株莖葉青綠，單株含水量65%～70%，干物質(zhì)含量為30%～35%，籽粒充實(shí)適度。此時(shí)收獲不僅青貯產(chǎn)量高，而且青貯品質(zhì)好[19]。據(jù)2015 年對(duì)大京九26 籽粒乳線觀察，授粉后27 d 乳線形成，隨著籽粒灌漿天數(shù)的增加籽粒乳線下移，當(dāng)授粉后45 d 乳線達(dá)到3/4 時(shí)，植株可達(dá)上述收獲標(biāo)準(zhǔn)，收獲時(shí)留茬高度15 cm。

表8 氮磷因素編碼值、施用量及試驗(yàn)結(jié)果

2.3 生產(chǎn)示范

2015 年7 月中旬拔節(jié)期天氣干旱；2016 年6 月上旬播種期干旱無(wú)雨；2017 年8 月中旬吐絲散粉期陰雨較多，但由于采取了相應(yīng)配套技術(shù)，高產(chǎn)示范田的產(chǎn)量仍比較穩(wěn)定，且逐年上升。3 a 分別種植10.8、12.9、15.3 hm2，平均生物干質(zhì)量為18 052.0、18 692.0、19 295.0 kg/hm2，較臨近一般生產(chǎn)田產(chǎn)量15 853.0、16 057.0、15 960.0 kg/hm2分別增產(chǎn)17.9%、20.8%和23.8%。

3 結(jié)論與討論

作物生產(chǎn)是一種群體過(guò)程而非個(gè)體表現(xiàn)[20]，作物品種的高產(chǎn)潛力能否發(fā)揮與群體的光合性能有密切關(guān)系[21]，不同的生態(tài)條件、品種和栽培措施對(duì)玉米產(chǎn)量和生理指標(biāo)會(huì)產(chǎn)生不同的影響[22-23]。株高和干物質(zhì)積累量是作物生長(zhǎng)量的基本標(biāo)志之一，在作物栽培和耕作實(shí)踐中，通常以株高和干物質(zhì)增長(zhǎng)量的動(dòng)態(tài)變化來(lái)衡量各種技術(shù)措施的效果[24]。研究表明，在豫東平原實(shí)現(xiàn)青貯玉米18 000 kg/hm2生物干質(zhì)量的形態(tài)生理指標(biāo)為：群體最大葉面積系數(shù)在吐絲期達(dá)到4.9，后期緩慢下降，青貯收獲期為3.2，并保持13 片以上綠葉。株高在玉米大喇叭口期增長(zhǎng)最快（12.32 cm/d），灌漿期株高達(dá)329.50 cm。吐絲期日干物質(zhì)積累量最快，為436.70 kg/hm2。雖然專用青貯玉米與普通籽粒玉米的收獲目的不同，但其生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律卻有相似之處，上述調(diào)查結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。

不同地域的青貯玉米生產(chǎn)受自然因素和人為因素的綜合影響，表現(xiàn)出不同的產(chǎn)量水平[25]。根據(jù)品種特性，遵循青貯玉米高產(chǎn)形態(tài)生理指標(biāo)動(dòng)態(tài)規(guī)律，采取適宜的栽培技術(shù)措施是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的主要途徑[26]。根據(jù)夏直播青貯玉米生育期短、生長(zhǎng)發(fā)育快、單株生產(chǎn)力低的特點(diǎn)，必須采取搶時(shí)早播、合理密植和平衡施肥等關(guān)鍵措施。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定以大京九26 為主栽品種，搭配種植豫青貯23 和鄭青貯1 號(hào)，力爭(zhēng)在6 月15 日以前播種結(jié)束，種植密度6.75 萬(wàn)～7.50 萬(wàn)株/hm2，施純氮315.5 kg/hm2（折合尿素677.0 kg/hm2）、P2O5123.1 kg/hm2（折合過(guò)磷酸鈣769.5 kg/hm2），氮磷配比為1∶0.39，授粉后45 d籽粒乳線達(dá)3/4 時(shí)收獲，確保高產(chǎn)。