化控劑玉黃金對(duì)春玉米抗倒伏性狀及產(chǎn)量的影響

劉子剛 盧海博 武敏樺 趙海超 魏 東 黃智鴻

（河北北方學(xué)院/河北省農(nóng)產(chǎn)品食品質(zhì)量安全分析檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，075000，河北張家口）

冀北地區(qū)位于華北平原向內(nèi)蒙古高原過(guò)渡的張家口和承德地區(qū)，是河北省春玉米的主要栽培區(qū)域。由于受水熱資源的限制，該區(qū)域內(nèi)玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要面臨如何實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和高效兩大問(wèn)題。研究[1-3]表明，增加種植密度、提高單位面積穗數(shù)可以提高玉米冠層的光能利用率，是增加玉米產(chǎn)量的主要途徑。但種植密度增加后往往導(dǎo)致玉米株高增加，莖稈變細(xì)，透光性降低，光合能力下降，從而降低穗粒數(shù)和千粒重，增加倒伏風(fēng)險(xiǎn)，且影響后期機(jī)械化收獲，不利于玉米全程機(jī)械化生產(chǎn)。

化學(xué)調(diào)控技術(shù)能夠有效降低植株高度，增加基部節(jié)間莖粗，改善株型，提高光能利用率，從而有效提高玉米抗倒伏能力，解決高密度栽培下空稈率和倒伏率增加等問(wèn)題[4-6]。玉黃金是專門針對(duì)玉米研制的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，研究[7-8]表明，玉黃金處理玉米可降低株高和穗位、縮短穗下節(jié)間長(zhǎng)度、增加節(jié)間干物質(zhì)重以及降低植株重心，30%玉黃金能提高葉片光合性能，促進(jìn)同化物合理分配，使根系分泌物向地上部運(yùn)輸，增加籽粒產(chǎn)量。

在春玉米區(qū)以推廣玉米機(jī)械化籽粒直收技術(shù)為目的，前期進(jìn)行了適合籽粒直收品種篩選試驗(yàn)，根據(jù)篩選結(jié)果，京農(nóng)科728和金農(nóng)738這2個(gè)品種在春玉米區(qū)后期脫水速率快、抗倒伏，可作為春玉米區(qū)機(jī)械籽粒直收栽培品種[9-10]。為了進(jìn)一步研究玉米抗倒伏機(jī)理，選用了抗倒伏能力強(qiáng)的京農(nóng)科728和抗倒伏能力中等的金農(nóng)738進(jìn)行試驗(yàn)，研究玉黃金對(duì)不同種植密度下春玉米生長(zhǎng)指標(biāo)、莖稈力學(xué)指標(biāo)、穗部性狀和產(chǎn)量的影響，為實(shí)現(xiàn)冀北春玉米區(qū)全程機(jī)械化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試玉米品種為京農(nóng)科728和金農(nóng)738，化控劑玉黃金（胺鮮酯3%，乙烯利27%，水劑）由福建浩倫生物工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于 2020年在河北北方學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)（114.57° E，39.85° N）進(jìn)行，該試驗(yàn)區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，平均海拔 912m，作物生長(zhǎng)季月均日照時(shí)數(shù) 230～250h，屬于長(zhǎng)日照地區(qū)，無(wú)霜期90～120d，年降水量319～330mm。試驗(yàn)期間4-9月份降水量373.5mm，土壤基礎(chǔ)肥力為總氮1.21g/kg、速效磷65.34mg/kg、速效鉀179.35mg/kg、有機(jī)質(zhì)17.61g/kg、堿解氮8.56mg/kg。

設(shè)置67 500、82 500和97 500株/hm23個(gè)種植密度，設(shè)施用化控劑玉黃金和清水對(duì)照（CK）2個(gè)處理，采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，每小區(qū) 12行，行長(zhǎng)10m，行距0.55m。根據(jù)藥劑說(shuō)明，玉黃金用量為300mL/hm2，對(duì)水675L，于玉米10展葉期采用工農(nóng)-16型背負(fù)式噴霧器進(jìn)行噴霧，以上部葉片為主。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 植株生長(zhǎng)指標(biāo) 在蠟熟期選取有代表性植株，用卷尺測(cè)定株高，穗位高，基部第3、4、5節(jié)節(jié)間長(zhǎng)度和重心高度，用游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗；用鐮刀從莖稈基部第3節(jié)切斷，切口為斜面，然后用足量的脫脂棉團(tuán)包裹，外面用塑封袋封口，防止傷流液外流，24h后取下脫脂棉團(tuán)測(cè)量傷流量[11]，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.3.2 莖稈力學(xué)指標(biāo) 分別于開(kāi)花期、花后6d、花后15d采用YYD-1型莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定莖稈基部第3節(jié)穿刺強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度。

莖稈穿刺強(qiáng)度（RPR，N/mm2）是將橫截面積為1mm2的探頭垂直于莖稈方向勻速緩慢壓下，直到莖稈被刺破，讀取最大值；莖稈壓碎強(qiáng)度（SCS，N/mm2）是將莖稈基部第3節(jié)莖稈放在支架上，將壓力探頭垂直于莖稈方向緩慢落下，直到莖稈折斷，讀取最大值。

1.3.3 穗部性狀 玉米成熟后，每個(gè)處理隨機(jī)選取連續(xù)5m行長(zhǎng)進(jìn)行收獲測(cè)產(chǎn)，折合成標(biāo)準(zhǔn)含水量計(jì)算理論產(chǎn)量。并隨機(jī)取10穗進(jìn)行考種，測(cè)量穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重和籽粒容重等，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 化控劑玉黃金對(duì)玉米生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

表1表明，施用玉黃金后，與對(duì)照相比，京農(nóng)科728隨密度升高，株高分別降低 7.56%、11.11%和5.53%，穗位高分別降低12.95%、14.24%和8.29%，重心高度分別降低了4.3%、4.7%和4.1%。金農(nóng)738隨密度升高，株高分別降低7.35%、7.35%和6.14%，穗位高分別降低10.59%、8.88%和11.11%，重心高度分別降低了9.1%、8.1%和4.6%。施用玉黃金后，莖粗變粗，與對(duì)照相比，隨密度升高京農(nóng)科728莖粗分別增加12.95%、14.24%和8.29%，金農(nóng)738莖粗分別增加10.59%、8.88%和11.11%。

表1 玉黃金對(duì)玉米生長(zhǎng)指標(biāo)的影響Table 1 Effects of Yuhuangjin on growth indexes of maize

2.2 化控劑玉黃金對(duì)玉米莖稈力學(xué)指標(biāo)的影響

表2表明，不同種植密度下，玉黃金處理的穿刺強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均顯著高于清水處理。在開(kāi)花期，隨密度升高，京農(nóng)科728在玉黃金處理后穿刺強(qiáng)度分別比清水處理高49.61%、39.80%和26.59%，莖稈壓碎強(qiáng)度分別比清水處理高11.41%、11.64%和12.80%；金農(nóng)738在玉黃金處理后穿刺強(qiáng)度分別比清水處理高53.53%、29.05%和19.71%，莖稈壓碎強(qiáng)度分別比清水處理高5.12%、15.67%和21.78%?；ê?d和15d，隨著植株的生長(zhǎng)，莖稈的穿刺強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度逐漸增加，但同樣表現(xiàn)出施用玉黃金有利于提高莖稈的穿刺強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度。花后15d，與清水處理相比，隨著密度升高京農(nóng)科728的穿刺強(qiáng)度分別提高22.54%、8.63%和13.48%，壓碎強(qiáng)度分別提高4.87%、23.91%和36.91%；金農(nóng)738的穿刺強(qiáng)度分別提高18.37%、24.41%和27.06%，壓碎強(qiáng)度分別提高18.53%、36.41%和39.33%。

表2 玉黃金對(duì)玉米莖稈力學(xué)指標(biāo)的影響Table 2 Effects of Yuhuangjin on maize stem mechanics indexes N/mm2

2.3 化控劑玉黃金對(duì)玉米莖稈節(jié)間長(zhǎng)度和根傷流的影響

玉米莖稈節(jié)間長(zhǎng)度與株高和抗倒伏能力密切相關(guān)，節(jié)間越長(zhǎng)，株高越高，越易倒伏。表3表明，隨種植密度增加，玉黃金處理和清水處理的第3、4、5節(jié)長(zhǎng)均呈增加趨勢(shì)，而施用玉黃金具有縮短節(jié)間長(zhǎng)度作用。

表3 玉黃金對(duì)玉米莖稈節(jié)間長(zhǎng)度和根傷流的影響Table 3 Effects of Yuhuangjin on internode length and root bleeding

玉黃金處理后，隨密度增加，京農(nóng)科728第3節(jié)長(zhǎng)比清水對(duì)照分別縮短6.06%、3.01%和9.63%，第4節(jié)長(zhǎng)分別縮短17.57%、8.25%和11.89%，第5節(jié)長(zhǎng)縮短1.65%、3.57%和4.97%。金農(nóng)738第3節(jié)長(zhǎng)分別縮短15.38%、12.79%和8.22%，第4節(jié)長(zhǎng)分別縮短9.03%、10.11%和7.36%，第5節(jié)長(zhǎng)分別縮短2.11%、6.82%和5.45%。

隨種植密度增加，各處理的根傷流均降低。施用玉黃金后，提高了根傷流，京農(nóng)科728的根傷流分別比清水對(duì)照增加12.25%、39.55%和27.92%，金農(nóng) 738的根傷流分別比清水對(duì)照增加29.63%、16.28%和24.15%。

2.4 化控劑玉黃金對(duì)玉米穗部性狀及產(chǎn)量的影響

表4表明，隨種植密度增加，2個(gè)玉米品種穗長(zhǎng)、穗粗、穗重、行粒數(shù)和容重均表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，施用玉黃金后能提高不同種植密度下的玉米穗長(zhǎng)、穗粗、穗重、行粒數(shù)和容重，且清水和玉黃金處理間大部分差異顯著；穗行數(shù)在玉黃金和清水處理間大部分差異顯著。從各處理產(chǎn)量結(jié)果可知，82 500株/hm2的密度條件下產(chǎn)量表現(xiàn)為最高，玉黃金處理后，隨密度升高，京農(nóng)科728的產(chǎn)量分別比清水對(duì)照高12.54%、11.24%和8.81%，金農(nóng)738的產(chǎn)量分別比清水對(duì)照高4.39%、4.05%和7.00%。

表4 玉黃金對(duì)玉米穗部性狀及產(chǎn)量的影響Table 4 Effects of Yuhuangjin on panicle traits and yield

2.5 莖稈農(nóng)藝指標(biāo)與抗倒伏能力相關(guān)性分析

表5表明，莖稈穿刺強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度與株高、穗位高和節(jié)間長(zhǎng)呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與莖粗和根傷流呈顯著或極顯著正相關(guān)。施用玉黃金后能夠顯著降低株高、縮短節(jié)間，使植株莖稈變粗，抗壓能力增強(qiáng)，從而利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，減少倒伏發(fā)生，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

表5 莖稈農(nóng)藝指標(biāo)與抗倒伏能力相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis between stem agronomic indicators and maize lodging capacity

3 討論

莖稈是玉米植株重要的組成部分，在其生長(zhǎng)過(guò)程中起支持和運(yùn)輸作用，莖稈通過(guò)農(nóng)藝指標(biāo)不僅從抗倒伏性上影響產(chǎn)量，還通過(guò)影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分向地上部運(yùn)輸而對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成影響。種植密度加大，植株為了獲得更多的光能，則會(huì)株高增加、莖粗變小、重心升高，導(dǎo)致其在不利環(huán)境中容易發(fā)生倒伏[12-14]。研究[15]表明，種植密度增加后，植株的穗位系數(shù)增加，穿刺強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度降低，節(jié)間直徑、干重、單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重[16]和單株干物質(zhì)量[17]等降低。化控劑可以塑造理想株型，改善田間通風(fēng)透光條件，降低由于密度增加而造成的空稈率和倒伏率[2]。劉志銘等[18]研究表明，化控劑可以縮短節(jié)間長(zhǎng)度、降低重心、提高秸稈力學(xué)指標(biāo)、增加莖粗，從而提高植物光合性能，增加產(chǎn)量。

玉黃金是一種應(yīng)用于農(nóng)作物的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，在降低作物株高、提高抗逆能力、增加產(chǎn)量上具有廣泛應(yīng)用。研究[18-19]表明，玉黃金處理可使植株穗位降低，增強(qiáng)植株抗倒伏性能，玉黃金處理使節(jié)間長(zhǎng)度縮短，節(jié)間變粗，利于植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的運(yùn)輸。玉黃金拌種后可優(yōu)化各節(jié)的節(jié)間長(zhǎng)度，抗拉彎強(qiáng)度增加25.40%[20]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，玉黃金施用后縮短了玉米基部第3、4、5節(jié)節(jié)間長(zhǎng)，而根傷流和莖粗有所增加，植株抗拉強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，玉黃金較清水處理抗拉強(qiáng)度提高，因?yàn)橛顸S金施用增加玉米葉片同化能力，使更多同化產(chǎn)物向莖稈運(yùn)輸，同時(shí)加強(qiáng)與莖稈抗倒伏性能有關(guān)物質(zhì)合成。株高、穗位高、節(jié)間長(zhǎng)、根傷流等指標(biāo)與莖稈穿刺強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度等抗倒伏性狀的相關(guān)性分析結(jié)果表明，玉黃金能夠顯著降低株高、穗位高，縮短節(jié)間，增加莖粗和根傷流，從而提高植株莖稈抗倒伏能力，促進(jìn)產(chǎn)量增加。

4 結(jié)論

種植密度增加后，京農(nóng)科728和金農(nóng)738的株高、莖粗、穗位高和節(jié)間長(zhǎng)均明顯增加，根傷流、穿刺強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度均下降。玉黃金處理能縮短植株高度，降低穗位，縮短節(jié)間長(zhǎng)，增加根傷流、莖稈穿刺強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度，從而增強(qiáng)植株抗倒伏能力。與清水處理相比，隨種植密度增加，玉黃金處理后，京農(nóng)科728的產(chǎn)量分別提高12.54%、11.24%和8.81%，金農(nóng)738的產(chǎn)量分別提高4.39%、4.05%和7.00%。冀北春玉米區(qū)可以通過(guò)增密和化控協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)玉米增產(chǎn)。