植物生长调节剂对寒地春玉米形态指标和产量的影响

解美佳，殷丽华，刘涛，郑殿峰，周雅芳，冯乃杰，刘春娟

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆163319；2.黑龙江省胜利农场；3.黑龙江省龙江县农业技术推广中心）

植物生长调节剂对寒地春玉米形态指标和产量的影响

解美佳1，2，殷丽华1，刘涛1，郑殿峰1，周雅芳3，冯乃杰1，刘春娟1

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆163319；2.黑龙江省胜利农场；3.黑龙江省龙江县农业技术推广中心）

探讨了植物生长调节剂对寒地春玉米倒伏、秃尖和产量等的影响。以德美亚1号、德美玉338为试验材料，采用大田试验方法，以清水为对照（CK），不同浓度植物生长调节剂A和B为处理（1 125 mL·hm-2、2 250 mL·hm-2、3 375 mL·hm-2），在玉米7叶期、10叶期进行叶面喷施。结果表明：喷施调节剂A、B不同程度的降低了玉米株高和穗位高等植株性状，增加茎粗，缩短穗位下节间长度，伸长穗位上节间长度，增加根系鲜重、干重、气生根层数和条数。提高了春玉米的抗倒伏能力及产量。综合表明以浓度为2 250 mL·hm-2的调节剂B作用效果较好，可以显著提高春玉米产量。

寒地春玉米；植物生长调节剂；形态指标；产量

目前玉米生产中随着高密种植模式的建立，高产与倒伏的矛盾日趋严重。玉米倒伏阻碍植株对养分和水分的吸收，降低有效的光截获及各器官干物质的同化作用，为滋生病虫害和降低产量品质提供了适宜环境［1-3］。另外，倒伏加大了全程机械化收获的难度，导致经济效益损失［3］。增加种植密度往往加重了植株间的养分竞争，例如根系生长空间受到限制、植株茎杆细弱，光合效率降低，尤其在不利气象因素条件下，玉米群体密度的不断提高往往增加了倒伏、空秆、小穗、秃尖、贪青晚熟等现象的概率［4］。东北、内蒙古等玉米生产区由于品种选择、田间管理、特殊气候条件的影响，倒伏已成为减产的不可忽视的因素，严重制约了玉米单产的提升。

植物生长调节剂的发展与应用为解决玉米生产中的倒伏问题开辟了一条新的途径，植物生长延缓剂能够塑造优良的株型，调控节间激素含量及化学物质含量，从而提高了作物的抗倒伏能力［5］。陈增等［6］证明健壮素和烯效唑处理对玉米的株高和穗位高均有不同程度的影响。Norberg等［7］研究表明乙烯利能显著降低株高和穗位高，缩短节间长度，增加基部茎秆粗度。卫晓轶等［5］报道乙烯利处理显著降低了农大108，鲁单981及其亲本许178、黄C、齐319和lx9801的株高和穗位高，特别是显著抑制了第1至6节间伸长。董学会等［8］研究表明，30%己酸二乙氨基乙醇酯·乙烯利水剂处理显著降低了株高和穗位高，并极显著地提高了穗下部节间折断时的最大负荷和径向碾碎强度，提高了玉米茎的抗倒伏性能。张玉志［9］等研究认为喷施植物生长调节剂可增加植株的过氧化酶活性，从而减少顶端优势，使植株矮化健壮，防止倒伏，并促进机体内源乙烯的生物合成剂。但是，Khosravi10］研究证实了较高浓度的乙烯利（560 g·hm-2）在减少85%～93%倒伏率的同时减产2%～6%。Early和Slife［11］研究结果同样表明随着乙烯利浓度的增加，产量降低的幅度增大。乙烯利导致减产是由于影响了雌穗的发育，多产生了小穗，秃尖瘪粒等副作用［10］。因此，应用新型植物生长调节剂解决玉米倒伏、秃尖等问题，同时提高玉米产量是生产上亟需解决的问题。

黑龙江八一农垦大学化控室研制的新型玉米生长调节剂A和B可以有效改良玉米植株高度、穗位高度、节间长度等形态指标及产量构成因素，提高玉米抗倒伏能力，促进玉米高产稳产。试验研究调节剂A和B对寒地春玉米生长发育及产量形成的影响，旨在应用植物生长调节剂解决寒地玉米因栽培密度过大引起的倒伏、秃尖等问题，提高寒地玉米产量，为丰富寒地春玉米高产优质栽培提供理论和实践上的参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试品种：德美亚1号（原代号KX7349）、德美玉338。

供试植物生长调节剂为黑龙江八一农垦大学化控研究室研制的2种新型植物生长调节剂A和B，由黑龙江八一农垦大学化控研究室提供。

1.2 试验设计

2013年，试验在黑龙江省农垦建三江管局胜利农场科技园区进行，以德美亚1号为试验材料，按当地常规1.1 m大垄上双行种植，垄长为10 m，小区面积55 m2，每公顷保苗75 000株，小区间连片种植，整个试验地的播种、田间管理和收获均按当地常规方法进行。叶面喷施A、B植物生长调节剂，其中A和B分别设三个浓度1 125、2 250、3 375 mL·hm-2，以清水喷施为对照（简称CK），随机区组设计，3次重复。于2013年7月2日采用山东卫士牌背负式喷雾器进行人工喷雾，此时正值玉米10叶期，其他栽培措施按当地常规方法进行管理。

2014年试验是在2013年试验的基础上进行的，主要目的是针对2013年的结果进行重复验证。试验在黑龙江省龙江县科技园区进行，以德美玉338为试验材料，植物生长调节剂A、B的处理浓度选取在2013年表现最佳的浓度，以清水为对照，每处理重复3次。每个处理10垄，大区面积为1 334 m2，垄宽65 cm，每公顷保苗56 700株。于2014年6月17日采用山东卫士牌背负式喷雾器进行人工喷雾，此时正值玉米7叶期，其他栽培措施按当地常规方法进行管理。

1.3 测定项目

1.3.1 相关形态指标测定

在春玉米灌浆期测量植株高度、茎粗、穗位高、节间长度，并对玉米根系鲜重、干重、根条数及根层数进行调查，以确定玉米的生长发育情况。

1.3.2 田间倒伏率的调查

在玉米灌浆期调查，于每个小区中间随机选取有代表性的地段三点，每点连续取10株，统计倒伏的植株数，采用下列公式计算田间倒伏率，倒伏率=倒伏植株数/10株×100%。

1.3.3 春玉米产量构成因素及产量测定

玉米完熟期，各处理小区去掉边行后，选取中间4 m长的5行、面积约11 m2的区域调查株数，并人工下棒记录果穗数。按平均穗重法随机选取20穗，测定穗长、穗粗、穗秃尖长度、穗行数、行粒数、籽粒含水量和百粒重等产量构成指标。

籽粒含水量的测定采用M-8818NEW型谷物水分测定仪（日本KETT）进行，重复5次，平均后折算成14%含水量的百粒重和产量。

1.4 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel软件（2007版）进行一般的数据整理计算和统计分析，用SPSS17（Chicago，IL，USA）软件进行方差分析（P≤0.05）。

2 结果与分析

2.1 植物生长调节剂对春玉米形态指标的影响

2.1.1 植物生长调节剂对春玉米株高、穗位及茎粗的影响

喷施植物生长调节剂对植株高度、穗位高度及茎粗产生一定的影响，具体如表1所示，A调节剂及B调节剂均降低了春玉米株高，伴随调节剂浓度的增加，降低幅度逐渐增大，并且各处理与对照CK均达到显著性差异（P≤0.05）。植物生长调节剂A和B均显著降低了穗位高度，A调节剂在喷施浓度为1 125、2 250、3 375 mL·hm-2处理下的穗位高度分别比对照降低了4.1、6.8、10.7 cm；B调节剂在三种浓度处理下分别降低4.6、8.9、12.5 cm。A调节剂与B调节剂相比，在相同喷施浓度下，B调节剂控制株高、穗位高的效果优于调节剂A。A调节剂和B调节剂均增加了春玉米的茎粗，在喷施浓度为2 250、3 375 mL·hm-2时对春玉米中部和上部的茎粗具有显著调节作用（P≤0.05）。不同调节剂进行比较，同一浓度下A调节剂对相同部位茎粗的增加幅度小于调节剂B。

表1 植物生长调节剂对春玉米株高、穗位及茎粗的影响Table 1 Effect of plant growth regulator on plant height，ear height and stem diameter of spring maize

2.1.2 植物生长调节剂对春玉米茎节长度的影响

植物生长调节剂A、B对玉米不同部位茎节产生不同的影响，如表2所示。穗位下的茎节长度随着调节剂A和B的施用浓度增加而缩短。调节剂A、B在三种施用浓度下均显著缩短了穗下5和穗下4的茎节长度；在施用浓度为2 250 mL·hm-2和3 375 mL·hm-2时显著缩短了穗下3和穗下2的茎节长度；在施用浓度为3 375 mL·hm-2时显著缩短了穗下1的茎节长度。而穗位上的茎节只有穗上1在调节剂A和B的施用浓度为1 125 mL·hm-2时茎节长度显著低于对照。两种调节剂进行比较，B调节剂对节间长度的降低效果高于调节剂A。

表2 植物生长调节剂对春玉米茎节长度的影响Table 2 Effect of plant growth regulator on internode length of spring maize

2.1.3 植物生长调节剂对春玉米根系生长的影响

植物生长调节剂A和B均增加玉米根系的鲜重和干重（图1，图2），随调节剂浓度的增加促进根生长的作用均呈现增加趋势。在浓度2 250 mL·hm-2、3 375 mL·hm-2处理下两种调节剂可显著增加玉米根系的鲜重，在浓度3 375 mL·hm-2处理下两种调节剂可显著增加玉米根系的干重。不同调节剂进行比较，同一浓度下A调节剂对玉米根系鲜重和干重的增加幅度小于调节剂B。

图1 植物生长调节剂对春玉米根系鲜重的影响Fig.1 Effect of plant growth regulator on fresh weight of spring maize root

图2 植物生长调节剂对春玉米根系干鲜重的影响Fig.2 Effect of plant growth regulator on dry weight of spring maize root

喷施植物生长调节剂对玉米气生根条数及层数存在调节作用，调节效果如图3、4所示。喷施调节剂A和B后，春玉米的气生根层数、气生根条数均高于对照，且随着喷施浓度的增加，春玉米的气生根层数、气生根条数增加幅度越大；在同等浓度水平下，植物生长调节剂B处理下的气生根层数、气生根条数高于调节剂A。

2.1.4 植物生长调节剂对春玉米茎秆倒伏率的影响

如图5，与清水对照CK相比，喷施植物生长调节剂A和B后能够显著降低倒伏率，植物生长调节剂B的倒伏率略低于A调节剂；同一种调节剂，随着浓度的增加，倒伏率呈降低趋势。

图3 植物生长调节剂对春玉米气生根层数的影响Fig.3 Effect of plant growth regulator on aerial root layer of spring maize

图4 植物生长调节剂对春玉米气生根条数的影响Fig.4 Effect of plant growth regulator on aerial root number of spring maize

图5 植物生长调节剂对春玉米倒伏率的影响Fig.5 Effects of plant growth regulator on lodging percentage of spring maize

2.2 植物生长调节剂对产量构成因素及产量的影响

喷施植物生长调节剂A、B对玉米产量构成因素存在一定的调节作用，具体如表3所示。与对照相比，调节剂A、B随着浓度的增加，玉米穗粗、行粒数、百粒重基本呈现先增后减的趋势；与对照相比，A、B调节剂处理下的穗长、穗粗、行粒数、百粒重均增加。喷施调节剂A、B处理下春玉米秃尖长度、籽粒含水率低于对照，且随着浓度的增大，秃尖长度、籽粒含水量基本呈降低的趋势。

表3 植物生长调节剂对玉米产量构成因素的影响（2013）Table 3 Effect of plant growth regulator on yield and yield factors of spring maize（2013）

表4为植物生长调节剂对春玉米实际产量的影响。由表可知，玉米成熟后，与对照相比，除B调节剂3 375 mL·hm-2浓度处理外，其余调节剂处理均增加春玉米实际产量；同一种调节剂不同浓度比较，A、B调节剂均以2 250 mL·hm-2浓度处理下实际产量最高，分别较对照增产6.2%、8.2%，并且与对照达显著水平（P≤0.05）。

表4 植物生长调节剂对春玉米实测产量的影响（2013）Table 4 Effect of plant growth regulator on production of spring maize（2013）

表5为植物生长调节剂对春玉米农艺性状的影响。由表可知与对照相比，喷施A植物生长调节剂春玉米株高增加16.5 cm，喷施B植物生长调节剂的株高增加0.6 cm。与对照相比，喷施A、B植物生长调节剂的茎粗分别高0.2、0.4 cm，说明这此时喷施浓度为2 250 mL·hm-2的植物生长调节剂对茎粗具有促进作用。喷施A、B调节剂处理的展开叶片大于对照0.5片叶，说明调节剂A、B能够加速春玉米叶片生长发育进程。

表5 植物生长调节剂对春玉米农艺性状的影响（2014）Table 5 Effect of plant growth regulator on agronomic traits of spring maize

表6为植物生长调节剂对德美玉338产量及其构成因素的影响。由表可以看出，A、B调节剂处理下的穗长比对照分别高1.7 cm、1.5 cm，穗粒数分别比对照高53.8粒、85.2粒，穗粒重分别比对照高15 g、20 g。A、B调节剂处理下的秃尖长度分别较对照低1.5 cm、1 cm。比较不同处理的产量，2 250 mL·hm-2A、B调节剂处理均可增加春玉米德美玉338的产量，分别较对照增产6.7%、7.5%，说明B调节剂的增产效果较A调节剂好。

表6 植物生长调节剂对春玉米产量及其构成因素的影响（2014）Table 6 Effect of plant growth regulator on yield and its influence factors of spring maize

3 讨论

群体密度过大一方面造成植株间争水、争肥、争光，导致玉米茎秆形态及内部组织上的变化，植株茎秆徒长，节间长度伸长，茎秆变细、茎秆壁厚度变薄、机械组织数量减少、维管束数量减少、细胞壁纤维素和木质素含量降低、茎秆的表皮细胞体积增大、延长，细胞壁变薄，削弱了机械组织的强度和韧性，另一方面群体内部通风透光不良，加重玉米茎秆倒伏（折）的风险。玉米倒伏分为茎倒折、根倒和根茎复合倒伏3个类型。茎倒主要是由于植株太高、茎秆细弱、茎基部机械强度较差，最后导致茎秆基部机械组织损伤而倒伏；根倒主要是由于植株根系发育不良，长势弱，遇见大风多雨时易出现倒伏现象。前人在应用植物生长调节剂解决玉米倒伏问题、提高产量方面进行了大量的研究［12-14］。Khosravi［10］报道指出，乙烯利能够降低植株高度和穗位高度，缓解玉米倒伏。植物生长调节剂A和B显著降低了春玉米的倒伏率，主要表现在以下几个方面：1）调节剂A、B显著降低了春玉米植株高度，增加茎基部的粗度，增强了春玉米茎秆的机械抗倒伏性能；2）调节剂A、B缩短了穗位下节间长度，降低了穗位高度，而增加了穗位上节间长度，拉开了穗上部叶片的间距，使群体内光照充分，为密植防倒伏创造了有利条件；3）调节剂A、B增加了春玉米根系的鲜重和干重，增加了气生根层数和气生根条数，增加了对玉米地上部的养分供应和机械支持作用，减轻倒伏现象。

Khosravi等［9］研究表明高浓度的乙烯影响了雌穗的发育，产生了小穗，秃尖瘪粒等副作用，造成不同程度的减产，并且随着乙烯利浓度的增加，产量降低的幅度增大，这无疑限制了乙烯在缓解作物倒伏上的应用。本研究所采用的植物生长调节剂A、B不仅能够有效的降低春玉米的倒伏率，而且适宜浓度的调节剂A、B增加了春玉米的穗长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率、百粒重和理论产量，降低了秃尖长度和含水率，分别使春玉米产量增加6.2%和8.2%。2014年的试验进一步验证了调节剂A、B在施用浓度为2 250 mL·hm-2处理对春玉米产量的提高效果最好。

2014年试验发现在7叶期喷施调节剂A、B反而增加了春玉米植株高度，这可能由于调节剂喷施过早，到生育后期调节剂对株高的调控效果出现反弹作用。因此，需要开展不同时期喷施调节剂A、B来验证这一现象。另外，植物生长调节剂是通过改变植物体内激素合成与代谢等内在机制去调控作物的生长发育，且不同施用方式对其内在物质的作用效果不同，有关调节剂A、B不同施用方式对春玉米内源激素变化、生理生化指标、物质代谢等方面的影响有待于深入研究。

4 结论

喷施调节剂A、B可提高春玉米的抗倒伏能力，提高玉米产量，研究进一步丰富寒地春玉米高产优质栽培理论，为实践提供参考依据。

［1］Tripathi S C，Sayre K D，Kaul J U，et al.Lodging behavior and yield potential of spring wheat（Triticum aestivum L）：Effects of ethephon and genotypes［J］.Field Cops Research，2004，87：207-220.

［2］Garcia M，Watson CE.Inheritance of root-lodging in sweet corn（Zea mays L.）［J］.Revista Cientifica UDO Agricola，2003（1）：24-33.

［3］宋以玲，贺明荣，张吉旺，等.硝化抑制剂型包膜肥料对玉米生理特性、产量、品质的影响［J］.河北科技师范学院学报，2015，29（1）：6-10.

［4］王岭，李响，高树仁.大庆地区种植密度对玉米产量及农艺性状的影响［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2013，25（6）：5-9.

［5］卫晓轶，张明才，李召虎，等.不同基因型玉米对乙烯利调控反应敏感性的差异［J］.作物学报，2011，37（10）：1819-1827.

［6］陈增，柯永培，袁继超，等.玉米健壮素和烯效唑对杂交玉米正红311的株高及产量的影响［J］.中国农学通报，2007，23（4）：190-192.

［7］Norberg O S，Mason S C，Lowry S R.Ethephon Influence on Harvestable Yield，Grain Quality，and Lodging of Corn［J］.Agronomy Journal，1988，80（5）：768-772.

［8］董学会，段留生，孟繁林，等.30%已·乙水剂对玉米产量和茎秆质量的影响［J］.玉米科学，2006，14（1）：138-140.

［9］张玉志，董元香，廖巧云.玉黄金在玉米上应用的效果分析［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2009，29（3）：73-75.

［10］Khosravi G，erson R.Growth，yield，and yield components of ethephon-treated corn［J］.Plant Growth Regulation，1991，10：27-36.

［11］Early E B，Slife F W.Effect of ethrel on growth and yield of corn［J］.Agronomy Journal，1969，61：821-823.

［12］周卫国，周国庆，陈志国.玉黄金在两个玉米品种上的应用效果分析［J］.黑龙江农业科学，2015（5）：157-158.

［13］张凤路，赵明，王志敏，等.玉米籽粒发育与乙烯的释放［J］.中国农业大学学报，1997（3）：85-89.

［14］董志强，马兴林，王庆祥.喷施玉黄金对玉米产量的影响［J］.玉米科学，2008，16（2）：91-93.

Effect of Different Plant Grow th Regulator on M orphological Index and Yield on Spring M aize in Cold Region

Xie M eijia1，2，Yin Lihua1，Liu Tao1，Zheng Dianfeng1，Zhou Yafang3，Feng Naijie1，Liu Chunjuan1
（1.College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.Heilongjiang Shengli Farm；3.Agro-Tech Extension and Service Center of Heilongjiang Province Longjiang Conty）

Effect of different plant growth regulators on spring maize（Demeiya1 and Demeiyu338）lodging，baring and yield was studied in the seventh and tenth leaf of corn by foliar spray one time.Two chemical regulators，A and B（1 125 mL·hm-2、2 250 mL·hm-2、3 375 mL·hm-2）were tested with water as control.The results showed that，two regulators reduced plant height and ear position height，increased stem wide，shortened internode length under the ear，increased internode length on the ear，increased fresh and dry weight of maize root，increased aerial root layer of maize and aerial root number of maize，enhanced yield and profit in different degrees.Treatment with B（2 250 mL·hm-2）was better to improve the yield.

spring maize；plant growth regulator；morphological characteristic；yield

S513

A

1002-2090（2016）03-0017-06

10.3969/j.issn.1002-2090.2016.03.004

2015-06-18

国家科技支撑计划项目（2012BAD20B04）；国家自然科学基金项目（31171503、31271652）；黑龙江省杰出青年基金项目（JC201309）；黑龙江农垦总局科技攻关项目（HNK12A-06-03、HNK12A-09-02）资助。

解美佳（1986-），女，黑龙江八一农垦大学农学院2011级硕士研究生。

郑殿峰，男，教授，博士研究生导师，E-mail：zdffnj@263.net。