玉黄金化控对不同种植密度下玉米抗倒伏性和产量构成因素的影响

田再民，黄智鸿，赵海超，卢海博，陈宗政，陈建新，史宝林，魏东

（河北北方学院，河北 张家口 075000）

玉米是我国重要的粮食和饲料作物[1，2]。冀西北半干旱地区为我国北部春玉米种植区，近几年玉米播种面积较为稳定，且单产呈稳步上升趋势[3]。高产是玉米生产的一个永恒主题，一般通过增加种植密度去实现，但这样又会增大植株倒伏的风险，因此，如何在增加种植密度的同时又降低植株倒伏率，保证足够的收获穗数是实现玉米高产的关键所在[4，5]。玉米在拔节期至成熟期遇极端天气，有可能出现茎倒伏或根倒伏，从而导致严重减产[6]。

化控技术可以增强作物的抗倒伏能力，降低产量损失。目前，有关化控技术提高作物抗倒伏性和产量的研究较多，其中在水稻、冬小麦、甜高粱等作物上应用广泛[7～9]。植物生长调节剂具有用量小、见效快、费用低等特点，在改善玉米冠层结构、提高玉米茎秆质量、降低空秆率、缩短秃尖长度、提升光合能力、增加产量等方面作用显著[10～14]。在玉米上应用的植物生长调节剂种类较多，主要有乙烯利、乙矮合剂、30%己·乙水剂、激动素、聚糠萘合剂、新型化控剂Opera 等[15～19]。玉黄金主要成分是乙烯利和胺鲜酯，玉米施用后可以降低株高和穗位高，缩短节间长度，提高抗倒伏能力，能够在密植增产中起重要作用，是一种非常有效的化控剂[20]。冀西北地区是河北省重要的春玉米生产区，该区干旱少雨，在节水栽培的同时，如何利用化控剂提高玉米产量，并研究其增强玉米抗倒伏能力的机制变得尤为重要。以冀西北地区玉米主栽品种巡天969 为试验材料，研究了不同种植密度下苗期喷施玉黄金对玉米抗倒伏性和产量的影响，旨为当地玉米密植高产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验玉米品种为巡天969，由河北巡天农业科技有限公司选育，适宜在河北省北部春玉米区种植。

试验植物生长调节剂为玉黄金（30%水剂，含胺鲜酯3%、乙烯利27%），由山西浩之大生物科技有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 在河北省张家口市宣化县南兴渠村，选择地面平整、肥力水平一致的地块进行试验。前茬作物为谷子。玉米播种前，结合翻地基施氮肥（N） 750 kg/hm2、磷肥（P2O5） 1 310 kg/hm2和钾肥（K2O） 552 kg/hm2。2014 年4 月28 日采用大小行（大行距66 cm、小行距40 cm） 方式播种玉米，种植密度设6.0 万、7.5 万、9.0 万和10.5 万株/hm2计4 个水平，密度由株距调节。6 月18 日第6 片真叶展开时进行施药处理，每个密度下均采用对比试验设计，设叶面喷施玉黄金300 mL/hm2和等量清水（CK） 2 个处理。小区面积37.8 m2（行长6.0 m，13 行/区），随机区组排列，3 次重复。其他田间管理措施同大田生产。9 月15 日收获。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 株高和穗位高。在玉米吐丝期，每小区选中间3 行，随机选取5 株，用卷尺测量株高和穗位高。计算穗高系数（穗位高/株高）。

1.2.2.2 茎秆穿刺强度。在玉米抽雄期，每小区随机选取5 株，带回实验室，利用YYD-1 型玉米茎秆强度测定仪测定茎秆穿刺强度。在茎秆节间中部（第2～第6 节间） 垂直于茎秆方向均匀缓慢插入，读取其最大值，并记录。

1.2.2.3 倒伏率。在玉米成熟期，分别记录各小区的总株数和倒伏株数。根据公式，计算倒伏率：

倒伏率＝倒伏株数/总株数×100%

1.2.2.4 产量。玉米收获时，每小区取有代表性的果穗20 个，自然风干后室内考种，测定穗行数、行粒数、穗粒数、百粒重。计算理论产量（理论株数×单株穗粒重）。

1.2.3 数据统计分析 各指标值均取3 次重复的平均值。利用Microsoft Excel 和SPSS 软件进行数据的统计分析。

2 结果与分析

2.1 苗期喷施玉黄金对不同种植密度下玉米倒伏性的影响

2.1.1 倒伏率 随着种植密度的增加，无论是清水处理还是玉黄金处理，玉米倒伏率均呈逐渐升高趋势（表1）。

玉黄金处理的玉米倒伏率为0.8%～1.2%，相同密度下指标值均＜CK；不同密度的玉米倒伏率平均值与CK 差异达到了显著水平。清水处理下，6.0 万株/hm2密度水平的玉米倒伏率为1.1%，密度增加至7.5 万株/hm2时倒伏率显著升高至1.5%。玉黄金处理下，7.5 万株/hm2密度水平的玉米倒伏率为0.9%，与6.0 万株/hm2密度水平（0.8%） 差异不显著，但二者均显著＜其他2 个密度水平；9.0 万株/hm2密度水平的玉米倒伏率（1.1%） 虽然显著升高，但指标值与清水处理下6.0 万株/hm2密度水平的倒伏率相当；10.5 万株/hm2密度水平的玉米倒伏率为1.2%，与9.0 万株/hm2密度水平差异不显著，仅较清水处理下6.0 万株/hm2密度水平的指标值高0.1 个百分点，但较清水处理下7.5 万株/hm2密度水平的指标值低0.3 个百分点。可以看出，苗期喷施玉黄金可有效降低玉米倒伏率，即相同倒伏率情况下显著提高了玉米的种植密度，为提高玉米产量奠定了物质基础。

表1 苗期喷施玉黄金对玉米倒伏率的影响Table 1 The effects of spraying Yuhuangjin at seedling stage on the lodging rate of maize

2.1.2 株高和穗位高 株高和穗位过高会导致植株重心升高，增大植株倒伏的风险。随着种植密度的增加，无论是清水处理还是玉黄金处理，玉米株高均呈先升高后降低的变化，均以9.0 万株/hm2密度水平的株高最大（图1）；穗位高呈逐渐升高趋势（图2）。

图1 苗期喷施玉黄金对不同种植密度下玉米株高的影响Fig.1 The effects of spraying Yuhuangjin at seedling stage on the plant height of maize under different densities

图2 苗期喷施玉黄金对不同种植密度下玉米穗位高的影响Fig.2 The effects of spraying Yuhuangjin at seedling stage on the ear height of maize under different densities

玉黄金处理的玉米株高和穗位高均＜其同密度CK；但不同种植密度下矮化作用有所不同，密度由6.0 万株/hm2增加到10.5 万株/hm2时株高分别较同密度CK 降低了4.3%、6.3%、6.8%、5.5%，穗位高分别较同密度CK 降低了7.2%、9.3%、9.4%、8.9%。表明苗期喷施玉黄金可以矮化玉米株高和穗位高，降低植株重心高度，其中对9.0 万株/hm2密度种植的玉米矮化效果最好，其次是种植密度7.5 万株/hm2。参试密度下，玉黄金处理的玉米株高和穗位高均以7.5 万株/hm2密度水平最低。

2.1.3 穗高系数 穗高系数是指果穗在茎秆上着生的相对位置。随着种植密度的增加，无论是清水处理还是玉黄金处理，玉米穗高系数均呈逐渐升高趋势（图3），这就增大了植株倒伏的潜在风险。玉黄金处理的玉米穗高系数均＜其同密度CK，表明苗期喷施玉黄金可降低植株倒伏的风险。

图3 苗期喷施玉黄金对不同种植密度下玉米穗高系数的影响Fig.3 The effects of spraying Yuhuangjin at seedling stage on the ear height coefficient of maize under different densities

2.1.4 茎秆穿刺强度 玉米茎秆的穿刺强度直接决定着玉米的抗倒伏能力。玉米茎秆各个节间的茎秆穿刺强度与种植密度和肥料使用等田间栽培条件有关，使用化控剂可以调节茎秆的内部结构，提高玉米茎秆的机械强度。随着种植密度的增加和节间的升高，无论是清水处理还是玉黄金处理，玉米茎秆穿刺强度均呈逐渐降低趋势（表2）。玉黄金处理的玉米茎秆穿刺强度均显著＞其同密度CK，表明苗期喷施玉黄金可有效提高玉米茎秆的穿刺强度，增强植株的抗倒伏能力。

表2 苗期喷施玉黄金对不同种植密度下玉米茎秆穿刺强度的影响Table 2 The effects of spraying Yuhuangjin at seedling stage on the rind penetrometer resistance of maize under different densities （N/mm2）

2.2 苗期喷施玉黄金对不同种植密度下玉米产量及其构成因素的影响

随着种植密度的增加，无论是清水处理还是玉黄金处理，玉米产量均呈先升高后降低的变化，且均以7.5 万株/hm2密度水平的产量最高并显著＞其他密度水平（表3）。

玉黄金处理的玉米产量均＞其同密度CK；但不同种植密度下产量增幅有所不同，密度由6.0 万株/hm2增加到10.5 万株/hm2时，4 个水平的理论产量分别较同密度CK 提高了3.8%、6.8%、0.9%和1.3%。表明苗期喷施玉黄金可以显著提高玉米产量。玉黄金处理7.5 万株/hm2密度水平的理论产量为14 689.0 kg/hm2，较清水处理同密度水平（13 757.6 kg/hm2） 增产6.8%。

随着种植密度的增加，玉黄金处理的玉米穗行数呈先升高后降低的变化，其中7.5 万株/hm2密度的指标值最大；清水处理的穗行数表现为7.5 万株/hm2密度与6.0 万株/hm2密度水平相当，之后逐渐降低。而行粒数、穗粒数和百粒重均随种植密度的增加呈逐渐降低趋势。从穗粒数和百粒重看，玉黄金处理的指标值除9.0 万株/hm2密度下穗粒数略＜CK 外，其他指标均＞CK，表明苗期喷施玉黄金可促进玉米穗部发育，提高百粒重。

表3 苗期喷施玉黄金对不同种植密度下玉米产量及其构成因素的影响Table 3 The effects of spraying Yuhuangjin at seedling stage on the yield and yield components of maize under different densities

3 结论与讨论

玉米生产上，一般利用增肥增密来达到高产的目的，但这又容易引发玉米植株倒伏、贪青、空秆等问题。玉米使用化控剂后，其通过调节自身的激素水平来改善群体的冠层结构，提高群体的光合能力，降低株高和穗位高等，进而降低倒伏率。因此，利用化控技术实现高产势在必行。但是，在化控剂的应用上也存在诸多问题，如乙烯利可以矮化植株，提高抗倒伏能力，从而增加产量，但其对玉米单株产量有负面影响，尤其是在施用浓度和时间不当时会造成严重减产[21，22]。因此，将2 种以上化控剂混合使用将是未来的发展趋势，如DCPTA 与ETH 复配剂[23]，乙矮合剂和聚糠萘合剂[24]等使用将变得较为普遍。本研究使用的玉黄金是乙烯利与胺鲜酯的复合剂，二者联合应用可以增强和改善调控作用，达到玉米稳产、增产的目的。以不同种植密度的巡天969 为试验材料，研究了苗期叶面喷施玉黄金对玉米株高、穗位高、茎秆穿刺强度和产量等的影响。结果表明，巡天969 的穗位高和穗高系数均随种植密度的增加而逐渐增高，苗期喷施玉黄金后玉米株高和穗位高均明显降低，植株重心下移，可大大降低倒伏的风险。这与董志强等[25]在玉米上喷施玉黄金的研究结果相近；但也出现了不同，如株高虽在玉黄金处理后均有所降低，但随着密度的增加都呈现出先升高后降低的变化，在密度为9.0 万株/hm2时达最高值，这可能是由于种植密度过高影响了玉米的正常生长，或与玉米品种本身的生长特性有关。

玉米的抗倒伏性能与茎秆质量密切相关[18]，其中茎秆穿刺强度是衡量茎秆质量的关键指标。大量研究表明，化控剂处理后可以使玉米的节间粗度增大、节间长度缩短，且能显著增强茎秆穿刺强度和拉弯强度，改善玉米气生根性状，增加植株干物质的积累，同时降低植株倒伏率[17，19]。本研究条件下，无论是玉黄金处理还是清水处理，玉米茎秆穿刺强度均随节间的升高和种植密度的增加而逐渐降低；但是，经过玉黄金处理后，各密度下玉米第2～6 节间的茎秆穿刺强度均较其相应的清水对照显著增加。这说明苗期喷施玉黄金能矮化玉米植株，且改善玉米茎秆结构，提升玉米茎秆质量，从而降低植株倒伏率，提高玉米产量，同时有利于机械收获。这与樊海潮等[26]的研究结果相近。茎秆穿刺强度越大，玉米抗倒伏能力越强，但不同种植密度下玉米茎秆的穿刺强度不尽相同。冀西北地区为北方春玉米种植的重要区域，常年干旱少雨，如何利用化控剂使玉米达到稳产、高产也尤为重要。本试验中，以冀西北地区主栽春玉米品种巡天969 为试材在不同的密度下种植，在适合的化控剂浓度和喷施时期条件下对适宜高产的种植密度进行了筛选，研究结果可为今后冀西北地区玉米高效种植提供技术保障。