化控对不同种植密度下玉米生长发育及产量的影响

2019-08-16刘春晓张玉刘强何春梅汪黎明高新学刘玉敬董瑞刘铁山

山东农业科学 2019年6期

刘春晓张玉刘强何春梅汪黎明高新学刘玉敬董瑞刘铁山

摘要：选用玉米新品种诺达1号为试验材料，设每公顷种植6万株、6.9万株、7.5万株、8.25万株、9万株共5个密度，于拔节期叶面喷施化控剂“玉黄金”300 mL/hm2，研究化控处理对不同种植密度下玉米生长发育及产量的影响。结果表明，在化控处理条件下，玉米产量随种植密度的增加表现为先增加后降低的趋势，在每公顷种植8.25万株的密度条件下，化控剂处理后的产量最高，达到11 154 kg/hm2。化控处理能明显降低玉米株高和穗位高，降低植株倒伏率，延缓生育后期叶面积指数的衰减，增加干物质积累量。适宜种植密度和化控剂可协同提高玉米籽粒产量。

关键词：玉米;化控剂;种植密度;叶面积指数;干物质积累;产量

中图分类号：S513.059 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）06-0001-04

Abstract The maize variety Nuoda 1 was used as material in this experiment and was planted under the densities of 60 000， 69 000， 75 000， 82 500 and 90 000 plants per hectare. Through spraying the chemical regulator of Yuhuangjin at 300 mL/hm2 at jointing stage，the effects of chemical regulation on growth and yield of maize were analyzed under different densities. The results showed that the yield of maize first increased and then decreased with the increase of planting density under chemical regulation. The highest maize yield was 11 154 kg/hm2 under the treatment of chemical regulator at the planting density of 82 500 plants per hectare. Chemical regulation significantly reduced the plant height and spike height， decreased the plant lodging rate， delayed the decay of LAI at late growth stage， and increased the amount of dry matter accumulation. Therefore， suitable high density cooperated with chemical regulator was the preferred way to get high maize yield.

Keywords Maize; Chemical regulator; Planting density; LAI; Dry matter accumulation; Yield

玉米是重要的粮食、经济、饲料等作物，对我国粮食安全具有举足轻重的作用[1-3]。随着不同领域对玉米的综合开发和利用，玉米的需求量急剧增加，供需矛盾日益紧张。前人在提高玉米产量、改善品质、挖掘品种生产潜力等方面已经做了大量研究[4-6]。当前，通过增加群体种植密度仍是玉米获得高产的重要途径[7，8]。种植密度增加往往会导致群体内单株竞争加剧，植株间相互遮蔽、通风透光性变差、光合能力降低，并且易倒伏、易感病，导致产量降低[9，10]。通过喷施化控剂可以提高玉米耐密性，降低株高、穗位高，增强抗倒伏能力;提高叶片保绿性能，增强光合能力，从而实现高密度条件下玉米的稳产、高产[11，12]。目前有关化控剂在玉米生产上的应用已有大量研究，而关于化控剂和种植密度相互协同作用的研究尚少见。本试验以高产、耐密、多抗玉米新品种诺达1号[13]为供试材料，研究不同种植密度下喷施化控剂对玉米生长发育及产量的影响，以期为化控剂在黄淮平原夏播玉米区的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

試验于2015年在山东省农业科学院玉米研究所六一农场进行，试验田为沙壤土，耕层土壤基本肥力：有机质 1.13%、全氮0.14%、速效氮54.23 mg/kg、速效磷28.39 mg/kg、速效钾86.89 mg/kg。

1.2 试验设计

供试玉米品种为诺达1号，由山东省农业科学院玉米研究所提供;化控剂为“玉黄金”，由福建生物工程技术有限公司提供。

试验设置5个种植密度处理，每公顷分别为6.00万株（Ⅰ）、6.90万株（Ⅱ）、7.50万株（Ⅲ）、8.25万株（Ⅳ）、9.00万株（Ⅴ）。每小区行长10 m， 5行区，行距60 cm，株距根据密度而定，小区面积24 m2，随机区组排列，重复3次。于拔节期每公顷喷施化控剂玉黄金300 mL（对水450 kg均匀喷雾），以喷清水为对照。6月上旬播种，施肥、浇水等田间管理措施同常规大田，10月初收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 叶面积指数分别于苗期、拔节期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期选取5株长势均匀一致的植株，测定叶面积（LA），LA =∑叶片×叶宽×0.75（未展开叶部分×0.5），计算叶面积指数（LAI），LAI =单株叶面积×单位土地面积内株数/单位土地面积。

1.3.2 干物质重测量完叶面积后的植株，取地上部分，分割后于烘箱中105℃杀青30 min，80℃烘至恒重，测定干重。

1.3.3 产量及产量构成因素测定成熟期分别测量株高、穗位高、穗数。每小区选取中间两行实收计产，折算成标准含水量计算理论产量。每小区随机选取20穗进行考种，测量穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、千粒重等，每处理重复3次，取平均值。

1.4 数据处理

采用DPS 7.05和Microsoft Excel 2010进行数据统计分析并作图。

2 结果与分析

2.1 化控处理对不同种植密度下玉米株高、穗位高的影响

从图1可以看出，对照和化控处理株高、穗位高均随密度的增加而增加。各种植密度下，化控处理株高、穗位高均低于对照，株高依次分别比对照降低10.43%（Ⅰ）、11.03%（Ⅱ）、10.64%（Ⅲ）、11.15%（Ⅳ）、12.24%（Ⅴ）;穗位高分别降低13.86%（Ⅰ）、14.42%（Ⅱ）、14.81%（Ⅲ）、13.64%（Ⅳ）、16.24%（Ⅴ）。其中，株高和穗位高均以最高种植密度处理Ⅴ降幅最大。说明化控处理能明显降低株高和穗位高，提高植株的抗倒伏能力，而且密度越高，化控效果越明显。

2.2 化控处理对不同种植密度下玉米产量及其构成的影响

由表1可以看出，化控处理和种植密度对玉米产量及产量构成均有显著影响。玉米产量均随种植密度的增加呈先增加后减少的趋势。化控处理在每公顷8.25万株的种植密度下，产量最高，达到11 154 kg/hm2，分别比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ密度处理提高28.24%、14.89%、5.86%、3.36%。化控处理较对照在相同种植密度下产量均有所增加，分别比对照提高0.85%（Ⅰ）、0.81%（Ⅱ）、3.35%（Ⅲ）、2.66%（Ⅳ）、5.72%（Ⅴ），其中在（6.00～6.90）万株的密度范围内差异不显著，当每公顷密度达到（7.50～9.00）万株时，差异达极显著水平。

从产量构成因素上看，化控处理和对照穗长、穗粗、穗行数、行粒数、千粒重均随种植密度的增加呈逐渐降低的趋势，秃尖长度则随密度增加而增加。化控处理的穗长、穗粗、行粒数和千粒重均高于对照，但对穗行数和秃尖影响不大。可见通过化控技术可以优化玉米产量构成因素，提高产量。

2.3 化控处理对不同种植密度下玉米干物質积累的影响

由图2可以看出，不同处理干物质积累量均随生育期推进呈“慢-快-慢”的S型曲线，且各处理变化趋势一致。不同处理干物质积累量随种植密度的增大而减少，拔节前后各处理差异不显著，吐丝后差异逐步增大，至成熟期差异最大。化控处理在各种植密度下干物质积累量均高于对照，在生育后期尤其明显。成熟期Ⅰ～Ⅴ各种植密度下化控处理分别比对照高5.26%、6.55%、8.01%、8.97%、10.53%，密度越高，差异越显著。说明化控处理能够在一定程度上增加玉米干物质重，促进更多的光合产物向籽粒运转，提高玉米产量。

2.4 化控处理对不同种植密度下玉米叶面积指数的影响

由图3可以看出，各处理叶面积指数（LAI）均随生育进程的推进呈先上升后下降的变化趋势，最大值均出现在吐丝期。在吐丝期前，化控处理和对照LAI均随种植密度的增加而增大，吐丝期后随着密度增加LAI均表现出先升高后降低的变化趋势，吐丝期到成熟期LAI最大的密度处理均为8.25万株。化控处理下的叶面积指数在吐丝期之前均低于相同种植密度下的对照处理，吐丝期之后，低密度6.00万株和6.90万株条件下化控处理LAI低于对照，当密度达到7.50万株时，化控处理LAI高于对照。吐丝期后，LAI开始逐渐下降，其中对照下降幅度尤为明显。从吐丝期到成熟期，不同密度下化控处理LAI降幅在 47.63%～50.04%，对照 LAI降幅在50.43%～54.35%。化控措施可以在一定程度上延缓玉米植株衰老，延长叶片功能期，提高生育后期群体光合速率。

3 讨论与结论

种植密度是影响玉米农艺性状和最终产量的重要栽培措施，适当增加种植密度是目前提高玉米产量和经济效益的根本途径，而倒伏是玉米提高种植密度的主要限制条件[7，14，15]。李军虎[16]、朱玉芹[17]等研究指出，提高种植密度只能在一定范围内增加产量，这主要是因为密植条件下玉米叶片间相互遮蔽，群体冠层通透性降低，叶片衰老加速，倒伏率、空秆率增加，进而产量下降。石达金等[18]认为，合理的密度和化控剂搭配能够使玉米获得更高产量，施用化控剂能够改善玉米群体结构，显著降低株高和穗位高，增强植株抗倒伏能力。杨振芳等[19]研究发现，片面地提高种植密度会导致株高增加，干质量降低，增加倒伏风险。本试验结果与前人研究大致相同，化控处理能明显降低株高和穗位高，提高干物质重，从而增强植株的抗倒伏能力;而且密度越高，化控效果越明显。化控处理和对照产量均随种植密度的增加呈先增加后减少的趋势。化控处理和对照均在每公顷8.25万株的种植密度下产量最高。在相同种植密度下化控处理较对照产量均有所增加，密度越大，差异越显著。

叶面积指数是反映群体光合能力的重要指标，开花期群体的最大叶面积指数是花后光合生产的重要物质基础[20，21]。玉米产量的形成是一个群体生产过程，与整个群体的叶面积指数、冠层特性、光合生产效率等密切相关[22]。边大红[11]、孙宁[23]等研究发现，在整个生育期内玉米叶面积指数呈先升高后降低的变化趋势，吐丝期达到最大值，叶面积指数随密度的增加而增加，化控处理可以延长群体高叶面积指数持续时间，减缓生育后期植株叶片衰老速度，提高光合能力。本研究表明，各处理叶面积指数（LAI）均随生育进程的推进呈先上升后下降的变化趋势，最大值均出现在吐丝期。化控处理下的叶面积指数在吐丝期前均低于相同种植密度下的对照处理，吐丝期之后，低密度条件下化控处理LAI低于对照，当每公顷密度达到7.50万株时，化控处理LAI高于对照。吐丝期后，各处理LAI开始逐渐下降，化控处理下降幅度略小于对照。

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