豫东平原夏直播青贮玉米高产形态生理指标及栽培技术分析

苏天增，丁光省，任 伟，彭 雷，侯乐新

（1.商丘师范学院生物与食品学院，河南商丘476000；2.河南省大京九种业有限公司，河南商丘476000）

我国是农业大国，与发达国家相比，草食畜牧 业的发展相对滞后，优质饲草供应不足已成为制约其发展的主要原因。为此，2016 年农业部印发了《全国草食畜牧业发展规划（2016—2020 年）》（农牧发[2016]12 号）的通知，通知要求“饲料产业坚持‘以养定种’的原则，以全株青贮玉米、优质苜蓿、羊草等为重点，因地制宜推进优质饲料生产”。调整种植业结构，大力发展青贮玉米（Zea mays）种植已成为促进草食畜牧业发展的重要举措。关于普通玉米高产群体生理指标及栽培技术对产量的影响已有较多报道。郭振升等[1]研究了豫东平原夏玉米高产群体生理指标。肖万欣等[2]阐明了不同株型玉米在氮素和密度互作下获得高产的形态生理互利机理。侯海鹏等[3]分析了高产夏玉米产量性能特征及密度深松调控效应。于晓芳等[4]研究了深松及氮肥深施对超高产春玉米根系生长、产量及氮肥利用效率的影响。诸多学者对普通玉米高产生理指标和栽培技术的研究较为深入，而对青贮玉米的相关研究则较为薄弱。李波等[5]对青贮玉米生物干质量与植株主要农艺性状的相关性进行了分析。胡春花等[6]研究了不同栽培措施对青贮玉米产量和营养品质的影响。张瑞霞等[7]探索了不同收获期青贮玉米品种营养成分的积累与分配规律。但针对夏直播青贮玉米高产形态生理指标及栽培技术的研究未见报道。

为此，笔者于2015—2017 年对豫东平原生物干质量达18 000 kg/hm2夏直播青贮玉米的形态生理指标及栽培技术进行了研究，并进行了较大面积生产示范，取得了显著的增产效果。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2015—2017 年在河南虞城县三里井、后袁庄、范大楼村15.3 hm2耕地上进行。该基地海拔39～58 m，3 a 的6—9 月日平均温度为25.4～26.6 ℃，降雨量为352.3～381.6 mm，日照时数为575.9～613.4 h。土壤为黄潮土，质地轻壤，前茬小麦产量8 652～9 029 kg/hm2。土壤耕层0～20 cm 有机质10.54～11.83 g/kg，全氮1.02～1.08 g/kg，碱解氮81.26～83.52 mg/kg，全磷0.78～0.89 g/kg，速效磷17.85～18.53 mg/kg，全钾32.24～33.52 g/kg，速效钾112.63～118.45 mg/kg。

1.2 供试材料

供试青贮玉米品种有豫青贮23、北农青贮208、大京九26、郑青贮1 号和雅玉青贮8 号（CK），雅玉青贮8 号由四川雅玉科技开发有限公司提供，其余青贮玉米品种均由河南省大京九种业有限公司提供。

1.3 试验设计

1.3.1 品比示范 5 个品种参试，采取大区对比法种植，不设重复，行距0.6 m，16 行，行长34.7 m，小区面积333.1 m2。收获中间14 行计产，计产面积291.5 m2。

1.3.2 栽培试验 （1）播期试验。设6 月1 日、6 日、11 日、16 日、21 日、26 日、31 日，共7 个处理。（2）种植密度试验。设4.50 万、5.25 万、6.00 万、6.75 万、7.50 万、8.25 万、9.00 万株/hm2，共7 个处理。（3）氮磷配施试验。采用D-饱和最优设计[8]，试验因素及编码值如表1 所示。（4）收获期试验。设乳线形成、乳线下移1/4、乳线下移1/2、乳线下移3/4、乳线消失共5 个处理。

表1 氮磷配施因素及编码值

上述品比示范、栽培试验除按各自试验设计与处理要求进行外，其余均采取以下设计及田间管理措施。采取随机区组排列，重复4 次，行距0.6 m，7 行区，小区面积25.2 m2，第1～3 重复收获中间5 行计产，计产面积18.0 m2，第4 重复取样测定有关植株形态生理指标。供试品种为大京九26，播期6 月10—15 日，种植密度7.50 万株/hm2，播前底施磷酸二铵（N 18%·P2O546%）270 kg/hm2，玉米拔节期追施尿素（N 46%）260 kg/hm2，籽粒乳线3/4时收获，其他管理措施同一般大田生产。

1.4 测定项目及方法

分别于幼苗期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、乳熟期和青贮收获期在田间定点调查株高、日生长量、生物干质量、日干物质积累量和叶面积系数[9]。在第4 重复各小区取样10 株，将植株粉碎后于80 ℃烘干称生物干质量，计算日干物质积累量。

式中，S 为叶面积，L 为叶长，D 为最大叶宽，0.75 为系数。

根据上述试验测定结果，归纳总结出青贮玉米生物干质量18 000 kg/hm2的生育动态指标，以指导大田生产。

2 结果与分析

2.1 高产形态生理指标分析

2.1.1 生育动态指标 从3 a 来对各试验生育动态指标测定结果归纳可以看出（表2），在本试验夏播条件下，大京九26 从出苗期到青贮收获期需102 d，株高的日生长量最快时期出现在大喇叭口期，日生长量12.32 cm；日干物质积累量最快时期为吐丝期，达436.70 kg/hm2；叶面积系数从出苗期开始不断增长，到吐丝期达最大值，随后缓慢下降，青贮收获期为3.2，生物干质量达18 253.0 kg/hm2。上述生育动态指标可作为青贮玉米生物干质量达到18 000 kg/hm2的促控量化依据。

表2 18 t/hm2 生物干质量的生育动态指标

2.1.2 生物鲜质量与生物干质量的关系 生物鲜质量是生物干质量的基础[10-11]。表3 相关分析结果表明，生物鲜质量与生物干质量呈极显著正相关（r＝0.971 7**），其回归方程为＝8 542.65＋0.17x，这表明，生物鲜质量每增加1 kg/hm2，生物干质量增加0.17 kg/hm2。要想获得18 000 kg/hm2以上的生物干质量，必须达到51 000～60 000 kg/hm2的生物鲜质量，植株含水量应保持在65%～70%，这是决定玉米青贮质量的重要因素之一。

表3 生物鲜质量与生物干质量产量

2.1.3 吐丝期叶面积系数与生物干质量的关系合理的冠层结构和最适的叶面积系数是充分利用光能、提高生物干质量的重要途径之一[12-13]。从表4可以看出，在一定范围内，随着吐丝期叶面积系数的增加，其生物干质量也相应提高，二者呈极显著正相关（r＝0.987 2**），其回归方程＝2 673.02＋3 147.39x，由方程可知，吐丝期叶面积系数每增加1，生物干质量提高约3 147.39 kg/hm2。

2.1.4 株高、穗位高和茎粗与生物干质量的关系表5 相关分析结果表明，株高、穗位与生物干质量分别呈极显著正相关（r株高＝0.8575**，r穗位=0.7969**），其回归方程为株高＝2 805.63＋48.26x穗位＝-9 110.68＋193.39x，而茎粗与生物干质量的相关性却不显著（r＝0.552 5**），变异系数较小（3.4%）。表明随着株高和穗位的增加生物干质量提高，株高和穗位每增加1 cm，生物干质量分别增加48.26、193.39 kg/hm2。根据3 a 的考种资料，种植密度在75 000 株/hm2，大京九26 株高达不到320 cm，穗位达不到140 cm，生物干质量很难突破18 000 kg/hm2。

表4 吐丝期叶面积系数与生物干质量

表5 株高、茎粗、穗位高与生物干质量

2.1.5 绿叶数、持绿性与生物干质量的关系 青贮收获时植株具有较多的绿叶数和较好的持绿性是优良青贮玉米杂交种必备的特性之一[14]。通常用绿叶数所占叶片数的百分率来评价青贮收获时的持绿性，即持绿性＝（绿叶数/（绿叶数＋枯叶数））×100%[15]。据表6 相关分析可知，绿叶数、持绿性与生物干质量分别呈极显著正相关r＝0.956 7**和r＝0.976 1**，其回归方程为＝-1 712.30＋1 508.59x，＝1 300.49＋211.48x。上述方程表明，绿叶数每增加1 片，生物干质量提高1 508.59 kg/hm2，持绿性每增加1%，生物干质量提高211.48 kg/hm2。要想获得18 000 kg/hm2的生物干质量，青贮玉米收获时必须保持13 片以上绿叶和85%的持绿性。

表6 绿叶数和持绿性与生物干质量

2.2 高产栽培试验分析

2.2.1 筛选优良杂交种 从表7 可以看出，大京九26 生物干质量19 665.2 kg/hm2，较对照增产10.6%，居第1 位；其次是豫青贮23，为19 091.8 kg/hm2，较对照增产7.4%，居第2 位；再次是郑青贮1 号，为18 522.3 kg/hm2，较对照种增产4.2%，居第3 位。在此基础上，确定大京九26 为主栽品种，搭配种植豫青贮23 和郑青贮1 号。2017 年15.3 hm2生产示范，上述3 个杂交种的种植面积分别为10.2、3.9、1.2 hm2，平均生物干质量为19312.0、18683.5、18191.7kg/hm2。大京九26 青贮玉米杂交种叶片深绿色，株型半紧凑，果穗长筒型，穗长22 cm，穗行数16～18 行。籽粒黄色，半马齿型，百粒质量36.5 g。抗小斑病、矮花叶病和青枯病。中性洗涤纤维含量41.79%，酸性洗涤纤维含量17.96%，粗蛋白含量7.79%，淀粉含量29.38%，品质达到国标一级，是该地区值得大力推广的夏直播青贮玉米品种。

2.2.2 播期试验 小麦收获后，必须抢时早播，才能夺取夏直播青贮玉米高产[16-17]。据2015 年试验，7 个播期收获时生物干质量分别为20 098.4、19 059.0、18 213.0、17 965.4、15 952.0、14 658.2、12 982.8 kg/hm2，生物干质量随着播期的推迟而减少，6 月6 日较6 月1 日播种减产4.5%，6 月11 日减产8.1%，16 日减产9.2%，其余处理减产更多。据相关分析，青贮玉米生物干质量与晚播天数呈极显著负相关（r＝-0.982 2**），其回归方程＝20 990.90-242.92x，每晚播1 d 减产约242.9 kg/hm2。要想获得18 000 kg/hm2生物干质量，需抢在6 月15 日以前播种。

表7 5 个青贮玉米大区对比试验

2.2.3 种植密度 夏直播青贮玉米生育期短，单株生产力较春播低、要想达到高产，必须发挥群体的增产潜力，实行合理密植[18]。据2016 年试验，7 个种植密度处理收获时生物干质量分别为13 050.0、14 680.5、16 778.0、18 032.5、18 695.0、17 315.0、16 985.0 kg/hm2。随着种植密度的增加生物干质量提高，种植密度7.50 万株/hm2处理的生物干质量最高（18 695.0 kg/hm2），超过此值，生物干质量趋于 下 降。据分 析＝-16 080.03 ＋9 068.33x-600.51x2，F＝9.23**，达显著水平，说明种植密度与生物干质量呈二次曲线关系。在生产示范中，一般掌握在6.75 万～7.50 万株/hm2种植范围。

2.2.4 氮磷配施 合理施用氮磷肥是提高青贮玉米生物干质量的关键措施之一。2015 年采用D-饱和最优设计试验（表8），经计算＝17 839.67＋1 244.50x1＋865.77x2-705.29x12-349.42x22＋173.23x1x2，F＝499.78**，差异极显著，说明该方程能够反映实际情况。由上述方程求得x1＝0.753、x2＝1.052，将此水平值换算为施肥量：纯N 为315.5 kg/hm2（折合尿素677.0 kg/hm2），P2O5为123.1 kg/hm2（折合过磷酸钙769.5 kg/hm2），即可获得最高生物干质量19 038.2 kg/hm2，氮磷用量的配比为1∶0.39。

2.2.5 收获时期 适期收获是获得青贮玉米高产的重要环节。其收获标准是：植株茎叶青绿，单株含水量65%～70%，干物质含量为30%～35%，籽粒充实适度。此时收获不仅青贮产量高，而且青贮品质好[19]。据2015 年对大京九26 籽粒乳线观察，授粉后27 d 乳线形成，随着籽粒灌浆天数的增加籽粒乳线下移，当授粉后45 d 乳线达到3/4 时，植株可达上述收获标准，收获时留茬高度15 cm。

表8 氮磷因素编码值、施用量及试验结果

2.3 生产示范

2015 年7 月中旬拔节期天气干旱；2016 年6 月上旬播种期干旱无雨；2017 年8 月中旬吐丝散粉期阴雨较多，但由于采取了相应配套技术，高产示范田的产量仍比较稳定，且逐年上升。3 a 分别种植10.8、12.9、15.3 hm2，平均生物干质量为18 052.0、18 692.0、19 295.0 kg/hm2，较临近一般生产田产量15 853.0、16 057.0、15 960.0 kg/hm2分别增产17.9%、20.8%和23.8%。

3 结论与讨论

作物生产是一种群体过程而非个体表现[20]，作物品种的高产潜力能否发挥与群体的光合性能有密切关系[21]，不同的生态条件、品种和栽培措施对玉米产量和生理指标会产生不同的影响[22-23]。株高和干物质积累量是作物生长量的基本标志之一，在作物栽培和耕作实践中，通常以株高和干物质增长量的动态变化来衡量各种技术措施的效果[24]。研究表明，在豫东平原实现青贮玉米18 000 kg/hm2生物干质量的形态生理指标为：群体最大叶面积系数在吐丝期达到4.9，后期缓慢下降，青贮收获期为3.2，并保持13 片以上绿叶。株高在玉米大喇叭口期增长最快（12.32 cm/d），灌浆期株高达329.50 cm。吐丝期日干物质积累量最快，为436.70 kg/hm2。虽然专用青贮玉米与普通籽粒玉米的收获目的不同，但其生长发育规律却有相似之处，上述调查结果也证明了这一点。

不同地域的青贮玉米生产受自然因素和人为因素的综合影响，表现出不同的产量水平[25]。根据品种特性，遵循青贮玉米高产形态生理指标动态规律，采取适宜的栽培技术措施是实现高产的主要途径[26]。根据夏直播青贮玉米生育期短、生长发育快、单株生产力低的特点，必须采取抢时早播、合理密植和平衡施肥等关键措施。根据试验结果，确定以大京九26 为主栽品种，搭配种植豫青贮23 和郑青贮1 号，力争在6 月15 日以前播种结束，种植密度6.75 万～7.50 万株/hm2，施纯氮315.5 kg/hm2（折合尿素677.0 kg/hm2）、P2O5123.1 kg/hm2（折合过磷酸钙769.5 kg/hm2），氮磷配比为1∶0.39，授粉后45 d籽粒乳线达3/4 时收获，确保高产。