鲁北地区小农户种植习惯下夏玉米秃尖长度影响因素分析

梁军，陈桂敏，田晓红，许超，韩春娥，王海燕，郭敏，王赞，马文凤

（乐陵市农业农村局，山东 乐陵 253600）

玉米是我国重要的粮食和饲料作物，在保证国家粮食安全和促进畜牧业发展中占有重要地位。2017 年我国玉米种植面积达4 239.9 万hm2，占我国粮食种植总面积的35.9%；玉米产量为25 907.1 万t，占我国粮食总产量的39.2%[1]。近年来，畜牧、家禽养殖、油料、食品加工等行业的发展使得对玉米的需求量日益增大，虽然玉米高产品种不断更新，但秃尖长度仍然是阻碍玉米产量进一步提高的主要因素。秃尖是玉米生产中普遍存在的现象。在玉米生殖生长阶段，顶部小花受精能力差、同化物在各部位子粒中分配不平衡、不同部位子粒间对营养的竞争能力不同，以及玉米穗轴顶部子粒干物质积累速度慢、时间短导致分配到的同化产物显著少于其他部位子粒等，造成穗顶部子粒败育，产生秃尖[2，3]。玉米秃尖会造成营养大量消耗，产生一些小粒、瘪粒等无效子粒，使穗粒数降低，在很大程度上限制了玉米产量乃至商品质量的进一步提高[4]。研究表明，玉米秃尖长度与产量呈极显著负相关，相关系数为0.669[5]。实践表明，种植方式和地力条件选择不当可导致玉米穗秃尖最长达到6 cm，而秃尖长度每增加1 cm，单株产量将降低0.086 9 g[6，7]，进而明显降低群体预期产量。大田玉米穗秃尖平均值＞1.5 cm 时会对玉米群体产量产生一定的不利影响，随着秃尖长度的增大，产量受影响程度会更加显著[6]。不良的气象条件、土壤环境状况、栽培管理措施等都是导致玉米秃尖的外源因素，近年研究显示，干旱对玉米秃尖影响较大[8]，而其他因素对玉米秃尖综合影响的研究较少。鲁北地区是我国重要的玉米产区，以该区小农户种植的大田玉米为研究对象连续3 a跟踪调查，采用统计分析方法定量描述农户不同栽培管理措施和土壤条件对玉米秃尖长度的影响，明确形成玉米秃尖的主要因素，对合理进行田间管理来降低玉米秃尖长度、提高研究区玉米产量具有一定的指导意义。

1 材料与方法

2015～2017 年连续3 a，6～10 月在山东省乐陵市南夏村（北纬37°42′，东经117°09′） 选取一定数量且具有代表性的夏玉米田，调查所种品种、播种期、施肥量、病虫草害防治等信息。试验地属暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温14.4 ℃，年平均降水量761.2 mm；土壤为壤质潮土，约1/3 为砂质潮土。

3 a 共调查玉米田块样本225 个，其中2015 年89个、2016 年77 个、2017 年59 个。涉及到的玉米品种共31 个，其中主导品种（调查样本地块超过3个的品种） 有9 个，分别为登海605、德利农7 号、联创808、 先玉335、登海618、 郑单958、 济玉1号、隆平206 和浚单29，株型除联创808 为半紧凑型外，其他品种均为紧凑型。

夏玉米成熟期，各地块均收获中间10 m 双行玉米穗，装入尼龙网袋晒干，脱粒后称重，按照子粒含水量14.5%折算产量；另取有代表性的玉米穗8 穗，调查秃尖长度、行粒数和百粒重。计算夏玉米秃尖长度与产量、产量构成因素以及种植管理措施之间的相关系数。调查田块的夏玉米种植密度为4.48 万～8.96 万株/hm2，差异较大，按照密度将225 个样本分为低密度组（5.25 万株/hm2）、中密度组（6.75 万株/hm2） 和高密度组（8.25 万株/hm2），分析不同密度下夏玉米秃尖长度与产量及其构成因素的关系。

利用Microsoft Excel 2010 和SPSS 21.0 统计软件对试验数据进行统计分析，利用Origin 9.0 软件进行绘图，采用Duncan 法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同年份的夏玉米秃尖长度

2015～2017 年参试夏玉米的逐年秃尖长度范围分别为0.08～4.75、0～3.75 和0.32～5.55 cm；平均值分别为1.63、1.75 和2.39 cm，其中2017 年的秃尖长度显著大于其他2 个年份，而2015 年与2016 年的秃尖长度差异不显著（图1）。试验年度中玉米秃尖长度逐年增大且年际间秃尖长度差异显著，可能与试验的3 a 中降雨量逐年降低、年平均气温逐渐升高、高温（＞35 ℃） 天数逐渐增多，导致玉米授粉不良有关。

图1 不同年份的夏玉米秃尖长度Fig.1 Barren tip length of summer maize in different years

2.2 不同夏玉米品种的秃尖长度

调查夏玉米品种的秃尖长度为0～5.55 cm，差异较大；平均值为1.81 cm。其中，9 个主导品种的秃尖长度为0.86～3.34 cm，指标值顺序为登海605＞德利农7 号＞联创808＞先玉335＞登海618＞郑单958＞济玉1号＞隆平206＞浚单29，差异达显著水平，其中登海605 的秃尖长度显著高于其他品种，浚单29 的秃尖长度显著低于除济玉1 号和隆平206 之外的其他品种（图2）。

2.3 夏玉米秃尖长度与产量及其构成的关系

相关分析结果（表1） 表明，不同密度水平下，夏玉米秃尖长度均对产量及其构成有极显著的影响。其中，中、高密度田块的玉米秃尖长度均与产量呈显著负相关，低密度田块以及总样本的秃尖长度均与产量呈不显著正相关；不同密度田块以及总样本的秃尖长度均与穗粒数呈极显著负相关；中密度田块以及总样本的秃尖长度均与千粒重呈极显著正相关，低密度田块的秃尖长度与千粒重呈显著正相关，而高密度田块的秃尖长度与千粒重呈不显著负相关。

图2 不同夏玉米品种的秃尖长度Fig.2 Barren tip length of different summer maize varieties

表1 夏玉米秃尖长度与产量及其构成的关系Table 1 Relationship between barren tip length and yield and its composition of summer maize

进一步分析玉米秃尖长度与不同产量构成的相关性发现，不同密度田块以及总样本秃尖长度与穗粒数的相关系数绝对值均大于秃尖长度与千粒重的相关系数绝对值。说明鲁北地区小农户种植习惯下，夏玉米秃尖长度对穗粒数的影响程度大于对千粒重的影响。

2.4 种植管理措施对夏玉米品种秃尖长度的影响

2.4.1 播期和收获密度对秃尖长度的影响 相关分析结果（表2） 显示，除联创808、郑单958 和隆平206外，其他品种的秃尖长度均与播期呈显著正相关。表明推迟播期会导致大部分玉米品种秃尖长度明显增大。

收获密度对玉米秃尖长度有显著影响，除联创808 和郑单958 外，其他品种的秃尖长度均与玉米收获密度呈显著正相关。表明收获密度增大会导致大部分玉米品种秃尖长度明显增大。

2.4.2 施肥量对秃尖长度的影响 相关分析结果（表3） 显示，除登海618 和济玉1 号外，其他品种的秃尖长度均与氮肥追施量呈显著正相关；大部分玉米品种的秃尖长度与总氮、总磷、总钾投入量均相关不显著，仅有登海605 的秃尖长度与总氮和总钾投入量呈极显著正相关，联创808 和郑单958 的秃尖长度与总氮和总磷投入量呈显著正相关，先玉335 和登海618的秃尖长度与总钾投入量呈显著正相关。表明氮肥追施量对玉米秃尖长度影响较大，增加氮肥追施量会导致大部分玉米品种秃尖长度明显增大。

2.4.3 病虫草害防治频率对秃尖长度的影响 病、虫、草害防治频率对不同夏玉米品种秃尖长度的影响不同（表4）。其中，联创808、先玉335、济玉1 号、隆平206 和浚单29 的秃尖长度均与除草次数呈显著正相关，说明这5 个品种对除草剂比较敏感，增加化学除草次数会导致果穗秃尖长度明显增大；德利农7 号、先玉335、登海618、济玉1 号和浚单29 的秃尖长度均与虫害防治次数呈显著正相关，说明这5 个品种对杀虫剂比较敏感，增加药剂防虫次数会导致果穗秃尖长度明显增大；登海605 的秃尖长度与病害防治次数呈极显著正相关，登海618、济玉1 号和浚单29 的秃尖长度均与病害防治次数呈显著正相关，说明这4个品种均对杀菌剂比较敏感，其中登海605 对杀菌剂的敏感性更高，增加药剂防病次数会导致果穗秃尖长度明显增大。

表2 播期和收获密度对夏玉米秃尖长度的影响Table 2 Effects of sowing date and harvest density on the barren tip Length of summer maize

表3 施肥对夏玉米秃尖长度的影响Table 3 Effect of fertilization on barren tip length of summer maize

表4 病虫草害防治频率对夏玉米秃尖长度的影响Table 4 Effect of control frequency of disease，insect and weed control on barren tip length of summer maize

济玉1 号和浚单29 的秃尖长度与病、虫、草害防治次数均呈显著正相关，说明这2 个品种对防治病、虫、草害的药剂均比较敏感。郑单958 的秃尖长度与病、虫、草害防治频率均相关不显著，说明郑单958 对防治病、虫、草害药剂的敏感度均较低。

3 结论与讨论

玉米开花的最适温度为25～28 ℃，相对湿度需达到60%以上。当温度＞30 ℃时花粉活力降低；温度＜18 ℃或＞38 ℃时一般不开花[9]。同时，玉米花期和子粒灌浆期水分不足，会降低穗粒数和子粒重，间接加重玉米秃尖[8，10，11]。本研究结果显示，不同年份间玉米秃尖长度差异显著，2017 年参试玉米的秃尖长度平均值显著较高，其他2 个年份之间差异不显著，说明年际气象条件对夏玉米秃尖长度影响较大。种植密度、穗粒数和千粒重是玉米产量的构成要素，增加种植密度是获得玉米高产的重要途径，但种植密度越高，养分消耗也越多，会造成群体内资源分配不均，加大个体内部养分竞争，使千粒重降低[12，13]，秃尖长度增大[14～16]。随着种植密度的增加，玉米产量呈先增加后降低的趋势[17]。与低密度和高密度种植相比，正常种植密度水平（6 万株/hm2） 的玉米子粒产量以及氮素和水分利用效率均大幅度提高[13]。提高种植密度虽然是提高玉米产量的有效措施，但随着密度增大，玉米秃尖长度呈显著增加趋势，因此合理控制密度，保证玉米充分生长是实现高产稳产的关键。本研究的9 个主导品种中，除联创808 和郑单958 外，其他品种的秃尖长度均与玉米收获密度呈显著正相关。氮肥施用量和施用方式对玉米秃尖长度影响较大，其中在玉米生殖营养时期补给氮肥能够有效降低果穗的秃尖长度[18]。过量施用钾肥对玉米生长有一定的抑制作用，其中在生育前期影响较大，但对玉米穗部子粒的影响不明显[19，20]。本研究的9 个主导品种中，除登海605、先玉335 和登海618 表现玉米秃尖长度与总钾投入量呈显著正相关性外，其他品种的秃尖长度均与总钾投入量相关不显著。玉米生育前期草害会显著影响玉米对养分的吸收与累积，至生育期后期养分缺乏会导致灌浆失败甚至产生不孕穗[21]。本研究结果表明，病、虫、草害防治频率对部分夏玉米品种秃尖长度有显著影响。