不同施钾量处理对玉米倒伏率、农艺性状及产量的影响

宋英博

（黑龙江省农业科学院佳木斯分院，黑龙江佳木斯 154007）

0 引言

近年来，黑龙江省玉米种植由于受到过境台风的影响，倒伏现象时有发生，玉米倒伏后会影响根、茎、叶及穗部性状等的正常发育，间接影响玉米产量的形成，玉米倒伏是限制黑龙江省玉米高产稳产的重要因素之一[1-3]。钾元素是农作物生长发育所必需的三大营养元素之一，可以提高作物抗旱、抗病、抗寒、抗盐碱和抗倒伏能力，进而提高产量[4-6]。施用钾肥可以抑制玉米下部节间的伸长，增粗相应节间的直径，增加茎壁厚度和维管数目。钾肥不但可以提高玉米茎杆机械性能，还能增强玉米抗逆性，抗病性，防止倒伏，施钾与玉米抗倒能力及产量形成密切相关[7-9]。郭红[10]研究表明，钾能增加玉米生长发育过程中的抗病能力，抗倒伏能力以及抗旱和抗寒能力等。常莹等[11]研究表明，在一定范围内，可以适当增加钾肥用量，以降低倒伏的风险，减少损失。王磊等[12]研究表明，适量施用钾肥可以使茎秆坚韧，增加抗倒伏和抗病虫害能力。姚培清等[13]研究表明，合理施用钾肥,稳定夏玉米产量,减少玉米倒伏。王亮等[14]相关分析结果表明，玉米倒伏率与穗位高度、重心高度、茎腐病发病率、虫害发生和种植密度呈极显著正相关。与纹枯病、株高和节间长度发生呈显著正相关；与玉米茎秆拉力、穿刺强度、折断强度和茎粗呈极显著负相关。万鹏等[15]研究表明，一定条件下，玉米产量是随着施钾量的增加而增加,当增加到一定量时，会随着钾肥的增加而下降。前人研究钾对玉米倒伏、产量及各农艺性状相关性多集中在夏玉米，而黑龙江省春玉米研究较少。本研究在不同施钾水平下，对玉米各农艺性状及产量进行方差分析和多重比较，研究玉米倒伏率与各农艺性状之间相关性，以期为黑龙江省玉米抗倒性栽培及钾肥的科学管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 土壤肥力与肥料

试验地土壤状况，碱解氮162.05mg/kg，全氮1.65g/kg，有效磷76.92mg/kg，全磷1.76mg/kg，速效钾161.62g/kg，全钾23.37 mg/kg，土壤含有机质35.9 g/kg，pH 6.23。氮肥为尿素(N 46%)，磷肥为重过磷酸钙(P2O546%)，钾肥为氯化钾(K2O 60%)。

1.2 试验设计

试验地点黑龙江省农科院佳木斯分院，2017年和2018年种植玉米品种和育187，采用随机区组设计，设5个水平，T0处理为不施钾肥处理，T1处理为(K2O)45 kg/hm2，T2处理为(K2O)90 kg/hm2，T3处理为(K2O)135 kg/hm2，T4处理为(K2O)180 kg/hm2，每个处理施相同的氮肥和磷肥，施N 160 kg/hm2，P2O590 kg/hm2，4行区，行长4.5 m，行距65 cm。3次重复，其他栽培管理同大田。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 测量株高和穗位高 玉米蜡熟期期后测量株高、穗位高并记录倒伏率。

1.3.2 穗部性状及产量 根据试验各处理方案，记录各处理面积、株数、穗数。连续取15穗室内考种，测量玉米百粒重、穗行数、秃尖长、行粒数和穗长。测量各处理鲜粒重、籽粒水分含量等，并计算各处理单位玉米产量。

1.4 数据分析

利用Microsoft Excel 2010作图，SPSS 19对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同施钾量对玉米各农艺性状的影响

由图1可见，玉米株高随施钾量增加先升高再下降，穗位高随施钾量增加先下降再升高。

图1 不同施钾量对玉米株高与穗位高的影响

由图2可见，不同施钾量对玉米主要产量性状的影响趋势相似，玉米的穗行数、行粒数、穗长和百粒重随施钾量增加先升高再下降，玉米秃尖长和倒伏率随施钾量先下降再升高，适量的施钾可以降低玉米的秃尖长和倒伏率。

图2 不同施钾量对玉米穗行数、行粒数、穗长、秃尖长、百粒重和倒伏率的影响

由图3可见，在不同施钾量处理中，随着施钾量的增加玉米产量先增加，再下降。过量施钾后产量并没有随之增加，反而有所下降。

图3 不同施钾量对玉米产量的影响

2.2 施钾量对玉米各农艺性状及产量的方差分析

通过对各性状进行方差分析和多重比较（表1），结果显示：玉米在农艺性状方面，T2处理株高最高，穗长最长，分别为316.7 cm和23.8 cm，与其他处理间均存在着显著差异；T0处理的穗位最高、秃尖最长，分别为119.6 cm和3.2 cm，并且与其他处理间均存在着显著性差异。在产量性状方面，T2处理的穗行数、行粒数最多，百粒重最大，产量最高，分别为16个、45.3个、41.3g和11854.9 kg/hm2，T2处理的穗行数与T0处理存在显著差异，与其他处理间无显著差异；T2处理百粒重与T0、T4处理间存在显著性差异，而与T3处理的百粒重间不存在显著性的差异；T2处理的行粒数和产量与其他各处理间均存在着显著差异。在玉米抗性方面，T0处理的倒伏率最高为27.8%，T2处理的倒伏率最低为14.2%，并且与其他各处理均存在着显著差异。

表1 不同施钾量对各农艺性状及产量的多重比较结果

2.3 玉米倒伏率与各农艺性状的相关性

对倒伏率与株高、穗位高、穗行数、行粒数、穗长、秃尖长、百粒重和产量进行相关性分析（表2），结果显示倒伏率与穗位高、秃尖长呈显著正相关，相关性分别为0.847和0.93。倒伏率与其他6个性状均呈显著负相关。其中与倒伏率相关性最高的为秃尖长，相关系数为r=-0.930，相关性最低的为穗行数，相关系数为r=-0.680。

表2 倒伏率与各农艺性状相关系数

3 讨论

3.1 不同施钾量对玉米各农艺性状影响

玉米穗长、穗行数、株高、百粒重和行粒数随施钾量增加先升高再下降。玉米穗位高、秃尖长和倒伏率随施钾量先下降，之后再上升，成“V”型变化。梁忠义等[16]研究表明，不同施钾量对玉米农艺性状和经济效益的影响较大。各处理在株高、穗高、穗长、千粒重、产量、经济效益方面差异明显。陈海军[17]研究表明，施用钾肥能明显增加玉米的株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、穗粒数和百粒重，降低玉米果穗的秃尖长度，适量的施钾肥可以提高玉米产量，过量的施钾玉米产量反而降低。徐湫[18]研究表明，随着施钾量的增加，玉米株高、茎粗、行粒数、穗行数、千粒重也随之增加，而玉米秃尖率却随着施钾量的增加而降低。马志强等[19]研究表明，玉米株高、百粒重、行粒数、穗行数、穗长、穗粗、穗行数、产量随施钾量的增加先增加再下降。李明等[20]研究结果表明，施钾量、茎粗和株高三者之间分别呈显著正相关关系。对于不同施钾水平下，本研究玉米穗长、穗行数、株高、百粒重、行粒数、穗位高、秃尖长和倒伏率变化规律与前人研究较为一致。

3.2 合理施用钾肥可以提高玉米抗倒性，降低产量损失

随着玉米机械化收获的到来，玉米倒伏已经成为限制玉米高产稳产的瓶颈。姚培清等[21]研究表明，合理施用钾肥不但能增强抗倒性，还可提高玉米产量。谭杰[22]研究表明，钾与作物的抗倒能力及产量形成密切相关。李波等[23]研究表明施用钾肥可以显著增加茎秆的穿刺强度，促进了整株的抗倒伏能力。刘举[24]研究表明，施用钾肥提高茎秆强度，增加茎皮厚，抑制节间伸长，提高茎秆田间抗拉弯强度，从而提高夏玉米抗倒性。杨德光等[25]研究表明，玉米茎秆单位面积维管束数目多，维管束鞘厚度大、机械组织发达，利于抗倒性提高。井淑香等[26]研究表明，倒伏导致的玉米产量降低主要是由穗粒数减少和千粒重降低而引起。孔丽丽等[27]研究表明，施钾可显著提高玉米产量，施钾增加玉米穗粒数和百粒重，玉米产量随施钾量的增加先增后降。侯云鹏等[28]研究表明，随着施钾量的增加，玉米产量增加，当施钾量达到一定值，玉米产量最高；钾肥施用量继续增加，玉米产量呈下降趋势。可见适宜的钾肥用量才是玉米防倒伏高产稳产的关键。

3.3 玉米抗倒性与农艺性状相关性

前人从玉米穗位高、株高、穗长、秃尖长、百粒重等方面进行了大量相关性研究，但结果不完全一致，燕树锋等[29]研究结果表明，茎秆倒伏率与株高、穗位高和穗上节间数之间经相关分析达到极显著水平，与茎粗之间经相关分析达到显著水平。吴畏等[30]研究结果表明风灾之后，对40块玉米生产田上种植的17个品种进行株高调查，倒伏品种与未倒伏品种株高较为接近，表明玉米植株的高低对倒伏没有影响。玉米植株穗位高对倒伏影响很大，是玉米倒伏最大的影响因素。本研究结果表明，玉米穗位高度是影响倒伏的主要因素，与玉米倒伏相关性高，玉米倒伏对穗长、秃尖长、百粒重有较大影响，这与前人研究一致。玉米株高对于倒伏的影响，还需要结合玉米株型、叶片宽窄、叶面积、叶夹角、叶片空间分布和茎秆韧性等因素进一步研究。

4 结论

综上所述适量的钾肥可以提高玉米抗倒能力。本研究在不同施钾水平下，对玉米各农艺性状及产量进行方差分析，施钾量对玉米倒伏率有一定影响，同时倒伏率对各农艺性状和产量均产生了不同影响，即倒伏率高的处理，其秃尖变长，穗位高较高。倒伏率高的处理百粒重、行粒数、穗行数和产量均下降。研究玉米倒伏率与各农艺性状之间相关性，结果显示倒伏率与秃尖长、穗位高呈显著正相关，倒伏率与其他各性状均呈显著负相关。