化控剂玉黄金对春玉米抗倒伏性状及产量的影响

刘子刚 卢海博 武敏桦 赵海超 魏 东 黄智鸿

（河北北方学院/河北省农产品食品质量安全分析检测重点实验室，075000，河北张家口）

冀北地区位于华北平原向内蒙古高原过渡的张家口和承德地区，是河北省春玉米的主要栽培区域。由于受水热资源的限制，该区域内玉米产业发展主要面临如何实现高产和高效两大问题。研究[1-3]表明，增加种植密度、提高单位面积穗数可以提高玉米冠层的光能利用率，是增加玉米产量的主要途径。但种植密度增加后往往导致玉米株高增加，茎秆变细，透光性降低，光合能力下降，从而降低穗粒数和千粒重，增加倒伏风险，且影响后期机械化收获，不利于玉米全程机械化生产。

化学调控技术能够有效降低植株高度，增加基部节间茎粗，改善株型，提高光能利用率，从而有效提高玉米抗倒伏能力，解决高密度栽培下空秆率和倒伏率增加等问题[4-6]。玉黄金是专门针对玉米研制的植物生长调节剂，研究[7-8]表明，玉黄金处理玉米可降低株高和穗位、缩短穗下节间长度、增加节间干物质重以及降低植株重心，30%玉黄金能提高叶片光合性能，促进同化物合理分配，使根系分泌物向地上部运输，增加籽粒产量。

在春玉米区以推广玉米机械化籽粒直收技术为目的，前期进行了适合籽粒直收品种筛选试验，根据筛选结果，京农科728和金农738这2个品种在春玉米区后期脱水速率快、抗倒伏，可作为春玉米区机械籽粒直收栽培品种[9-10]。为了进一步研究玉米抗倒伏机理，选用了抗倒伏能力强的京农科728和抗倒伏能力中等的金农738进行试验，研究玉黄金对不同种植密度下春玉米生长指标、茎秆力学指标、穗部性状和产量的影响，为实现冀北春玉米区全程机械化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试玉米品种为京农科728和金农738，化控剂玉黄金（胺鲜酯3%，乙烯利27%，水剂）由福建浩伦生物工程技术有限公司生产。

1.2 试验设计

试验于 2020年在河北北方学院试验农场（114.57° E，39.85° N）进行，该试验区属暖温带大陆性季风气候，平均海拔 912m，作物生长季月均日照时数 230～250h，属于长日照地区，无霜期90～120d，年降水量319～330mm。试验期间4-9月份降水量373.5mm，土壤基础肥力为总氮1.21g/kg、速效磷65.34mg/kg、速效钾179.35mg/kg、有机质17.61g/kg、碱解氮8.56mg/kg。

设置67 500、82 500和97 500株/hm23个种植密度，设施用化控剂玉黄金和清水对照（CK）2个处理，采用随机区组排列，3次重复，每小区 12行，行长10m，行距0.55m。根据药剂说明，玉黄金用量为300mL/hm2，对水675L，于玉米10展叶期采用工农-16型背负式喷雾器进行喷雾，以上部叶片为主。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 植株生长指标 在蜡熟期选取有代表性植株，用卷尺测定株高，穗位高，基部第3、4、5节节间长度和重心高度，用游标卡尺测定茎粗；用镰刀从茎秆基部第3节切断，切口为斜面，然后用足量的脱脂棉团包裹，外面用塑封袋封口，防止伤流液外流，24h后取下脱脂棉团测量伤流量[11]，每个处理3次重复。

1.3.2 茎秆力学指标 分别于开花期、花后6d、花后15d采用YYD-1型茎秆强度测定仪测定茎秆基部第3节穿刺强度和压碎强度。

茎秆穿刺强度（RPR，N/mm2）是将横截面积为1mm2的探头垂直于茎秆方向匀速缓慢压下，直到茎秆被刺破，读取最大值；茎秆压碎强度（SCS，N/mm2）是将茎秆基部第3节茎秆放在支架上，将压力探头垂直于茎秆方向缓慢落下，直到茎秆折断，读取最大值。

1.3.3 穗部性状 玉米成熟后，每个处理随机选取连续5m行长进行收获测产，折合成标准含水量计算理论产量。并随机取10穗进行考种，测量穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、千粒重和籽粒容重等，每个处理重复3次。

1.4 数据处理

采用 Microsoft Excel 2003进行数据整理，用SPSS 18.0进行数据差异显著性及相关性分析。

2 结果与分析

2.1 化控剂玉黄金对玉米生长指标的影响

表1表明，施用玉黄金后，与对照相比，京农科728随密度升高，株高分别降低 7.56%、11.11%和5.53%，穗位高分别降低12.95%、14.24%和8.29%，重心高度分别降低了4.3%、4.7%和4.1%。金农738随密度升高，株高分别降低7.35%、7.35%和6.14%，穗位高分别降低10.59%、8.88%和11.11%，重心高度分别降低了9.1%、8.1%和4.6%。施用玉黄金后，茎粗变粗，与对照相比，随密度升高京农科728茎粗分别增加12.95%、14.24%和8.29%，金农738茎粗分别增加10.59%、8.88%和11.11%。

表1 玉黄金对玉米生长指标的影响Table 1 Effects of Yuhuangjin on growth indexes of maize

2.2 化控剂玉黄金对玉米茎秆力学指标的影响

表2表明，不同种植密度下，玉黄金处理的穿刺强度和抗压强度均显著高于清水处理。在开花期，随密度升高，京农科728在玉黄金处理后穿刺强度分别比清水处理高49.61%、39.80%和26.59%，茎秆压碎强度分别比清水处理高11.41%、11.64%和12.80%；金农738在玉黄金处理后穿刺强度分别比清水处理高53.53%、29.05%和19.71%，茎秆压碎强度分别比清水处理高5.12%、15.67%和21.78%。花后6d和15d，随着植株的生长，茎秆的穿刺强度和压碎强度逐渐增加，但同样表现出施用玉黄金有利于提高茎秆的穿刺强度和压碎强度。花后15d，与清水处理相比，随着密度升高京农科728的穿刺强度分别提高22.54%、8.63%和13.48%，压碎强度分别提高4.87%、23.91%和36.91%；金农738的穿刺强度分别提高18.37%、24.41%和27.06%，压碎强度分别提高18.53%、36.41%和39.33%。

表2 玉黄金对玉米茎秆力学指标的影响Table 2 Effects of Yuhuangjin on maize stem mechanics indexes N/mm2

2.3 化控剂玉黄金对玉米茎秆节间长度和根伤流的影响

玉米茎秆节间长度与株高和抗倒伏能力密切相关，节间越长，株高越高，越易倒伏。表3表明，随种植密度增加，玉黄金处理和清水处理的第3、4、5节长均呈增加趋势，而施用玉黄金具有缩短节间长度作用。

表3 玉黄金对玉米茎秆节间长度和根伤流的影响Table 3 Effects of Yuhuangjin on internode length and root bleeding

玉黄金处理后，随密度增加，京农科728第3节长比清水对照分别缩短6.06%、3.01%和9.63%，第4节长分别缩短17.57%、8.25%和11.89%，第5节长缩短1.65%、3.57%和4.97%。金农738第3节长分别缩短15.38%、12.79%和8.22%，第4节长分别缩短9.03%、10.11%和7.36%，第5节长分别缩短2.11%、6.82%和5.45%。

随种植密度增加，各处理的根伤流均降低。施用玉黄金后，提高了根伤流，京农科728的根伤流分别比清水对照增加12.25%、39.55%和27.92%，金农 738的根伤流分别比清水对照增加29.63%、16.28%和24.15%。

2.4 化控剂玉黄金对玉米穗部性状及产量的影响

表4表明，随种植密度增加，2个玉米品种穗长、穗粗、穗重、行粒数和容重均表现为下降趋势，施用玉黄金后能提高不同种植密度下的玉米穗长、穗粗、穗重、行粒数和容重，且清水和玉黄金处理间大部分差异显著；穗行数在玉黄金和清水处理间大部分差异显著。从各处理产量结果可知，82 500株/hm2的密度条件下产量表现为最高，玉黄金处理后，随密度升高，京农科728的产量分别比清水对照高12.54%、11.24%和8.81%，金农738的产量分别比清水对照高4.39%、4.05%和7.00%。

表4 玉黄金对玉米穗部性状及产量的影响Table 4 Effects of Yuhuangjin on panicle traits and yield

2.5 茎秆农艺指标与抗倒伏能力相关性分析

表5表明，茎秆穿刺强度和压碎强度与株高、穗位高和节间长呈显著或极显著负相关，与茎粗和根伤流呈显著或极显著正相关。施用玉黄金后能够显著降低株高、缩短节间，使植株茎秆变粗，抗压能力增强，从而利于营养物质的运输，减少倒伏发生，实现增产。

表5 茎秆农艺指标与抗倒伏能力相关性分析Table 5 Correlation analysis between stem agronomic indicators and maize lodging capacity

3 讨论

茎秆是玉米植株重要的组成部分，在其生长过程中起支持和运输作用，茎秆通过农艺指标不仅从抗倒伏性上影响产量，还通过影响营养物质和水分向地上部运输而对产量构成影响。种植密度加大，植株为了获得更多的光能，则会株高增加、茎粗变小、重心升高，导致其在不利环境中容易发生倒伏[12-14]。研究[15]表明，种植密度增加后，植株的穗位系数增加，穿刺强度和抗压强度降低，节间直径、干重、单位茎长干物质重[16]和单株干物质量[17]等降低。化控剂可以塑造理想株型，改善田间通风透光条件，降低由于密度增加而造成的空秆率和倒伏率[2]。刘志铭等[18]研究表明，化控剂可以缩短节间长度、降低重心、提高秸秆力学指标、增加茎粗，从而提高植物光合性能，增加产量。

玉黄金是一种应用于农作物的植物生长调节物质，在降低作物株高、提高抗逆能力、增加产量上具有广泛应用。研究[18-19]表明，玉黄金处理可使植株穗位降低，增强植株抗倒伏性能，玉黄金处理使节间长度缩短，节间变粗，利于植物营养物质和水分的运输。玉黄金拌种后可优化各节的节间长度，抗拉弯强度增加25.40%[20]。本试验结果表明，玉黄金施用后缩短了玉米基部第3、4、5节节间长，而根伤流和茎粗有所增加，植株抗拉强度明显增强，玉黄金较清水处理抗拉强度提高，因为玉黄金施用增加玉米叶片同化能力，使更多同化产物向茎秆运输，同时加强与茎秆抗倒伏性能有关物质合成。株高、穗位高、节间长、根伤流等指标与茎秆穿刺强度和压碎强度等抗倒伏性状的相关性分析结果表明，玉黄金能够显著降低株高、穗位高，缩短节间，增加茎粗和根伤流，从而提高植株茎秆抗倒伏能力，促进产量增加。

4 结论

种植密度增加后，京农科728和金农738的株高、茎粗、穗位高和节间长均明显增加，根伤流、穿刺强度和压碎强度均下降。玉黄金处理能缩短植株高度，降低穗位，缩短节间长，增加根伤流、茎秆穿刺强度和压碎强度，从而增强植株抗倒伏能力。与清水处理相比，随种植密度增加，玉黄金处理后，京农科728的产量分别提高12.54%、11.24%和8.81%，金农738的产量分别提高4.39%、4.05%和7.00%。冀北春玉米区可以通过增密和化控协同作用实现玉米增产。