南方农业学报JournalofSouthernAgriculture2019,50(4):726-735·726·南方农业学报ISSN2095-1191;CODENNNXAABhttp://www.nfnyxb.com50卷DOI:10.3969/j.issn.2095-1191.2019.04.07化学调控对洞庭湖区不同群体夏玉米
抗倒性及产量的影响
沙
莎,何闻静,曹亚娟,韩
霜,罗水清,易镇邪*,陈平平*
410128)
(湖南农业大学农学院/南方粮油作物协同创新中心,长沙
摘要:【目的】研究化学调控措施对洞庭湖区夏玉米抗倒性及产量的影响,明确不同群体夏玉米适宜的化学调控措施,为洞庭湖区机收夏玉米的高产高效栽培提供理论与技术支撑。【方法】以机收夏玉米品种郑单958和湘农玉27号为材料,于2017—2018年在湖南桃源县木塘垸镇进行大田试验,比较1次化学调控(拔节初期)、2次化学调控(拔节初期+大喇叭口期)和无化学调控(对照)对低、中、高不同种植密度(60000、75000和90000株/ha)夏玉米抗倒性及产量的影响。【结果】随种植密度增大,夏玉米的株高和穗位高增高、茎秆变细、气生根数量减少,但适宜的化学调控措施可增加气生根数量,增大茎粗和茎秆拉折力,降低玉米株高、穗位高、穗高系数及玉米重心,进而提高玉米的抗倒性能,降低倒伏率与倒折率。玉米产量随种植密度增加而提高,且两年度表现一致。化学调控对玉米产量的影响存在年际间差异,可能与2017年异常天气状况有关。2017年,玉米产量随化学调控次数增加而下降;2018年,低种植密度下以无化学调控处理的产量最高,中种植密度下不同化学调控次数间的玉米产量差异不显著(P>0.05),而高种植密度下表现为1次化学调控>对照>2次化学调控。两个品种最高产量均在高种植密度、1次化控条件下获得。【结论】化学调控可明显提高玉米的抗倒伏能力,不同群体条件下宜采取不同的化学调控措施。夏玉米群体较大、长势良好条件下,于拔节初期喷施1次化学调控剂有助于提高玉米产量。
关键词:夏玉米;化学调控;抗倒性;产量中图分类号:S513.05文献标志码:A文章编号:2095-1191(2019)04-0726-10
EffectsofchemicalregulationonyieldandlodgingresistanceofsummermaizeofdifferentpopulationsinDongtingLakearea
SHASha,HEWen-jing,CAOYa-juan,HANShuang,LUOShui-qing,
**
YIZhen-xie,CHENPing-ping
(CollegeofAgronomy,HunanAgriculturalUniversity/SouthRegionalCollaborativeInnovationCenterforGrainandOilCropsinChina,Changsha410128,China)Abstract:【Objective】Theeffectofchemicalregulationmeasurementsonlodgingresistanceandyieldofsummer
maizewerestudiedtoclarifythesuitablechemicalregulationmeasuresfordifferentmechanicalharvestingsummermaizepopulationsinDongtingLakearea.Itprovidedtheoreticalandtechnicalsupportforhighyieldandhighefficiencycultiva-tionofsummermaizeharvestedbymachineinDongtingLakearea.【Method】ThefieldexperimentswereconductedinMutangyuan,Taoyuan,Hunanin2017-2018tocomparativelystudynone(CK),onetime(atbeginningofjointingstage)andtwotimes(atearlyjointingperiod+bigtrumpetperiod)chemicalregulationonthelodgingresistanceandyieldofZhengdan958andXiangnongyu27undervariousplatingpopulationwithlow,mediumandhighplantingdensities(60000,75000and90000plant/ha).【Result】Withtheincreasingofmaizeplantingdensity,thelodgingriskwerein-creasedduetohigherplantheightandearheight,thinnerstemanddeclineofaerialrootsnumber.However,theappropriatechemicalcontrolmeasurescouldincreasethenumberofaerialroots,thestemdiameterandstalkbreakingforce,reducetheplantheight,earheightandearheightcoefficient,reducethegravitycenterofmaize,ultimatelyimprovethelodgingre-sistancereducingthelodgingrateandfoldingrate.Maizeyieldincreasedasplantingdensityrose,andtheperformanceintwoyearswasconsistent.Theeffectsofchemicalcontrolmeasurementsonyieldvariedindifferentyears,anditcouldre-latetotheadverseweatherin2017.In2017,maizeyielddroppedaschemicalcontrolmeasurementstimesenhanced.In2018,yieldintreatmentofnonechemicalregulationwasthehighestunderlowdensity,andthatofalltreatmentshadno收稿日期:2019-01-11基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFD0300308-01)作者简介:*为通讯作者:易镇邪(1975-),博士,教授,博士生导师,主要从事作物高产生理与资源高效利用研究工作,E-mail:yi-zhenxie@126.com;陈平平(1975-),博士,主要从事作物高产高效栽培研究工作,E-mail:xjccpp@qq.com。沙莎
(1994-),研究方向为作物高产高效栽培理论与技术,E-mail:xin592135145@qq.com
4期沙莎等:化学调控对洞庭湖区不同群体夏玉米抗倒性及产量的影响
·727·significantdifferenceundermediumdensity(P>0.05),whilethatshowedthetrendofonetimechemicalregulationtreat-ment>control>twotimeschemicalregulationtreatmentunderhighplantingdensity.Thehighestyieldofbothvarietieswereobtainedunderhighplantingdensityandonechemicalcontrol.【Conclusion】Chemicalregulationcanclearlyim-provelodgingresistanceofmaize,whileopticalchemicalregulationmeasurementsvaryfromdifferentplantingpopula-tions.Sprayingchemicalregulatorforonetimeatthebeginningofjointingcanimprovetheyieldofsummermaizeundertheconditionoflargepopulationandgoodgrowth.
Keywords:summermaize;chemicalregulation;lodgingresistance;yield
0引言
【研究意义】近年来,随着农业种植结构的调整,洞庭湖区夏玉米种植面积逐渐增加,油菜—夏玉米模式已成为该区域一种重要的种植制度。玉米产量与其种植密度密切相关,适当密植可使玉米增产,但超过一定密度后,玉米产量反而降低,其原因在于种植密度过大时,群体透光性降低,光合性能下降,穗粒数和千粒重降低,同时倒伏率明显增加(范继征等,2012;周燚曦等,2018)。当前,我国玉米机械收获发展较快,其对玉米抗倒伏提出了更高要求。因此,研究并明确不同密度条件下提高玉米抗倒性和丰产性的适宜调控措施,对促进玉米产业的稳定发展、增加农民收入具有重要意义。【前人研究进展】随着高密度生产种植技术的发展,化学调控成为一项重要的作物栽培措施,前人已针对化学调控对玉米株型、倒伏、穗部性状及产量的影响等方面开展了大量研究。丛艳霞等(2008)研究发现,6展叶时喷施乙霉合剂可降低玉米的株高、穗位高和穗高比,增强植株抗倒伏能力并提高产量。王春虎等(2012)、裴志超等(2014)研究发现,化学调控处理可提高玉米植株的抗倒伏能力,降低倒伏率,有效提高玉米的茎秆质量强度;同时可增强光能利用率,提高后期干物质的积累与分配。焦浏(2014)研究发现,化学调控处理可提高玉米的有效穗数、穗长、行粒数和千粒重,缩短秃尖长度,穗行数和穗粗也有所增加。史磊等2014)研究发现,喷施化学调控剂能显著提高玉米植株的穗位叶光合速率。田晓东等(2014)研究发现,化学调控能显著降低玉米植株的高度、穗位、重心高度,抗折力和抗拉力值也显著提高,倒伏率明显降低,同时高密度条件下夏玉米产量有所提高。樊海潮等(2017)研究认为,6叶期喷施植物生长调节剂可降低玉米的植株高度、穗位高、穗高系数、基部节间长度、重心高度和倒伏率,而茎粗、茎粗系数、穿刺强度、弯折强度、入土气生根条数、入土深度、直径和干质量显著增加。以上研究均表明,合理使用化控剂可改善植株农艺性状,从而达到增产目的。此外,有研究表明化学调控措施可提高玉米的抗逆性,缓
解植株在逆境胁迫下的伤害(田礼欣等,2017;袁刘正等,2018)。但化学调控剂的施用效果与品种、生态条件、喷施时期和喷施浓度有关(席凯鹏等,2017),生产中针对不同的品种和环境条件应采用不
同的施用方法。【本研究切入点】洞庭湖区地势平坦,较适合玉米全程机械化技术的发展与应用,但目前该区域仍缺乏夏玉米机械化高产高效栽培技术的系统研究,尤其是不同密度下夏玉米的化学调控抗倒技术研究急需加强。【拟解决的关键问题】以玉米机械化收获为目标,系统研究化学调控措施对洞庭湖区不同夏玉米群体抗倒性与产量的影响,明确不同群体夏玉米适宜的化学调控措施,为洞庭湖区机收夏玉米的高产高效栽培提供技术支撑。
1材料与方法
1.1
试验材料
试验用玉米品种为本课题组前期试验筛选出的两个宜机收品种:郑单958和湘农玉27号。化学调控剂为胺鲜·乙烯利(总有效成分含量30%,胺鲜酯3%,乙烯利27%,水剂,河南省尉氏县农药总厂生产)。
1.2试验地概况
试验于2017—2018年在湖南省常德市桃源县木塘垸镇(洞庭湖区)进行。试验地土壤肥力状况:有机质15.87g/kg、全氮0.47g/kg、全磷0.37g/kg、全钾7.18g/kg、pH6.04。
试验期间降水和积温情况:2017年,全年降水量1497.1mm,其中5—9月降水量949.2mm,占全年的63%;全年≥0℃积温6360.9℃,其中5—9月为3889.4℃,占全年的61%。2018年,全年降水量1559.5mm,其中5—9月降水量922.0mm,占全年的59%;全年≥0℃积温6422.9℃,其中5—9月为4045.1℃,占全年的62%。此外,2017年天气状况出现异常,表现为苗期降水量过多,造成田间积水;吐丝授粉期遭遇连续5d38℃以上的高温天气;吐丝后9d(8月1日)又遭遇暴风雨。试验期间两品种生育进程基本一致,玉米各生育阶段的降水量与积温情况见表1。
(·728·南方农业学报50卷表12017—2018年夏玉米各生育阶段的降水量与积温情况
Table1Precipitationandaccumulativetemperatureateachgrowthstageofsummermaizein2017-2018
降水量或积温Precipitationoraccumulatedtemperature
播种至66叶展叶展至12Sowing叶展to6leaf6leaftostage12leaf427.55.7833.0
309.6
12叶展
至吐丝12leaftosilking0340.1
2017
吐丝至吐吐丝后20d合计丝后20d至成熟TotalSilking20dafterto20dsilkingtoaftersilkingmaturity182.492.7708.3632.4
865.3
2980.4
播种至
6叶展Sowingto6leafstage91.8706.4
6叶展至12叶展6leafto12leaf63.0476.7
2018
12叶展吐丝至吐丝后20d合计至吐丝吐丝后20d至成熟Total12leafSilkingto20dafterto20dsilkingtosilkingaftersilkingmaturity134.3121.255.5465.8351.4
638.4
732.6
2905.5
降水量(mm)
Precipitation
≥0℃积温(℃)≥0℃accumulatedtemperature
1.3试验方法
试验采用再裂区试验设计,种植密度为主区,
品种为副区,化学调控方式为副副区。3个种植密度水平分别为60000株/ha(D1)、75000株/ha(D2)和90000株/ha(D3);2个品种分别为郑单958(V1)和湘农玉27号(V2);化学调控剂喷施方式分别为拔节初期化学调控1次(C1)、拔节初期+大喇叭口期各化学调控1次(C2)及清水对照(C3),化学调控剂按照每公顷375g对水450kg的产品推荐浓度进行喷施,从植株上部均匀喷洒至下部。3次重复,18个处理,共
2
54个小区,小区面积24m(8行区,行长5m)。前作
为油菜,玉米播种期(直播)为5月20日左右,行距60cm,等行距种植,5叶期定苗。施肥按当地习惯进行,基肥施用复合肥(25-10-16)600kg/ha,追肥施用尿素(N46%)194kg/ha,总施氮量为240kg/ha。1.4
测定项目及方法
生育时期:试验期间记录各小区玉米达各生育时期的日期。
产量与产量构成因素:在收获测产前,调查小区中间2行,记录总株数、空秆株数、双穗株数,计算空秆率和双穗率。空秆率(%)=空秆株数/总株数×100,双穗率(%)=双穗株数/总株数×100。记录实收穗数,称鲜重,按大小穗比例和平均鲜穗重取10穗测
表22017—2018年夏玉米生育时期
Table2Thegrowthperiodofsummermaizein2017-2018
定籽粒水含量,并进行室内考种(穗长、秃尖、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数和百粒重),根据籽粒水含量(14%水分)折算产量。
抗倒伏性状指标:在玉米12叶展、吐丝期和收获期,每小区测定连续的10株玉米,调查记录株高、穗位高、穗高系数(穗位高/株高)、气生根数量、茎粗(地上部第3节扁平面的直径);在玉米生理成熟期,考察每小区玉米的倒折率和倒伏率。倒折率(%)=倒折株数/总株数×100,倒伏率(%)=倒伏株数/总株数×100。2018年每小区选择生长正常的玉米植株10株,使用YYD-1型茎秆强度测定仪测定茎秆第3、4、5节间的茎秆穿刺强度与第5节间的茎秆拉折力等指标。
1.5统计分析
采用Excel2003进行数据整理和制图,采用DPS7.05进行方差分析和显著性差异比较。
2结果与分析
2.1
化学调控对夏玉米生育时期的影响
试验期间两个玉米品种的生育进程基本一致,化学调控与种植密度对其生育时期基本无影响。由表2可知,2017年播种期为5月29日,全生育期110d;2018年较2017年早播13d,早收17d,生育期较2017年缩短4d。
年份播种期(月-日)6叶展(月-日)12叶展(月-日)吐丝期(月-日)成熟期(月-日)全生育期(d)YearSowingperiod(M-D)6leafexpanded(M-D)12leafexpanded(M-D)Silkingperiod(M-D)Maturityperiod(M-D)Wholegrowthduration201705-2907-0207-1307-2309-15110201805-1606-1306-3007-1308-29106
2.2化学调控对夏玉米抗倒性的影响
2.2.1化学调控对夏玉米株高和穗位高的影响由表3可知,品种、化学调控对夏玉米成熟期株高和穗位高有显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)影响,但种植密度对夏玉米株高和穗位高的影响
未达显著水平(P>0.05,下同),各因素互作对夏玉米
成熟期株高和穗位高整体上以无显著影响为主,两年表现相对一致;同时,两年间均表现为化学调控对玉米的穗高系数影响极显著。
由表4可看出,种植密度和化学调控对夏玉米