群體調控對夏玉米抗倒伏性狀指標的影響

許海濤+王友華+許波+張軍剛+郭海斌+王成業

摘要：以創玉198為試驗材料，研究群體調控對夏玉米（Zea mays L.）抗倒伏性狀指標的影響。結果表明，隨著群體密度的增加，玉米倒伏率、株高、穗位高、穗位系數均逐漸升高；基部莖節間長增加，莖粗、莖粗系數降低；莖稈穿刺強度、單株莖稈干物重逐漸增加，莖稈抗折力先增加后降低；田間倒伏率增加，莖稈抗倒伏能力下降。得出創玉198玉米品種合理群體密度為6.00萬～6.75萬株/hm2，此群體結構有利于提高抗倒伏能力。

關鍵詞：夏玉米（Zea mays L.）；創玉198；抗倒伏；莖稈穿刺強度；莖稈抗折力；單株莖稈干物重

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）21-4013-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.21.003

Effects of Population Regulation on Lodging Resistance Characters Index of

Summer Maize

XU Hai-tao，WANG You-hua，XU Bo，ZHANG Jun-gang，GUO Hai-bin，WANG Cheng-ye

（Zhumadian Academy of Agricultral Science/Zhumadian Comprehensive Test Station of Henan Maize Industrial Technology System， Zhumadian 463000， Henan， China）

Abstract： Chuangyu 198 was used as materials to study the effects of population regulation on lodging resistance characters index of summer maize. The results showed that lodging rate， plant height， ear height and ear height coefficient were increased gradually with the increasing of community density. The length of basal internode increased， but stem diameter， stem diameter coefficient decreased. The stalk penetrometer resistance， stalk dry matter weight per plant were increased gradually with the increasing of density， and the stalk mechanical strength was increased first and then decreased. The stalk lodging rates increased with the increasing of community density， leading to lodging resistance decrease. When the community density of maize chuangyu 198 was 60 000 to 67 500 plants per hectare， lodging resistance was increased because of the setup of reasonable structure.

Key words： summer maize（Zea mays L.）； Chuangyu 198； lodging resistance； stalk penetrometer resistance； stalk mechanical strength； stalk dry matter weight per plant

玉米（Zea mays L.）是駐馬店主要糧食作物之一，常年種植面積40萬hm2，對提高糧食總產具有重要的意義[1]。增加夏玉米種植群體是中國目前提高玉米單產、高產潛力挖掘、實現高產的主要途徑[2-4]，但田間群體的增加會導致群體結構惡化，玉米莖稈強度降低，在風、雨等自然條件的影響下形成與垂直植株的扭力，導致植株彎曲，倒伏的頻率增大，致使玉米減產。目前玉米倒伏已成為限制河南省玉米機械化收獲、實現密植高產的關鍵因素之一，一般可導致玉米減產5%～10%[5，6]。研究群體效應對夏玉米抗倒伏變異規律和影響抗倒性狀指標的內在因素是玉米生產急需解決的關鍵問題。前人研究多集中在品種培育、肥水管理、化學調控、遺傳改良等方面[7-10]。本試驗在前人研究的基礎上，研究群體調控對夏玉米抗倒伏性狀指標的影響，以期為夏玉米適宜機械化收獲的抗倒品種選育、密植高產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年安排在駐馬店市農業科學試驗站，前茬作物小麥，質地黏壤。0～20 cm土壤理化性狀（TPY-6A智能土壤養分測試儀測定）表現為pH 6.4、有機質含量17.6 g/kg、全氮含量2.40 g/kg、堿解氮含量58.21 mg/kg、速效鉀含量54.97 mg/kg、有效磷含量16.04 mg/kg。

1.2 試驗材料

所用玉米品種為創玉198，由駐馬店市農業科學院提供。肥料為尿素（N含量46%）、過磷酸鈣（P2O5含量16%）和氯化鉀（K2O含量60%）。

1.3 試驗方法endprint

1.3.1 試驗設計 試驗設3次重復，隨機區組排列，行長6 m、行距0.67 m，8行區，小區面積32.16 m2。共設4個密度處理，分別為6.00萬、6.75萬、7.50萬、8.25萬株/hm2。6月13日播種，6月19日出苗。施肥用量純氮225 kg/hm2，分基肥（60%）和追肥（40%，大喇叭口期）兩次施用；K2O 150 kg/hm2、P5O2 75 kg/hm2作底肥一次性施入。管理措施同當地一般大田生產。

1.3.2 測定項目與方法 ①株高、穗位高、穗位系數測定。吐絲期每小區連續選取有代表性的植株10株，用標尺測量株高和穗位高，并計算穗位系數。株高指植株根莖部到頂部之間的距離；穗位高指地面至最上部果穗第一著生節高度；穗位系數=穗位高/株高。②莖節間長、莖粗和莖粗系數的測定。吐絲期用游標卡尺測量莖稈基部第二、第三、第四莖稈節間的直徑，同時用直尺量出長度，莖粗系數=莖粗/節間長度。③莖稈穿刺強度測定。每小區選取有代表性的植株10株，采用3YJ21型玉米莖稈硬度計測定基部第二、第三、第四、穗位節節間的穿刺強度，將一定橫斷面積的測頭在莖稈節間中部垂直于莖稈方向勻速緩慢插入，讀取穿透莖稈表皮的最大值[11]。④莖稈抗折力的測定。用YYD-1型測定儀測量基部第二、第三、第四、穗位節節間莖稈抗折力，將莖稈放到間距為20 cm的支撐臺上，用弧形探頭貼著莖稈快速下壓，讀取莖稈折斷時的值[12]。⑤莖稈干物質量和增重比的測定。吐絲期每小區選取有代表性的植株10株，測量莖稈高度，貼地表截取整株，去除葉鞘和穗，105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘干至恒重，測定單株莖稈干物重及計算增重比（單株莖稈干物重/莖稈高度，g/cm）。⑥各小區倒伏率調查。倒伏率=倒伏株數/小區總株數×100%。

2 結果與分析

2.1 群體調控對夏玉米植株形態的影響

由表1可知，在6.00萬～8.25萬株/hm2范圍內，夏玉米株高、穗位高、穗位系數均隨著群體密度的增加而增加，群體由低密度6.00萬株/hm2逐漸到高密度8.25萬株/hm2，創玉198的株高、穗位高分別增高了2.80%、5.00%、6.02%和10.17%、14.49%、21.3%，穗位高比株高對密度的敏感度更強。穗位系數是衡量玉米品種抗倒伏能力大小的性狀指標，穗位系數低的品種相應穗位節折斷的幾率也低， 抗倒伏能力就強， 反之則弱[13]。穗位系數隨著玉米群體密度的增加有增加的趨勢，群體由低密度6.00萬株/hm2逐漸到高密度8.25萬株/hm2，穗位系數分別升高了7.69%、10.26%、15.38%，群體的增加促進玉米節間伸長，植株增高，穗位系數增大。隨著玉米群體的逐漸增大，株高、穗位高、穗位系數呈升高的趨勢，穗位高增高的趨勢大于株高，穗位系數也相應升高，植株重心升高，增加了玉米倒伏的幾率。因此合理群體能降低穗位系數和玉米植株重心高度，提高玉米抗倒伏能力。

2.2 群體調控對夏玉米莖節間長和莖粗的影響

由表2可知，夏玉米基部第二、第三、第四莖稈節間長隨著群體密度的增大均有增加的趨勢，莖稈節間粗則明顯降低，莖粗系數隨著群體密度的增加而降低，莖粗系數是莖節間粗與莖節間長的比值，其值越小說明節間越長而莖稈越細弱易倒伏。莖節從下至上節間長逐漸升高，節間粗沒有一定規律，而莖粗系數呈逐漸降低趨勢。群體由低密度6.00萬株/hm2增加到高密度8.25萬株/hm2，第二、第三、第四莖稈節間長分別提高了20.00%、19.23%、16.20%，莖粗系數分別降低了30.77%、34.78%、25.00%。說明合理的群體能使莖節間長、莖粗適中，莖粗系數也較大，莖稈粗壯，抗倒伏能力增強。

2.3 群體調控對夏玉米莖稈穿刺強度的影響

由圖1可知，莖稈穿刺強度是決定玉米莖稈是否抗倒伏的重要性狀指標，玉米莖稈的倒伏主要表現在基部第二、第三、第四莖節和穗著生節即穗位節。隨著群體密度的增加夏玉米莖稈穿刺強度呈降低趨勢，但隨著莖稈節位的上升則有減少幅度變小的趨勢，同一群體密度下則隨著莖稈節位的上升而逐漸降低，不同莖節間的穿刺強度表現為第二節>第三節>第四節>穗位節，越靠近莖稈基部穿刺強度越大，越能降低玉米倒伏。群體由低密度6.00萬株/hm2逐漸升高到高密度8.25萬株/hm2，玉米第二莖節、穗位節的穿刺強度分別為49.2、45.1、40.9、38.6 N/mm2和29.1、19.8、17.6、16.2 N/mm2，后3種密度分別比最低密度降低了8.33%、16.87%、21.54%和31.96%、39.52%、44.33%。

2.4 群體調控對夏玉米莖稈抗折力的影響

玉米莖稈抗折力反映出玉米抗倒伏能力的強弱，抗折力越大莖稈抗倒伏能力就越強[14]。由圖2可知，隨著群體密度的逐漸增加，不同玉米莖稈各節的抗折力呈現先升高后下降趨勢，各節位則表現為第二莖節>第三莖節>第四莖節>穗位節。在群體密度為7.50萬株/hm2時，除第四莖節外，各莖節抗折力均達到最大，第二、第三、第四莖節、穗位節的抗折力分別為342.9、318.0、231.6、183.4 N。而在相同群體密度處理下，各莖節抗折力逐漸降低，以穗位節最低，各密度下第二、第三、第四莖節分別比穗位節增加了74.80%、73.07%、32.56%；65.72%、63.06%、44.98%；86.97%、73.39%、26.28%；68.85%、64.26%、61.64%。合理群體密度可增加玉米莖稈抗折力，增加莖稈強度，提高玉米莖稈抗倒伏能力。

2.5 群體調控對夏玉米單株莖稈干物重的影響

由表3可知，隨著群體密度的逐漸增大玉米單株莖稈干物重及增重比明顯降低。群體密度不斷增大時導致群體內光照不足、光合強度降低，單株光合產生減少，而且基部處于散射弱光照下，呼吸消耗多，莖稈干物重降低，易發生“頭重腳輕”的情況，使莖稈難以承受較大的外力而易發生倒伏。群體由低密度6.00萬株/hm2逐漸到高密度8.25萬株/hm2，單株莖稈干物重分別降低了12.5%、26.26%、47.10%，增重比分別降低了14.71%、29.41%、50.00%。合理的群體密度能夠增加單株莖稈干物重，增加增重比，增強玉米抗倒伏能力。endprint

2.6 群體調控對夏玉米倒伏率的影響

由表4可知，隨著群體密度的增加，玉米倒伏率增加，不同群體密度間倒伏率差異顯明顯。在密度為6.00萬、6.75萬株/hm2的較低密度條件下，平均倒伏率分別為4.16%和4.96%；在密度為7.50萬、8.25萬株/hm2的較高密度條件下，平均倒伏率分別為7.58%和8.86%，高密度群體（8.25萬株/hm2）的倒伏率比低密度群體（6.00萬株/hm2）高出4.70個百分點，說明玉米倒伏率受群體密度的影響很大，尤其是高產條件下較高群體密度更易受外力風、雨的作用而引起倒伏。

3 小結與討論

作物群體與個體生長間存在相互矛盾，種植群體密度增大，則個體生長發育會受到抑制，產生群體調控效應[4]。隨著群體調控增加，玉米抗倒伏能力會發生變化，各處理間玉米植株形態、莖節間長和莖粗、莖稈穿刺硬度、抗折力、單株莖稈干物重和增重比差異明顯，可作為評價玉米抗倒伏性狀強弱的重要指標。本試驗在密度為6.00萬～8.25萬株/hm2的范圍內，夏玉米株高、穗位高、穗位系數均隨著群體密度的增加而增加，且穗位高比株高對密度的敏感度更強，穗位高的增高趨勢大于株高，穗位系數也相應升高，植株重心升高，增加了玉米倒伏的幾率。夏玉米基部第二、第三、第四莖稈節間長隨著群體密度的增大均有增加的趨勢，莖稈節間粗則明顯降低，莖粗系數隨著群體密度的增加而減少，莖粗系數是莖稈節間粗與莖稈節間長的比值，越小說明節間越長而莖稈越細弱越易倒伏。隨著群體密度的增加夏玉米莖稈穿刺強度、莖稈抗折力呈降低趨勢，但隨著莖稈節位的上升則有減少幅度變小的趨勢，不同莖節間的穿刺強度、莖稈抗折力表現為第二節>第三節>第四節>穗位節，越靠近莖稈基部穿刺強度越大，越能降低玉米倒伏。單株莖稈干物重可反映不同群體調控下莖稈干物質積累的差異，可以作為判斷玉米抗倒質量的重要指標，隨著群體密度的逐漸增大玉米單株莖稈干物重及增重比則明顯降低，群體密度不斷增大時導致群體內光照不足、光合強度降低，單株光合產生減少，而且基部處于散射弱光照下，呼吸消耗多，莖稈干物重降低，使莖稈難以承受較大的外力而易發生倒伏。由上可知，創玉198的密度為6.00萬～6.75萬株/hm2時可構建較合理的群體結構，有利于提高抗倒伏能力。

玉米倒伏是品種特性、施肥、栽培管理、耕作方式、氣候等內外因素綜合作用的結果。為了減少倒伏對玉米生產的影響， 需要選擇合理群體密度， 增加有機肥，培肥地力， 減少病蟲危害， 確保玉米生產潛力正常發揮。

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