魯北地區(qū)小農(nóng)戶種植習(xí)慣下夏玉米禿尖長(zhǎng)度影響因素分析

梁軍，陳桂敏，田曉紅，許超，韓春娥，王海燕，郭敏，王贊，馬文鳳

（樂(lè)陵市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 樂(lè)陵 253600）

玉米是我國(guó)重要的糧食和飼料作物，在保證國(guó)家糧食安全和促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展中占有重要地位。2017 年我國(guó)玉米種植面積達(dá)4 239.9 萬(wàn)hm2，占我國(guó)糧食種植總面積的35.9%；玉米產(chǎn)量為25 907.1 萬(wàn)t，占我國(guó)糧食總產(chǎn)量的39.2%[1]。近年來(lái)，畜牧、家禽養(yǎng)殖、油料、食品加工等行業(yè)的發(fā)展使得對(duì)玉米的需求量日益增大，雖然玉米高產(chǎn)品種不斷更新，但禿尖長(zhǎng)度仍然是阻礙玉米產(chǎn)量進(jìn)一步提高的主要因素。禿尖是玉米生產(chǎn)中普遍存在的現(xiàn)象。在玉米生殖生長(zhǎng)階段，頂部小花受精能力差、同化物在各部位子粒中分配不平衡、不同部位子粒間對(duì)營(yíng)養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力不同，以及玉米穗軸頂部子粒干物質(zhì)積累速度慢、時(shí)間短導(dǎo)致分配到的同化產(chǎn)物顯著少于其他部位子粒等，造成穗頂部子粒敗育，產(chǎn)生禿尖[2，3]。玉米禿尖會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)大量消耗，產(chǎn)生一些小粒、癟粒等無(wú)效子粒，使穗粒數(shù)降低，在很大程度上限制了玉米產(chǎn)量乃至商品質(zhì)量的進(jìn)一步提高[4]。研究表明，玉米禿尖長(zhǎng)度與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.669[5]。實(shí)踐表明，種植方式和地力條件選擇不當(dāng)可導(dǎo)致玉米穗禿尖最長(zhǎng)達(dá)到6 cm，而禿尖長(zhǎng)度每增加1 cm，單株產(chǎn)量將降低0.086 9 g[6，7]，進(jìn)而明顯降低群體預(yù)期產(chǎn)量。大田玉米穗禿尖平均值＞1.5 cm 時(shí)會(huì)對(duì)玉米群體產(chǎn)量產(chǎn)生一定的不利影響，隨著禿尖長(zhǎng)度的增大，產(chǎn)量受影響程度會(huì)更加顯著[6]。不良的氣象條件、土壤環(huán)境狀況、栽培管理措施等都是導(dǎo)致玉米禿尖的外源因素，近年研究顯示，干旱對(duì)玉米禿尖影響較大[8]，而其他因素對(duì)玉米禿尖綜合影響的研究較少。魯北地區(qū)是我國(guó)重要的玉米產(chǎn)區(qū)，以該區(qū)小農(nóng)戶種植的大田玉米為研究對(duì)象連續(xù)3 a跟蹤調(diào)查，采用統(tǒng)計(jì)分析方法定量描述農(nóng)戶不同栽培管理措施和土壤條件對(duì)玉米禿尖長(zhǎng)度的影響，明確形成玉米禿尖的主要因素，對(duì)合理進(jìn)行田間管理來(lái)降低玉米禿尖長(zhǎng)度、提高研究區(qū)玉米產(chǎn)量具有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

2015～2017 年連續(xù)3 a，6～10 月在山東省樂(lè)陵市南夏村（北緯37°42′，東經(jīng)117°09′） 選取一定數(shù)量且具有代表性的夏玉米田，調(diào)查所種品種、播種期、施肥量、病蟲草害防治等信息。試驗(yàn)地屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.4 ℃，年平均降水量761.2 mm；土壤為壤質(zhì)潮土，約1/3 為砂質(zhì)潮土。

3 a 共調(diào)查玉米田塊樣本225 個(gè)，其中2015 年89個(gè)、2016 年77 個(gè)、2017 年59 個(gè)。涉及到的玉米品種共31 個(gè)，其中主導(dǎo)品種（調(diào)查樣本地塊超過(guò)3個(gè)的品種） 有9 個(gè)，分別為登海605、德利農(nóng)7 號(hào)、聯(lián)創(chuàng)808、 先玉335、登海618、 鄭單958、 濟(jì)玉1號(hào)、隆平206 和浚單29，株型除聯(lián)創(chuàng)808 為半緊湊型外，其他品種均為緊湊型。

夏玉米成熟期，各地塊均收獲中間10 m 雙行玉米穗，裝入尼龍網(wǎng)袋曬干，脫粒后稱重，按照子粒含水量14.5%折算產(chǎn)量；另取有代表性的玉米穗8 穗，調(diào)查禿尖長(zhǎng)度、行粒數(shù)和百粒重。計(jì)算夏玉米禿尖長(zhǎng)度與產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素以及種植管理措施之間的相關(guān)系數(shù)。調(diào)查田塊的夏玉米種植密度為4.48 萬(wàn)～8.96 萬(wàn)株/hm2，差異較大，按照密度將225 個(gè)樣本分為低密度組（5.25 萬(wàn)株/hm2）、中密度組（6.75 萬(wàn)株/hm2） 和高密度組（8.25 萬(wàn)株/hm2），分析不同密度下夏玉米禿尖長(zhǎng)度與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的關(guān)系。

利用Microsoft Excel 2010 和SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用Origin 9.0 軟件進(jìn)行繪圖，采用Duncan 法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年份的夏玉米禿尖長(zhǎng)度

2015～2017 年參試夏玉米的逐年禿尖長(zhǎng)度范圍分別為0.08～4.75、0～3.75 和0.32～5.55 cm；平均值分別為1.63、1.75 和2.39 cm，其中2017 年的禿尖長(zhǎng)度顯著大于其他2 個(gè)年份，而2015 年與2016 年的禿尖長(zhǎng)度差異不顯著（圖1）。試驗(yàn)?zāi)甓戎杏衩锥d尖長(zhǎng)度逐年增大且年際間禿尖長(zhǎng)度差異顯著，可能與試驗(yàn)的3 a 中降雨量逐年降低、年平均氣溫逐漸升高、高溫（＞35 ℃） 天數(shù)逐漸增多，導(dǎo)致玉米授粉不良有關(guān)。

圖1 不同年份的夏玉米禿尖長(zhǎng)度Fig.1 Barren tip length of summer maize in different years

2.2 不同夏玉米品種的禿尖長(zhǎng)度

調(diào)查夏玉米品種的禿尖長(zhǎng)度為0～5.55 cm，差異較大；平均值為1.81 cm。其中，9 個(gè)主導(dǎo)品種的禿尖長(zhǎng)度為0.86～3.34 cm，指標(biāo)值順序?yàn)榈呛?05＞德利農(nóng)7 號(hào)＞聯(lián)創(chuàng)808＞先玉335＞登海618＞鄭單958＞濟(jì)玉1號(hào)＞隆平206＞浚單29，差異達(dá)顯著水平，其中登海605 的禿尖長(zhǎng)度顯著高于其他品種，浚單29 的禿尖長(zhǎng)度顯著低于除濟(jì)玉1 號(hào)和隆平206 之外的其他品種（圖2）。

2.3 夏玉米禿尖長(zhǎng)度與產(chǎn)量及其構(gòu)成的關(guān)系

相關(guān)分析結(jié)果（表1） 表明，不同密度水平下，夏玉米禿尖長(zhǎng)度均對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成有極顯著的影響。其中，中、高密度田塊的玉米禿尖長(zhǎng)度均與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，低密度田塊以及總樣本的禿尖長(zhǎng)度均與產(chǎn)量呈不顯著正相關(guān)；不同密度田塊以及總樣本的禿尖長(zhǎng)度均與穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；中密度田塊以及總樣本的禿尖長(zhǎng)度均與千粒重呈極顯著正相關(guān)，低密度田塊的禿尖長(zhǎng)度與千粒重呈顯著正相關(guān)，而高密度田塊的禿尖長(zhǎng)度與千粒重呈不顯著負(fù)相關(guān)。

圖2 不同夏玉米品種的禿尖長(zhǎng)度Fig.2 Barren tip length of different summer maize varieties

表1 夏玉米禿尖長(zhǎng)度與產(chǎn)量及其構(gòu)成的關(guān)系Table 1 Relationship between barren tip length and yield and its composition of summer maize

進(jìn)一步分析玉米禿尖長(zhǎng)度與不同產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，不同密度田塊以及總樣本禿尖長(zhǎng)度與穗粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值均大于禿尖長(zhǎng)度與千粒重的相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值。說(shuō)明魯北地區(qū)小農(nóng)戶種植習(xí)慣下，夏玉米禿尖長(zhǎng)度對(duì)穗粒數(shù)的影響程度大于對(duì)千粒重的影響。

2.4 種植管理措施對(duì)夏玉米品種禿尖長(zhǎng)度的影響

2.4.1 播期和收獲密度對(duì)禿尖長(zhǎng)度的影響 相關(guān)分析結(jié)果（表2） 顯示，除聯(lián)創(chuàng)808、鄭單958 和隆平206外，其他品種的禿尖長(zhǎng)度均與播期呈顯著正相關(guān)。表明推遲播期會(huì)導(dǎo)致大部分玉米品種禿尖長(zhǎng)度明顯增大。

收獲密度對(duì)玉米禿尖長(zhǎng)度有顯著影響，除聯(lián)創(chuàng)808 和鄭單958 外，其他品種的禿尖長(zhǎng)度均與玉米收獲密度呈顯著正相關(guān)。表明收獲密度增大會(huì)導(dǎo)致大部分玉米品種禿尖長(zhǎng)度明顯增大。

2.4.2 施肥量對(duì)禿尖長(zhǎng)度的影響 相關(guān)分析結(jié)果（表3） 顯示，除登海618 和濟(jì)玉1 號(hào)外，其他品種的禿尖長(zhǎng)度均與氮肥追施量呈顯著正相關(guān)；大部分玉米品種的禿尖長(zhǎng)度與總氮、總磷、總鉀投入量均相關(guān)不顯著，僅有登海605 的禿尖長(zhǎng)度與總氮和總鉀投入量呈極顯著正相關(guān)，聯(lián)創(chuàng)808 和鄭單958 的禿尖長(zhǎng)度與總氮和總磷投入量呈顯著正相關(guān)，先玉335 和登海618的禿尖長(zhǎng)度與總鉀投入量呈顯著正相關(guān)。表明氮肥追施量對(duì)玉米禿尖長(zhǎng)度影響較大，增加氮肥追施量會(huì)導(dǎo)致大部分玉米品種禿尖長(zhǎng)度明顯增大。

2.4.3 病蟲草害防治頻率對(duì)禿尖長(zhǎng)度的影響 病、蟲、草害防治頻率對(duì)不同夏玉米品種禿尖長(zhǎng)度的影響不同（表4）。其中，聯(lián)創(chuàng)808、先玉335、濟(jì)玉1 號(hào)、隆平206 和浚單29 的禿尖長(zhǎng)度均與除草次數(shù)呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明這5 個(gè)品種對(duì)除草劑比較敏感，增加化學(xué)除草次數(shù)會(huì)導(dǎo)致果穗禿尖長(zhǎng)度明顯增大；德利農(nóng)7 號(hào)、先玉335、登海618、濟(jì)玉1 號(hào)和浚單29 的禿尖長(zhǎng)度均與蟲害防治次數(shù)呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明這5 個(gè)品種對(duì)殺蟲劑比較敏感，增加藥劑防蟲次數(shù)會(huì)導(dǎo)致果穗禿尖長(zhǎng)度明顯增大；登海605 的禿尖長(zhǎng)度與病害防治次數(shù)呈極顯著正相關(guān)，登海618、濟(jì)玉1 號(hào)和浚單29 的禿尖長(zhǎng)度均與病害防治次數(shù)呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明這4個(gè)品種均對(duì)殺菌劑比較敏感，其中登海605 對(duì)殺菌劑的敏感性更高，增加藥劑防病次數(shù)會(huì)導(dǎo)致果穗禿尖長(zhǎng)度明顯增大。

表2 播期和收獲密度對(duì)夏玉米禿尖長(zhǎng)度的影響Table 2 Effects of sowing date and harvest density on the barren tip Length of summer maize

表3 施肥對(duì)夏玉米禿尖長(zhǎng)度的影響Table 3 Effect of fertilization on barren tip length of summer maize

表4 病蟲草害防治頻率對(duì)夏玉米禿尖長(zhǎng)度的影響Table 4 Effect of control frequency of disease，insect and weed control on barren tip length of summer maize

濟(jì)玉1 號(hào)和浚單29 的禿尖長(zhǎng)度與病、蟲、草害防治次數(shù)均呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明這2 個(gè)品種對(duì)防治病、蟲、草害的藥劑均比較敏感。鄭單958 的禿尖長(zhǎng)度與病、蟲、草害防治頻率均相關(guān)不顯著，說(shuō)明鄭單958 對(duì)防治病、蟲、草害藥劑的敏感度均較低。

3 結(jié)論與討論

玉米開(kāi)花的最適溫度為25～28 ℃，相對(duì)濕度需達(dá)到60%以上。當(dāng)溫度＞30 ℃時(shí)花粉活力降低；溫度＜18 ℃或＞38 ℃時(shí)一般不開(kāi)花[9]。同時(shí)，玉米花期和子粒灌漿期水分不足，會(huì)降低穗粒數(shù)和子粒重，間接加重玉米禿尖[8，10，11]。本研究結(jié)果顯示，不同年份間玉米禿尖長(zhǎng)度差異顯著，2017 年參試玉米的禿尖長(zhǎng)度平均值顯著較高，其他2 個(gè)年份之間差異不顯著，說(shuō)明年際氣象條件對(duì)夏玉米禿尖長(zhǎng)度影響較大。種植密度、穗粒數(shù)和千粒重是玉米產(chǎn)量的構(gòu)成要素，增加種植密度是獲得玉米高產(chǎn)的重要途徑，但種植密度越高，養(yǎng)分消耗也越多，會(huì)造成群體內(nèi)資源分配不均，加大個(gè)體內(nèi)部養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)，使千粒重降低[12，13]，禿尖長(zhǎng)度增大[14～16]。隨著種植密度的增加，玉米產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì)[17]。與低密度和高密度種植相比，正常種植密度水平（6 萬(wàn)株/hm2） 的玉米子粒產(chǎn)量以及氮素和水分利用效率均大幅度提高[13]。提高種植密度雖然是提高玉米產(chǎn)量的有效措施，但隨著密度增大，玉米禿尖長(zhǎng)度呈顯著增加趨勢(shì)，因此合理控制密度，保證玉米充分生長(zhǎng)是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。本研究的9 個(gè)主導(dǎo)品種中，除聯(lián)創(chuàng)808 和鄭單958 外，其他品種的禿尖長(zhǎng)度均與玉米收獲密度呈顯著正相關(guān)。氮肥施用量和施用方式對(duì)玉米禿尖長(zhǎng)度影響較大，其中在玉米生殖營(yíng)養(yǎng)時(shí)期補(bǔ)給氮肥能夠有效降低果穗的禿尖長(zhǎng)度[18]。過(guò)量施用鉀肥對(duì)玉米生長(zhǎng)有一定的抑制作用，其中在生育前期影響較大，但對(duì)玉米穗部子粒的影響不明顯[19，20]。本研究的9 個(gè)主導(dǎo)品種中，除登海605、先玉335 和登海618 表現(xiàn)玉米禿尖長(zhǎng)度與總鉀投入量呈顯著正相關(guān)性外，其他品種的禿尖長(zhǎng)度均與總鉀投入量相關(guān)不顯著。玉米生育前期草害會(huì)顯著影響玉米對(duì)養(yǎng)分的吸收與累積，至生育期后期養(yǎng)分缺乏會(huì)導(dǎo)致灌漿失敗甚至產(chǎn)生不孕穗[21]。本研究結(jié)果表明，病、蟲、草害防治頻率對(duì)部分夏玉米品種禿尖長(zhǎng)度有顯著影響。