化控對夏玉米產量與莖稈抗倒伏性狀的影響

吳 思， 陶明德， 周迎鑫， 羅 薇， 陳平平， 周文新， 易鎮邪

(湖南農業大學農學院/南方糧油作物協同創新中心，湖南長沙 410128)

玉米是我國第一大糧食作物，其高產穩產對保障我國的糧食安全具有重要意義[1]。獲得作物增產，不僅要選用優良品種，還依賴于合理的栽培技術[2]。增加玉米種植密度，提高光溫資源利用率，依靠群體發揮增產潛力是實現玉米高產的重要措施[3]。研究表明，增加種植密度能夠顯著增大玉米群體葉面積，有效提高光能截獲率，實現玉米高產[4]，但隨著玉米種植密度增加，超過一定限度后，會造成玉米群體田間蔭蔽，生長空間不足和植株個體間光熱資源競爭加劇，嚴重抑制玉米植株單株的生長發育，空稈、倒伏情況增加，從而影響單位面積產量[5]。隨著高密度生產種植技術的發展，我國每年因倒伏而損失的玉米產量日益增大，倒伏已成為影響玉米高產、穩產的重要因素之一。而噴施化控劑是提高植株抗倒伏能力、預防倒伏最有效的栽培措施之一。前人就化控劑種類[6-8]、化控劑噴施時期[9-11]等對玉米株葉形態、農藝性狀、抗倒伏能力、產量及產量構成等方面開展了大量研究，但關于化控劑噴施部位的試驗很少報道，而三者綜合試驗基本沒有。近年來，湖南省洞庭湖區夏玉米種植面積逐年擴大，其中基于高密度種植的機收玉米面積也逐漸擴大。為給湖南省洞庭湖區機收夏玉米的穩定發展提供技術支撐，本試驗從化學調控劑種類、噴施部位、噴施時期等3方面入手，研究化控方式對夏玉米產量構成與莖稈抗倒伏特性的影響，以期明確湖南省洞庭湖區夏玉米最適宜的化控方式。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試夏玉米品種為鄭單958，供試化學調控劑2種：胺鮮·乙烯利(水劑，胺鮮酯含量3%、乙烯利含量27%，河南農王實業有限公司生產)；國光抑靈(50%矮壯素水劑，四川潤爾科技有限公司生產)。

1.2 試驗地概況

試驗于2020年在湖南省常德市桃源縣木塘垸鎮進行(111°47′E，28°9′N)，供試土壤0～20 cm土層基礎地力：有機質含量為14.83 g/kg，全氮含量為0.51 g/kg，全磷含量為0.32 g/kg，全鉀含量為 7.18 g/kg，pH值為6.04。

1.3 試驗設計

玉米種植密度為90 000株/hm2。設計化控劑種類、噴施部位、噴施時期3因素試驗，化控劑種類2種(胺鮮·乙烯利，V1；國光抑靈，V2)，噴施部位2種(全株噴施，P1；葉片噴施，P2)，噴施時期3個(6葉展，C1；12葉展，C2；6葉展+12葉展，C3)，以噴清水處理(C4，CK)作為對照。共設13個處理，裂區試驗設計，噴施部位為主區，化控劑種類為副區，噴施時期為副副區，3次重復，共39個小區，小區面積為28.8 m2(8行區，長6 m，行距60 cm，株距 19 cm)。

國光抑靈972 mL/hm2兌水469 kg，乙烯利 278 mL/hm2兌水417 kg。肥料管理：氮肥為尿素、磷肥為鈣鎂磷肥，鉀肥為硫酸鉀，用量分別為N 300 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2。氮肥分基肥+1次追肥(12葉展期)，基肥與追肥比例為7 ∶3。根據當地習慣進行病蟲害防治。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 地上部干物質積累 分別在玉米6葉展、12葉展、吐絲期、吐絲后20 d和生理成熟期，每小區取代表性植株3株，分葉、莖、果穗(苞葉、籽粒、穗軸)等幾部分裝袋，105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘至恒質量后稱質量。

1.4.2 產量構成 玉米成熟后選取小區中間2行，調查記錄總株數、空稈株數、雙穗株數與有效穗數等；然后記錄實收穗數，稱鮮質量，按大小穗比例和平均鮮穗質量取10穗帶回室內，考察穗行數、行粒數、穗粒數后脫粒，考察籽粒總質量、百粒質量、籽粒含水量等，按13.5%標準含水量折算實際產量。

1.4.3 莖稈抗倒伏特性 株高和穗位高：分別在吐絲期、生理成熟期每小區選取10株代表性植株，調查株高、穗位高。株高為地面到雄穗頂端的高度，穗位高為地面至第1果穗著生節位的高度。

莖粗：分別在吐絲期、生理成熟期每小區選取10株代表性植株，調查其莖粗(第3節間中部橫位直徑)。

莖稈抗拉力與壓斷強度：于生理成熟期每小區選取代表性植株10株，在植株地上部30 cm處系上尼龍繩，于植株水平垂直用FGJ-5型數顯測力儀將植株拉至與地面成45°夾角時的力即為莖稈的抗拉力；每小區選取代表性植株3株，用 AWOS-SL04 莖稈強度測定儀測定莖稈第3、4、5、6節間壓斷強度。

1.5 數據分析

采用 Excel 2010 統計和計算數據，采用 SPSS 24.0 進行差異顯著性分析。本研究產量與產量構成數據是通過軟件計算后保留小數點后1位有效數字的結果。

2 結果與分析

2.1 試驗期間降水和積溫情況

2020年5—9月降水量為940 mm、≥0 ℃積溫為3 799.7 ℃。從表1可以看出，各處理全生育期積溫差異不大，在 2 972.3～2 997.4 ℃之間；C1處理下，播種至6葉展、6葉至12葉展、12葉展至吐絲期降水量分別占全生育期降水量的21.2%、29.3%、34.4%，3個生育階段合計占比為84.9%；C2處理下，3個生育階段降水量分別占全生育期降水量的24.2%、29.3%、34.4%，3個生育階段合計占比為87.9%；C3處理下，3個生育階段降水量分別占全生育期降水量的25.0%、27.1%、33.8%，3個生育階段合計占比為85.9%。由此可見，2020年天氣狀況異常，降水分布極度不均，玉米苗期、拔節初期降水量過多，而后期降水過少。

表1 2020年夏玉米各生育階段的降水量與積溫情況

2.2 化控對夏玉米產量構成的影響

由表2、表3可知，化控劑種類、噴施部位對產量構成因素無顯著影響，噴施時期對產量構成因素影響顯著；化控劑種類與噴施時期互作對夏玉米行粒數、穗粒數與產量影響顯著，化控劑種類、噴施時期與噴施部位3因素互作對穗粒數、千粒質量和產量影響顯著，其余各因素間的互作對夏玉米產量及其構成因素均無顯著影響。夏玉米行粒數、穗粒數與產量均呈現C1>C2>C3、V2>V1、P2>P1的趨勢，其中C1處理產量最大并顯著高于C3處理；與對照相比，C1表現增產效應，C2與對照相當，而C3較對照顯著減產。

表2 夏玉米產量及其構成的方差分析結果

表3 化控對夏玉米產量及產量構成的影響

分析3因素的互作效應(表3)，各處理間有效穗數和穗行數差異不顯著。C3V1P1處理穗行數、行粒數、穗粒數與產量最低，千粒質量最大；C1V2P2產量、穗行數、行粒數與穗粒數均最大，C2V2P2產量居第2位，與C1V2P2差異不顯著。相關分析表明，穗行數、行粒數、穗粒數與產量呈極顯著正相關(相關系數分別為0.678 7**、0.845 9**與 0.897 8**)，千粒質量與產量呈微弱負相關(r=-0.122 6)，表明化學調控主要通過影響穗粒數來影響夏玉米產量。

2.3 化控對夏玉米干物質積累的影響

由表4可知，6葉展期尚未進行化控處理，因此各處理地上部干物質積累量差異不大；12葉展期處理間有顯著差異，表現為C1、C3處理低于C2、CK處理趨勢，可見6葉展期化控處理顯著降低了玉米干物質積累，噴施部位處理間差異不大；吐絲期，以C1V2P2處理最高，C1V2P1、C2V2P1和C2V2P2處理居其次，其他處理與CK差異不大；成熟期呈現C1>C2>C3、P2>P1的趨勢，C1處理明顯提高了玉米干物質積累量，C2處理與對照差異不大，而C3處理顯著降低了干物質積累量。從互作效應來看，V1、V2條件下均以C1P2處理最高。表明化控劑噴施時期與噴施部位對夏玉米干物質積累有顯著影響，且具有明顯互作效應，C1V2P2、C1V1P2處理對提升干物質積累的效果較好。

表4 化控對夏玉米地上部干物質量的影響

2.4 化控對成熟期株高與穗位高的影響

由表5、表6可知，化控劑種類、噴施部位與噴施時期對株高和穗位高均有顯著或極顯著影響，株高、穗位高整體表現為CK>C1>C2>C3、P1>P2、V2>V1，其中C2、C3處理較CK下降顯著；化控劑種類與噴施時期互作對夏玉米株高和穗位高有顯著影響，化控劑種類、噴施部位與噴施時期3因素互作對株高影響顯著，對穗位高影響不顯著；各因素及其互作對穗高系數影響均不顯著。

表5 夏玉米成熟期株、穗位高的方差分析結果

分析3因素的互作效應(表6)，各化控處理株高在148.1～195.9 cm之間，較CK低1.3%～25.4%；穗位高在61.2～85.5 cm之間，較CK降低7.6%～33.8%。化學調控降低了穗高系數，但各化控處理間無顯著差異。

表6 化控對夏玉米成熟期株高、穗位高的影響

2.5 化控方式對夏玉米莖粗的影響

由表7、表8可知，化控劑種類極顯著影響吐絲期莖粗，表現為V1>V2處理的趨勢；化控劑種類、噴施部位與噴施時期三者互作對莖粗影響顯著。化控處理下的夏玉米莖粗整體表現為C2>C1>C3處理，吐絲期莖粗在V1處理下表現為P2≥P1，成熟期莖粗在V1、V2處理下整體表現為P1>P2，且最大莖粗均在C2處理下獲得。就三者互作效應來看，吐絲期與成熟期莖粗均以V1P1C2、V1P2C2處理較大，V2P2C3處理最小。

表7 夏玉米莖粗方差分析結果

表8 化控對夏玉米莖粗的影響

2.6 化控對夏玉米莖稈力學特性的影響

由表9、表10可知，化控劑種類對第4、6節間壓斷強度有顯著影響，對莖稈拉折力影響不顯著；噴施部位與噴施時期對莖稈拉折力、第3節間壓斷強度分別表現為極顯著、顯著影響。化控劑種類與噴施部位互作對莖稈拉折力影響極顯著。

表9 夏玉米成熟期莖稈拉折力與壓斷強度方差分析結果

表10 化控對夏玉米成熟期莖稈節間壓斷強度的影響

拉折力是衡量玉米莖稈質量和機械強度的重要指標，和玉米的抗倒伏能力密切相關。從圖1可以看出，V1處理下，夏玉米成熟期莖稈拉折力以P2C2處理最大，顯著高于其他處理；P1C3、P2C3處理莖稈拉折力最小，與CK無顯著差異。V2處理下，莖稈拉折力表現為C2>C1>C3、P1>P2，P1C2處理拉折力最大，較CK顯著增大，P2C3處理較CK顯著降低。從3因素互作效應來看，V1P2C2與V2P1C2莖稈拉折力較大。

由表10可知，化控處理能顯著提高夏玉米成熟期莖稈壓斷強度，C1、C2、C3處理下第3～6節間莖稈壓斷強度較CK提高范圍為18.0%～30.2%、20.9%～48.7%、11.1%～32.5%；V1處理下，第3、第4節間壓斷強度以P1C2處理最大，分別較CK顯著提高62.6%、61.4%；V2處理下，第3節間壓斷強度以P2C2處理最大，分別較CK顯著提高54.7%。從3因素互作角度來看，V1P1C2與V2P2C2處理莖稈壓斷強度較大。

3 討論與結論

3.1 關于化控劑種類對玉米產量與抗倒性的影響

前人針對不同化控劑對玉米的調控效應開展了較多研究，楊可攀等在玉米9葉期噴施密高和KP(主要成分DCPTA和ETH)，發現二者的增產幅度有一定差異，密高和KP處理下玉米產量分別增加6.47%、9.23%[7]。任紅等發現，拔節期至大喇叭口期分別噴施增產胺、噸田寶及DA-6對中單909均有增產作用，但增產胺和噸田寶增產效果較好[8]。邢艷等研究發現，在玉米(正玉1818)6葉期噴施玉黃金(30%胺鮮·乙烯利水劑)、噸田寶(哌啶鹽與基因激活劑水劑)、壯豐靈(乙烯利、蕓薹素內酯，有效成分總含量30%)，能夠增加干物質積累量和產量，同時顯著降低玉米株高、穗位高，降低玉米植株的重心高度，且化控劑玉黃金的效果優于其他2種化控劑[12]。

近年來，也有一些關于新型化控劑的研究，陶群等研究發現，8葉展時葉面噴施冠菌素(Coronatine，COR是丁香假單胞菌等病原在侵染植物過程中產生的一種“利己素”)可使先玉335、鄭單 958分別增產9.9%、4.3%，同時提高了玉米的抗倒伏能力[13]；徐密林發現6葉期噴施五谷豐素可以通過提高籽粒的充實度來提高天農9、先玉355的產量，同時通過株高和穗位高、增加莖基部粗、莖稈彎折強度、穿刺強度等提高了玉米莖稈的抗倒伏能力[14]。

本試驗采用2種化控劑進行試驗，發現在異常天氣條件下(前期雨水較多)，玉米植株長勢較弱且不發生倒伏的年份，噴施化控劑胺鮮·乙烯利能夠抑制玉米莖稈基部節間的伸長，降低株高、穗位高，增強了植株的抗倒伏能力，但造成減產3.3%。這與張子學等研究結果[15-17]一致。噴施化控劑矮壯素也能顯著降低供試玉米株高、穗位高，顯著增強莖稈抗折力與壓斷強度，且6葉期葉面噴施處理能夠顯著提高玉米產量。

關于化控劑對玉米產量與抗倒性的研究，大部分仍停留在單一玉米品種試驗[18-19]，相關研究認為，化控效應在玉米品種間的差異是客觀存在的[20-22]，張能等發現，良玉99配合施用鐵桿大棒、宏碩899配合噴施矮壯素、新丹336配合噴施玉黃金是增產幅度最大[6]。 本試驗只選用了1個玉米品種鄭單958，沒有涉及到玉米品種間差異，相關方面研究還有待加強。

3.2 關于化控劑噴施時期對玉米產量與抗倒性的影響

張帥等發現，8葉期、8葉期和16葉期、16葉期噴施乙烯利類型化控試劑均能提高玉米品種富民985(密度90 000株/hm2)的產量與抗倒伏能力，其中8葉期和16葉期噴施處理增產幅度最大[23]。蔣芳芳發現，在玉米6～7葉、8～9葉、10～11葉等3個時期噴施莖壯靈(40%乙烯利復配劑)均可使玉米品種德美亞1號(密度90 000株/hm2)熟期提早、抗倒伏能力顯著提高，但6～7葉噴施減產4.95%，8～9葉和10～11葉噴施有增產作用(分別增產0.28%、6.28%)[24]。杜冰等研究發現，在夏玉米(鄭單958)6葉期噴施化控劑康普6號，能有效控制基部節間徒長；在10葉期之后噴施化控劑能控制中上部節間的伸長，但達不到增強植株抗倒性的作用，同時導致穗粒數減少、千粒質量降低而減產[25]。表明化控劑噴施時期至關重要。

本試驗表明，6葉期(C1)噴施化控劑能夠增加玉米穗粒數與千粒質量，12葉期噴施化控劑能增加玉米千粒質量，6+12葉期(C3)噴施化控劑則導致穗粒數明顯下降；3個時期均能降低玉米株高，12葉期噴施化控劑能增加莖稈基部節間莖粗，增強節間機械強度，從而增強植株的抗倒伏能力。綜合夏玉米產量與抗倒性分析，C2、C3處理的株高、穗位高降低顯著，C3處理地上部干物質量在成熟期也顯著降低，導致產量顯著降低；C1處理也能降低夏玉米株高、穗位高，但下降幅度最小，且其地上部干物質量較對照增加。可見，化學調控通過降低株高提高抗倒性，但植株株高下降過多，會導致植株地上部干物質積累量下降，從而導致減產。因此，從噴施時期來看，6葉期噴施是最佳選擇。

3.3 關于化控劑噴施部位對玉米產量與抗倒性的影響

本試驗比較了噴施部位對夏玉米產量構成與抗倒性的影響，發現葉面噴施化控劑的玉米穗行數、行粒數和穗粒數整體高于全株噴施處理，平均產量增幅4.7%。目前，關于化控劑噴施部位對玉米產量與抗倒性的影響的研究很少報道，而本研究關于噴施部位的結果只有1年數據，因此，有關化控劑噴施部位對玉米產量與抗倒性的影響還有待進一步研究闡明。

3.4 關于適宜化控的選擇

本人所在課題組針對不同密度群體研究了化控劑(胺鮮·乙烯利)噴施時期對玉米抗倒性的影響[26-27]，發現化學調控可以明顯提高玉米抗倒伏能力，但不同群體條件下宜采取不同的化控措施，高密度條件下產量表現為1次化控(拔節初期)>對 照>2次化控(拔節初期+大喇叭口期)。以此為基礎，本研究開展3因素試驗，目的在于從化控劑種類、噴施部位與噴施時期等方面來細化化學調控方式，研究發現噴施時期、化控劑種類與噴施時期互作對產量構成因素與抗倒性影響顯著，因此，適宜的化控方式選擇須綜合考慮多方面因素。(1)考慮化控對夏玉米產量的影響，研究發現噴施時期、化控劑種類與噴施時期互作對產量影響顯著，各互作處理中，C1V2P2、C2V2P2產量較高。(2)考慮化控方式對玉米抗倒伏能力的影響，本試驗條件下各處理均未出現倒伏現象，但各抗倒伏能力指標是有差異的，本研究發現，化控劑種類、噴施部位與噴施時期對株高和穗位高均有顯著或極顯著影響，株高、穗位高均表現為CK>C1>C2>C3、P1>P2、V2>V1；C2、C3處理對抗倒性的提升效應最好，主要表現在其株高與穗位高降低顯著、抗折力與莖稈壓斷強度較大等方面，C1處理也能降低夏玉米株高、穗位高，但下降幅度最小，因此，從提升抗倒性來看，C2、C3處理較好；化控劑種類極顯著影響吐絲期莖粗，表現V1>V2趨勢；吐絲期與成熟期莖粗均以C2V1P1處理最大，C3V2P2處理最小，其他處理間差異不大，莖稈拉折力以C2V1P2與C2V2P1處理較大，莖稈壓斷強度以C2V1P1、C2P2V2較大。(3)綜合考慮產量與抗倒伏能力，C1處理地上部干物質量與產量最高，C2、C3處理對抗倒性的提升效應最好，但其地上部干物質量降低顯著，導致產量顯著降低，本試驗條件下各處理株高與干物質積累量和實際產量呈正相關或顯著正相關(相關系數分別為0.496 9、0.572 9*)，表明化控處理可通過降低株高來提高抗倒伏能力，但是株高下降幅度過大不利于干物質積累和產量的提高。綜上所述，從產量與抗倒伏能力考慮，本試驗條件下，C1V2P2與C2V2P2處理是湖南省洞庭湖區夏玉米的適宜化控方式。

不同地區、不同玉米群體條件需采用不同的化學調控措施，適宜的化控應兼顧高產與抗倒性2個方面。為明確湖南省洞庭湖區夏玉米適宜的化學調控方式，本試驗研究了化控劑種類、噴施部位、噴施時期對夏玉米產量與莖稈抗倒伏特性的影響，發現噴施時期、化控劑種類與噴施時期互作對產量構成因素影響顯著，C1V2P2、C2V2P2處理產量較高；化控劑種類、噴施部位與噴施時期對株高、穗位高、莖粗、拉折力、壓斷強度均有顯著或極顯著影響，莖稈壓斷強度以C2V1P1、C2P2V2處理較大。綜合考慮產量與抗倒性，本研究認為6葉展期葉面噴施化控劑國光抑靈(C1V2P2處理)與12葉展期葉面噴施化控劑國光抑靈(C2V2P2處理)是湖南省洞庭湖區夏玉米的適宜化控方式。