化控劑和噴施時期對夏玉米莖稈性狀和產量形成的影響

摘要：為了探明不同濃度、類型化控劑和噴施時期對夏玉米莖稈性狀和產量的調控效應，以江玉877為試驗材料，分別在玉米拔節(jié)期和大喇叭口期噴施二氫卟吩鐵0.009 g/hm²，調環(huán)酸鈣7.5、15 g/hm²，抗倒酯37.5、75 g/hm²，以外施清水為對照，測定化控劑噴施后玉米株高動態(tài)變化及對成熟期玉米莖稈形態(tài)、力學性狀和產量及其構成的影響。結果表明，與對照相比，大喇叭口期噴施二氫卟吩鐵使玉米每穗粒數增加10.3%，穗長伸長13.2%，穗粗增加4.3%，禿尖長縮短42.6%，玉米增產10.2%。此外，該處理還顯著加快化控后玉米0～5 d內營養(yǎng)生長速度，玉米株高和穗位高分別提高6.3%和7.5%，增加玉米莖粗和節(jié)間長，提高了基部第2節(jié)莖稈抗折力。綜上，大喇叭口期噴施0.009 g/hm²二氫卟吩鐵可以改善夏玉米莖稈農藝性狀，提高植株抗倒伏能力，還能優(yōu)化穗粒結構，增加玉米產量。

關鍵詞：化控劑；噴施時期；夏玉米；莖稈；農藝性狀；產量

中圖分類號：S513.01；S513.04""文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）22-0050-06

玉米是我國重要的糧食、飼料和經濟作物，在國民經濟中占據重要地位。2021年全國玉米播種面積達到4 332.4萬hm²，總產量達到2.73億t，產量 6 301.3 kg/hm²。2021年江蘇省玉米播種面積達到50.06萬hm²，總產量達到300.06億t，單位面積產量5 994.0 kg/hm²。與黃淮海夏玉米相比，江蘇省玉米種植仍存在產量水平不高、肥效利用低下等問題。合理增加種植密度是挖掘玉米產量潛力的措施之一，也是當前玉米高產栽培的發(fā)展趨勢^［1］。然而，密度過高會影響玉米莖稈性狀，即使玉米莖稈變細、抗壓強度變低，導致玉米抗倒伏能力變差，增加玉米倒伏概率^［2］。試驗結果表明，倒伏會導致植株物質運輸變弱、光合作用降低、籽粒灌漿速率變慢，進而降低了玉米籽粒產量和品質^［3］。我國每年因倒伏引起的玉米產量損失為 5%～25%，倒伏重發(fā)年份產量損失達80%～90%，甚至絕收^［4-5］。

合理的群體種植密度以及科學化控是生產上防止倒伏的有效措施?？茖W化控不僅可以有效提高植株抗倒能力、預防倒伏，還能調節(jié)植株的發(fā)育性狀，塑造理想株型，增加玉米產量。二氫卟吩鐵是由葉綠素和血紅素等植物內源性成分的結構母核與三價鐵離子螯合構成的多組分螯合物，是一種新型高效的植物生長調節(jié)劑^［6］。在水稻、花生、煙草、葡萄、油菜等作物上的研究表明，二氫卟吩鐵可以顯著降低作物節(jié)間長度，降低株高，增加基部節(jié)間直徑^［7］，還能調節(jié)作物生長，增加產量^［8-10］，具有相對較好的安全性^［11-12］。調環(huán)酸鈣是一種新型環(huán)己烷羧酸類植物生長調節(jié)劑，能調節(jié)作物生長，縮短基部節(jié)間長度，增加莖粗與莖壁厚度^［7，13］，具有明顯的抗倒伏作用；并且能提升作物抗氧化和滲透調節(jié)能力，降低質膜過氧化水平，增強植株抗逆能力^［14］?？沟辊ナ且环N具有高效植物生長調節(jié)活性的環(huán)己烷衍生物，已被廣泛應用于抑制草坪草的生長?？沟辊タ梢燥@著縮短水稻節(jié)間長度，降低株高，增加莖粗以及莖壁厚度^［15］，增強抗倒伏能力，但對水稻安全性較差，極易造成水稻減產^［16］。

目前，二氫卟吩鐵、調環(huán)酸鈣和抗倒酯已在水稻、花生等作物上成功應用，但在玉米上的研究相對較少。為了探究三者在玉米上的應用效應以及風險性評估，分析其不同噴施時期對玉米莖稈性狀以及產量的影響，以期為江蘇省玉米高產穩(wěn)產栽培技術提供理論依據。

1"材料與方法

1.1"試驗地概況

試驗于2021年6月22日在江蘇徐淮地區(qū)淮陰農業(yè)科學研究所（淮安市農業(yè)科學院）試驗基地進行，前茬小麥，田間土壤為黏質土，肥力中等。

1.2"試驗材料

本試驗選用江蘇省主推品種江玉877（宿遷中江種業(yè)有限公司提供，審定編號：蘇審玉201502）。該品種屬中熟半緊湊型普通玉米，全生育期102 d，籽粒黃色，半馬齒型；莖稈粗壯，倒伏率0.3%；中抗大斑病、小斑病、莖腐病。

供試化學調控劑為二氫卟吩鐵（可溶粉劑，有效成分0.02%，南京百特生物工程有限公司提供）、調環(huán)酸鈣（原藥粉劑，有效成分89%，合力科技股份有限公司提供）、抗倒酯（原藥粉劑，有效成分98%，合力科技股份有限公司提供）。

1.3"試驗設計

試驗采用2因素隨機區(qū)組設計，噴施時期（A）為主區(qū)，設拔節(jié)期、大喇叭口期2個處理；化控劑（B）為副區(qū)，設二氫卟吩鐵0.009 g/hm²（T1）、調環(huán)酸鈣15 g/hm²（T2）、調環(huán)酸鈣7.5 g/hm²（T3）、抗倒酯75 g/hm²（T4）、抗倒酯37.5 g/hm²（T5）以及對照（CK）6個處理。種植密度67 500株/hm²，每小區(qū)長10 m，寬 5.5 m，面積55 m²，3次重復。播種前用旋耕施肥一體機在旋耕的同時施入復合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）750 kg/hm²，拔節(jié)期追施46%尿素 408 kg/hm²。其他田間管理按當地高產田進行，及時除草、防治病蟲害等。

1.4"測定項目與方法

1.4.1"形態(tài)指標測定"處理前在各小區(qū)選取10株長勢均勻且具有代表性的玉米進行掛牌，化控后每隔3 d測量掛牌玉米的株高（cm），連續(xù)測量5次；并于成熟期用米尺及游標卡尺測量掛牌玉米株高（cm）、穗位高（cm）、節(jié)間長度（cm）和節(jié)間莖粗（mm）。

1.4.2"莖稈力學性狀測定"在乳熟期，各處理選取10株長勢均勻一致、具有代表性的玉米植株，采用YYD-1A植物莖稈強度檢測儀測定莖稈基部第2節(jié)壓折強度。3次重復，取平均值。

1.4.3"籽粒產量及其構成"在成熟期，各小區(qū)隨機選取中間10 m²所有玉米，去除苞葉后曬干脫粒，稱重，計算籽粒產量（kg/hm²）。同時，每個處理隨機選取30個果穗自然風干，水分低于20%時進行室內考種，測定穗長（cm）、禿尖長（cm）、穗粗（mm）、穗粒數，脫粒風干后測定百粒重（g）。

1.5"數據統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2016和IBM SPSS Statistics 23統(tǒng)計軟件進行數據處理與分析。

2"結果與分析

2.1"化控劑和噴施時期對玉米產量及構成的影響

由表1可知，不同濃度/類型化控劑對玉米產量、穗長和禿尖長影響顯著，對穗粒數、百粒重和穗粗無顯著影響；不同噴施時期對玉米禿尖長影響顯著，對產量及其構成、穗長、穗粗無顯著影響。玉米產量、穗粒數以及穗長受兩者相互作用影響顯著。

與CK相比，拔節(jié)期噴施T2，大喇叭口期噴施T1、T4增產效果明顯，分別提高3.1%、10.2%以及2.3%。其中大喇叭口期噴施T1效果最好，玉米百粒重雖降低0.4%，但每穗粒數增加10.3%，綜合表現最優(yōu)。

化控劑對玉米穗形態(tài)影響顯著。噴施化控劑能增加玉米穗長和穗粗，縮短禿尖長，進而改善玉米穗形態(tài)。與CK相比，大喇叭口期噴施T1能最大程度改善玉米穗形態(tài)，玉米穗長伸長2.4 cm（13.2%），穗粗增加2.1 mm（4.3%），禿尖長縮短 2 cm（42.6%）。

2.2"化控劑和噴施時期對玉米莖稈及力學性狀的影響

由表2可知，化控劑、噴施時期及兩者互作對成熟期玉米株高、穗位高和基部第2節(jié)莖稈抗折力均有極顯著影響。

與CK相比，拔節(jié)期化控降低了成熟期玉米株高，T1、T2、T3、T4、T5處理降幅分別為1.5%、1.6%、3.3%、13.9%、2.4%，僅T4處理有顯著差異；大喇叭口期噴施T1、T2、T3、T4均增加了成熟期玉米株高，增幅分別為6.3%、3.3%、2.7%、5.0%，T1、T4處理影響顯著。

拔節(jié)期化控降低了成熟期玉米穗位高，T1、T2、T3、T4、T5處理降幅分別為7.3%、3.8%、13.1%、22.2%、2.2%，T3、T4處理有顯著差異；大喇叭口期噴施T1、T3增加了成熟期玉米株高，增幅分別為7.6%、0.2%。

拔節(jié)期化控能提高成熟期玉米基部第2節(jié)莖稈抗折力，T1、T2、T3、T4、T5處理增幅分別為7.7%、5.9%、2.2%、5.1%、4.8%，僅T3處理無顯著差異；大喇叭口期噴施T1、T3、T4、T5也有類似效果，增幅分別為0.2%、7.7%、7.0%、2.6%。

2.3"化控劑和噴施時期對玉米節(jié)間長度的影響

由表3可知， 化控劑和噴施時期對玉米基部第2～3、5～10節(jié)節(jié)間長有顯著或極顯著影響，對第4節(jié)節(jié)間長無顯著影響。兩者互作對玉米基部第1～4節(jié)及第6～9節(jié)節(jié)間長的影響達顯著或極顯著水平，第5、10節(jié)節(jié)間長無顯著變化。

與CK相比，拔節(jié)期和大喇叭口期噴施T1、T3均增加了玉米第7～10節(jié)節(jié)間長，但拔節(jié)期噴施T1、T3縮短了基部第1～4節(jié)節(jié)間長，在大喇叭口期表現相反。拔節(jié)期噴施T2縮短了玉米第1～7節(jié)節(jié)間長，增加了玉米第8～10節(jié)節(jié)間長；大喇叭口期噴施T2增加了玉米各節(jié)間長度，且第7～9節(jié)伸長明顯。拔節(jié)期噴施T4縮短了玉米各節(jié)間長度，除第4、5、10節(jié)外各節(jié)節(jié)間長均有顯著變化；大喇叭口期噴施T4增加了玉米第6～10節(jié)節(jié)間長度，但無顯著差異。拔節(jié)期和大喇叭口期噴施T5均縮短了玉米第1～3節(jié)及第6～7節(jié)節(jié)間長，增加了第8～10節(jié)節(jié)間長，拔節(jié)期噴施T5還增加了第4～5節(jié)節(jié)間長，在大喇叭口期表現相反。

2.4"化控劑和噴施時期對玉米各節(jié)莖粗的影響

由表4可知，噴施時期僅對玉米第9～10節(jié)莖粗有顯著影響；化控劑對玉米基部第1節(jié)及第5～10節(jié)莖粗有顯著影響，對第2～4節(jié)莖粗影響不顯著。兩者互作對玉米各節(jié)莖粗均無顯著影響。

與CK相比，拔節(jié)期和大喇叭口期噴施T1均能增加玉米第2～10節(jié)莖粗，不同時期對第8節(jié)莖粗均有顯著影響，且大喇叭口期噴施效果優(yōu)于拔節(jié)期噴施。拔節(jié)期噴施T2增加了玉米第1～8節(jié)莖粗，降低了第9～10節(jié)莖粗；大喇叭口期噴施T2降低了玉米第2、5～7節(jié)及第9節(jié)莖粗，增加了第1、8、10節(jié)莖粗，均無顯著差異。拔節(jié)期噴施T3增加了玉米基部第 1～3節(jié)莖粗，降低了第4～10節(jié)莖粗，僅對第9～10節(jié)莖粗有顯著影響；大喇叭口期噴施T3降低了第 2～7節(jié)以及第9～10節(jié)莖粗，但無顯著差異。拔節(jié)期噴施T4降低了玉米第2～6節(jié)及第9～10節(jié)莖粗，且無顯著影響；大喇叭口期噴施T4增加了玉米基部第1～2節(jié)和第4～10節(jié)莖粗，僅對第8節(jié)莖粗有顯著影響。拔節(jié)期和大喇叭口期噴施T5均能增加玉米各節(jié)莖粗，僅在大喇叭口期噴施對第1節(jié)莖粗有顯著影響。

2.5"化控劑和噴施時期對玉米株高生長量的影響

由表5可知，拔節(jié)期噴施化控劑對0～5 d及 10～20 d內玉米株高生長量有顯著或極顯著影響，對 5～10 d內株高生長量無顯著影響。

與CK相比，拔節(jié)期化控后0～5 d玉米株高生長量低于對照，T5處理降幅顯著，達39.9%。5～10 d 各處理間株高生長量無顯著差異。10～15 d 僅T4、T5處理株高生長量顯著低于對照，分別降低了56.7%、36.2%。15～20 d T4、T5處理株高生長量高于對照且T5處理差異顯著，T2處理顯著低于對照，降幅達57.9%。在拔節(jié)期化控，同類型化控劑在0～5 d表現為濃度越大玉米株高生長量越高，10～20 d表現相反，即化控劑濃度越大玉米株高生長量越低。

由表6可知，大喇叭口期噴施化控劑對0～10 d內玉米株高生長量有極顯著影響，對10～20 d內株高生長量無顯著影響。

與CK相比，大喇叭口期化控后0～5 d僅T1、T2處理株高生長量高于對照，但無顯著差異，分別增加了15.9%、11.3%?；睾?5～10 d，T1、T2、T3、T4處理株高生長量均高于對照，且T4處理有顯著影響。10～20 d各處理間玉米株高生長量均無顯著差異。

3"討論

玉米高產的關鍵是保證密植條件下單株與群體的庫源協(xié)調，化學調控被視為調節(jié)群體庫源比的有效手段之一，主要通過影響穗粒數來影響夏玉米產量^［17-18］。二氫卟吩鐵屬葉綠素類衍生物，可抑制植物體內葉綠素酶，延緩葉綠素降解，從而增強植物的光合作用，促進植物生長，同時提高抗逆性^［6］。本研究在大喇叭口期噴施二氫卟吩鐵后，玉米穗粒數、穗長及穗粗分別增加10.3%、13.2%和4.3%，禿尖長縮短42.6%，產量增加10.2%，增產效果最明顯，而在拔節(jié)期施用后玉米百粒重和穗粒數均無顯著變化，未對產量造成明顯影響。前人研究發(fā)現，7～9葉期噴施化控劑會造成玉米果穗發(fā)育受阻，籽粒庫容降低，穗粒數減少，同時也會影響籽粒灌漿進程，致使千粒重和產量下降，而化控后移至15葉期可以提高前期籽粒灌漿速率，延長籽粒灌漿持續(xù)時間，促使玉米增產^［19-21］，與本研究中不同時期外施二氫卟吩鐵的結果一致，表明二氫卟吩鐵與乙烯利有類似的作用效果。調環(huán)酸鈣是一種植物生長延緩劑，通過抑制植物體內GA20向GA1合成，從而對植物生長造成影響，而抗倒酯是一種植物赤霉素生物合成抑制劑，通過調控植物體內赤霉素水平，使植物生長放緩^［22-23］。本試驗發(fā)現，高濃度調環(huán)酸鈣（拔節(jié)期噴施）和抗倒酯（大喇叭口期噴施）使玉米產量分別提高3.1%、2.3%，但較對照增產效果不明顯。不同時期外施調環(huán)酸鈣、抗倒酯與二氫卟吩鐵的表現不一致，可能與不同類型調節(jié)劑作用機理不同有關，可在后續(xù)研究中進行進一步驗證。

玉米莖稈的形態(tài)特征影響其抗倒伏能力，株高、重心高度和基部節(jié)間長度等都會影響玉米的抗倒伏指數，莖稈的彎折強度也會影響玉米的抗倒伏能力^［24-26］。通過噴施植物生長調節(jié)劑優(yōu)化莖稈抗倒伏性狀，提高玉米莖稈抗倒伏能力，是一種非常有效的方法。前人對玉米化控時期的研究主要集中在拔節(jié)期化控，發(fā)現玉米拔節(jié)期化控能降低植株高度、穗位高系數、節(jié)間長度，同時增加莖粗和莖稈木質素含量，提高莖稈力學特征，從而降低倒伏率^［27-29］。而前人對玉米大喇叭口期化控研究較少且結果^{［18，28，30］}不盡一致。本試驗發(fā)現，拔節(jié)期噴施二氫卟吩鐵和調環(huán)酸鈣主要縮短玉米基部第 1～4節(jié)節(jié)間長，進而不同程度降低了玉米株高、穗位高；抗倒酯對玉米任一節(jié)均有抑制作用，表現出明顯的矮化植株效果。大喇叭口期噴施二氫卟吩鐵、調環(huán)酸鈣和高濃度抗倒酯雖然增加了玉米株高和穗位高，但較對照無顯著差異，其中二氫卟吩鐵處理主要增加了化控后0～5 d內株高生長量，成熟期玉米株高和穗位高最高。不同時期噴施二氫卟吩鐵均能增加玉米任一節(jié)莖粗，但大喇叭口期噴施較拔節(jié)期噴施效果好，玉米節(jié)間伸長，莖稈粗壯。本試驗拔節(jié)期研究結果與前人研究結果一致，而大喇叭口期研究結果與拔節(jié)期研究結果相差較大，可能是因為化控時期不同以外，還受化控劑作用機理以及噴施部位不同等的影響。

4"結論

就本試驗而言，在大喇叭口期噴施二氫卟吩鐵0.009 g/hm²，對玉米果穗大小、穗粒數、禿尖長均有調節(jié)作用，能夠優(yōu)化玉米穗粒結構，提高玉米產量；并能在化控后0～5 d內使玉米營養(yǎng)生長速度加快，干物質積累增多，植株節(jié)長和莖粗增加，基部第2節(jié)莖稈抗折力增強，提高玉米抗倒伏能力。因此，在大喇叭口期噴施上述用量的二氫卟吩鐵對玉米有抗倒增產效果，生產中可進一步推廣應用。

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