王彥坡，李 昂，楊豫龍，孟 恩，潘利文，朱暖暖，劉天學(xué)

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心/小麥玉米作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450002)

自2012年以來(lái)，玉米種植面積和產(chǎn)量均居全國(guó)三大糧食作物首位，在保障國(guó)家糧食安全中的地位舉足輕重。然而，我國(guó)的玉米產(chǎn)量長(zhǎng)期在6 000 kg/hm2左右徘徊，與美國(guó)的差距很大。因此，在我國(guó)耕地面積十分有限的前提下，大力提高玉米產(chǎn)量水平是玉米科技創(chuàng)新和生產(chǎn)發(fā)展的主攻目標(biāo)。玉米是一種具有一定再生能力的作物，當(dāng)用作青飼料時(shí)，可以通過(guò)適宜的刈割來(lái)提高產(chǎn)量和品質(zhì)[1-2]。在普通籽粒玉米方面，近年來(lái)，在我國(guó)春玉米區(qū)通過(guò)苗期割苗實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的報(bào)道不斷出現(xiàn)[3-9]，引起了廣大玉米栽培工作者和種植戶(hù)的關(guān)注和思考。河南省地處黃淮海平原南部，是我國(guó)夏玉米的主要產(chǎn)區(qū)，播種面積和產(chǎn)量均占全國(guó)播種面積和產(chǎn)量的10%以上[10]。與東北春玉米區(qū)相比，河南省夏玉米苗期和穗期短，割苗技術(shù)能否適用于河南省夏玉米還未見(jiàn)報(bào)道。為此，以登海605、豫單9932、金秋119三個(gè)玉米品種為材料，在河南省許昌市進(jìn)行了夏玉米割苗試驗(yàn)，研究割苗對(duì)河南省夏玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，以期為判斷割苗技術(shù)在河南省夏玉米生產(chǎn)上的有效性提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試玉米品種為登海605(DH605)、豫單9932(YD9932)和金秋119(JQ119)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年在許昌市陳曹鄉(xiāng)史莊試驗(yàn)地進(jìn)行，前茬作物為小麥，玉米采用機(jī)械化種肥同播方式，寬(70 cm)窄(50 cm)行種植。每個(gè)品種播種12行，面積約1 334 m2。在苗期5～6片可見(jiàn)葉時(shí)，于中間10行人工剪去第一片葉以上的部分，各品種割苗處理(T)面積為22 m2，以未割苗處理為對(duì)照(CK)，3次重復(fù)。3個(gè)品種的割苗處理與對(duì)照均按照同一高產(chǎn)栽培模式進(jìn)行相同的田間管理。拔節(jié)后實(shí)測(cè)平均密度為63 450株/hm2。2017年6月3日播種，9月28日統(tǒng)一收獲。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 生育時(shí)期 割苗后記錄玉米重要生育時(shí)期。

1.3.2 蟲(chóng)害 在看到明顯蟲(chóng)害的播后25 d(6月28日)，在割苗區(qū)與對(duì)照區(qū)隨機(jī)選擇3行，觀察連續(xù)10株，調(diào)查蟲(chóng)株率。

1.3.3 葉面積 在各品種割苗區(qū)和對(duì)照區(qū)隨機(jī)選取3點(diǎn)，每點(diǎn)標(biāo)記長(zhǎng)勢(shì)一致的10株，分別在拔節(jié)期、大口期和吐絲期測(cè)定葉面積，葉面積指數(shù)(LAI)是葉片總面積與植株所占土地面積的比值。

1.3.4 株高、穗位高、莖粗和干物質(zhì)積累量 吐絲期，在各品種割苗區(qū)、對(duì)照區(qū)分別挖取3株代表性玉米植株，田間測(cè)量株高、穗位高、莖粗。吐絲期和成熟期，在各品種割苗區(qū)、對(duì)照區(qū)分別挖取3株代表性玉米植株，洗根后分地上和地下兩部分于烘箱中105 ℃殺青30 min，然后60 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱(chēng)質(zhì)量。

1.3.5 產(chǎn)量及籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo) 在成熟期，各小區(qū)隨機(jī)選擇不同的3行(非邊行)，收獲連續(xù)10株的穗，調(diào)查穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量，并計(jì)算籽粒產(chǎn)量。采用近紅外光譜分析儀測(cè)量籽粒粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪、賴(lài)氨酸含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2003、Sigmaplot 12.5和SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 割苗對(duì)玉米生育進(jìn)程的影響

由表1可知，割苗使玉米生育時(shí)期后移。與對(duì)照相比，DH605割苗后各生育時(shí)期延遲3～4 d；YD9932拔節(jié)期、抽雄期分別延遲5、4 d，吐絲期、開(kāi)花期分別延遲8、7 d；JQ119拔節(jié)期延遲3 d，吐絲期延遲5 d，抽雄期、開(kāi)花期均延遲6 d。

表1 割苗對(duì)玉米生育時(shí)期的影響Tab.1 Effect of cutting seedlings on the growth periods of maize d

注：表中數(shù)據(jù)為播種后的天數(shù)。

Note:Data are the days after seed sowing.

2.2 割苗對(duì)玉米蟲(chóng)害發(fā)生的影響

在割苗處理當(dāng)天，經(jīng)觀察葉片上均沒(méi)有蟲(chóng)卵。播后25 d，對(duì)照區(qū)3個(gè)品種蟲(chóng)株率均為10%；DH605、YD9932割苗區(qū)蟲(chóng)害現(xiàn)象明顯，幼苗蟲(chóng)株率均顯著高于對(duì)照，而JQ119的蟲(chóng)株率較對(duì)照顯著減少了50%(圖1)。

2.3 割苗對(duì)玉米株高、穗位高和莖粗的影響

割苗處理后，3個(gè)玉米品種的株高、穗位高、莖粗均較對(duì)照降低(表2)。DH605割苗后株高降低8.55%，差異達(dá)到極顯著水平；穗位高降低6.92%，差異達(dá)到顯著水平；莖粗減小11.17%，差異達(dá)到顯著水平。YD9932割苗后株高下降5.52%，差異達(dá)到顯著水平；穗位高降低20.21%，差異達(dá)到極顯著水平；莖粗減小1.32%，差異不顯著。JQ119割苗后株高降低11.44%，差異達(dá)到顯著水平；穗位高降低9.38%，差異達(dá)到顯著水平；莖粗減小4.60%，差異不顯著。

*表示割苗處理與對(duì)照間差異顯著(P<0.05)，下同

處理Treatments株高/cmPlant height穗位高/cmEar height莖粗/mmStem diameterDH605T229.44??86.56?19.89?DH605CK250.8993.0022.39YD9932T271.56?94.33??24.00YD9932CK287.44118.2224.32JQ119T255.44?104.11?24.28JQ119CK288.44114.8925.45

注：同列數(shù)據(jù)后*、**分別表示同一品種割苗處理與對(duì)照間差異顯著(P<0.05)、極顯著(P<0.01)，下同。

Note：*，**mean significant differences between CK and cutting seedlings treatment at 0.05，0.01 levels，respectively，the same below.

2.4 割苗對(duì)玉米LAI的影響

割苗使玉米LAI均顯著降低，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，割苗處理LAI與對(duì)照的差異逐漸縮小(圖2)。DH605、YD9932、JQ119拔節(jié)期LAI分別較對(duì)照降低56.99%、48.54%、53.01%；大口期LAI分別較對(duì)照降低35.23%、31.28%、36.74%；吐絲期LAI分別較對(duì)照降低12.95%、13.76%、8.32%。

2.5 割苗對(duì)玉米干物質(zhì)積累量的影響

割苗使玉米吐絲期和成熟期干物質(zhì)積累量均顯著減少，地下干物質(zhì)減少的幅度大于地上部分，根冠比顯著降低，并且隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)未得到有效補(bǔ)償(表3)。DH605、YD9932、JQ119吐絲期干物質(zhì)積累量分別較對(duì)照降低27.88%、18.62%、19.57%，根冠比分別降低11.78%、8.36%、18.69%；成熟期干物質(zhì)積累量分別較對(duì)照降低16.02%、27.99%、24.56%，根冠比分別降低18.11%、11.11%、35.92%。

**表示割苗處理與對(duì)照間差異極顯著(P<0.01)

表3 割苗對(duì)玉米干物質(zhì)積累量和根冠比的影響Tab.3 Effect of cutting seedlings on the dry matter accumulation and root-shoot ratio of maize

2.6 割苗對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.6.1 割苗對(duì)玉米穗部性狀的影響 由表4可見(jiàn)，與對(duì)照相比，割苗后DH605和YD9932穗長(zhǎng)變短，JQ119穗長(zhǎng)變長(zhǎng)，但差異均不顯著；穗粗均有不同程度地降低，其中，DH605顯著降低6.02%；DH605穗行數(shù)無(wú)變化，YD9932和JQ119穗行數(shù)增加，差異均不顯著；DH605和YD9932行粒數(shù)分別顯著降低9.80%和10.17%，JQ119行粒數(shù)增加2.81%。另外，與對(duì)照相比，割苗處理DH605百粒質(zhì)量極顯著增加了14.75%，穗粒數(shù)顯著減少了9.77%；YD9932百粒質(zhì)量顯著增加了4.60%，穗粒數(shù)顯著降低了7.71%；JQ119百粒質(zhì)量顯著降低了13.45%，穗粒數(shù)顯著增加了9.33%。

表4 割苗對(duì)玉米穗部性狀的影響Tab.4 Effect of cutting seedlings on the ear characters of maize

2.6.2 割苗對(duì)玉米產(chǎn)量、收獲指數(shù)和出籽率的影響 由圖3可知，與對(duì)照相比，割苗處理YD9932產(chǎn)量降低3.46%，JQ119產(chǎn)量降低2.18%，DH605產(chǎn)量提高3.52%，差異均不顯著；割苗處理YD9932、JQ119、DH605的出籽率分別降低1.26%、0.53%、2.28%，僅DH605差異顯著；DH605和JQ119的收獲指數(shù)分別顯著提高了4.55%和4.46%，YD9932的收獲指數(shù)下降了2.25%。

圖3 割苗對(duì)玉米產(chǎn)量、出籽率和收獲指數(shù)的影響

2.6.3 割苗對(duì)玉米籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響 由表5可看出，割苗對(duì)玉米籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響因品種而異。與對(duì)照相比，割苗后DH605籽粒粗淀粉含量顯著增加，賴(lài)氨酸含量顯著降低；YD9932粗淀粉含量顯著降低，賴(lài)氨酸含量顯著增加；JQ119粗蛋白含量顯著降低，粗淀粉含量顯著增加，賴(lài)氨酸含量無(wú)顯著變化。

表5 割苗對(duì)玉米籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

苗期是玉米根、莖、葉等營(yíng)養(yǎng)器官分化發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)割苗會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)器官的分化和發(fā)育進(jìn)程，使生育時(shí)期推遲。本研究結(jié)果表明，割苗后3個(gè)玉米品種的拔節(jié)、抽雄、吐絲、開(kāi)花期等生育時(shí)期均向后推遲，這與張鳳路等[3]在春玉米上的研究結(jié)果是一致的。

張鳳路等[3]研究表明，春玉米割苗后田間病蟲(chóng)害減輕。本研究結(jié)果表明，對(duì)照3個(gè)玉米品種蟲(chóng)株率無(wú)明顯差異，均為10%；割苗后只有JQ119蟲(chóng)害減輕，DH605和YD9932蟲(chóng)害均明顯加重。有研究發(fā)現(xiàn)，綠葉氣味(主要成分：順-3-己烯-1-醇和順-3-己烯基乙酸酯)會(huì)刺激昆蟲(chóng)取食和產(chǎn)卵[11-12]。割苗后DH605、YD9932蟲(chóng)害加重可能是由葉片傷口分泌的刺激昆蟲(chóng)取食的物質(zhì)含量提高造成的。而JQ119蟲(chóng)害減輕可能是由傷口分泌的刺激昆蟲(chóng)取食的物質(zhì)含量降低造成的。

玉米倒伏與株高和穗位高具有顯著的正相關(guān)性，與莖粗具有顯著的負(fù)相關(guān)性[13]。玉米割苗后株高和穗位高降低，莖稈變細(xì)，這與張鳳路等[3]和張春燕等[4]在春玉米上的試驗(yàn)結(jié)果一致。由于該年份試驗(yàn)田并未出現(xiàn)大風(fēng)倒伏現(xiàn)象，割苗能否增強(qiáng)玉米的抗倒伏能力還有待進(jìn)一步研究。

較大的葉面積和較多的干物質(zhì)積累量是玉米高產(chǎn)的基礎(chǔ)。割苗后玉米葉面積指數(shù)降低，不利于群體光合物質(zhì)的生產(chǎn)，從而導(dǎo)致干物質(zhì)積累量減少。吐絲期是玉米根系量最大的時(shí)期，本研究發(fā)現(xiàn)，割苗后3個(gè)玉米品種在吐絲期根冠比顯著降低，說(shuō)明割苗不利于根系的生長(zhǎng)，這與張春燕等[4]、朱永康[5]、牛震等[8]研究得出的割苗可控上促下的結(jié)果不一致。

前人研究表明，不同時(shí)期刈割主莖對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響是不同的，且品種間也存在差異[14-15]。本研究發(fā)現(xiàn)，割苗對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響也具有品種間的差異，且產(chǎn)量性狀的變化也各具特點(diǎn)。割苗后，DH605穗粒數(shù)顯著減少而百粒質(zhì)量極顯著增加，產(chǎn)量增加但不顯著；YD9932穗粒數(shù)極顯著減少，而百粒質(zhì)量顯著增加，產(chǎn)量減少但不顯著；JQ119穗粒數(shù)顯著增加，而百粒質(zhì)量極顯著減少，產(chǎn)量減少但不顯著。割苗后3個(gè)品種的出籽率均低于對(duì)照，這與在春玉米上的結(jié)果[9]不同。割苗后，DH605粗淀粉含量顯著增加，而賴(lài)氨酸含量顯著降低；YD9932粗淀粉含量顯著降低，而賴(lài)氨酸含量顯著增加；JQ119粗淀粉含量顯著增加，而粗蛋白含量顯著降低。

一般來(lái)說(shuō)，在河南省夏玉米播種越早產(chǎn)量越高，播種推遲會(huì)因秋季低溫影響籽粒灌漿而降低產(chǎn)量。春玉米生育期比夏玉米長(zhǎng)[16]，尤其是苗期氣溫低、生長(zhǎng)期長(zhǎng)，割苗后具有充足的緩沖時(shí)間，不影響整個(gè)生育期的生長(zhǎng)，這可能是割苗增產(chǎn)的主要原因之一。與東北春玉米相比，河南省夏玉米苗期和穗期溫度高、生長(zhǎng)快、用時(shí)短，割苗后緩沖補(bǔ)償時(shí)間短，同時(shí)延緩了玉米苗期和穗期，縮短了花粒期，不具有明顯的增產(chǎn)要素。因此，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，綜合考慮成本因素，割苗技術(shù)在河南省夏玉米生產(chǎn)區(qū)不具有推廣價(jià)值。