宋英博
(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院,黑龍江佳木斯 154007)
近年來,黑龍江省玉米種植由于受到過境臺(tái)風(fēng)的影響,倒伏現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,玉米倒伏后會(huì)影響根、莖、葉及穗部性狀等的正常發(fā)育,間接影響玉米產(chǎn)量的形成,玉米倒伏是限制黑龍江省玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要因素之一[1-3]。鉀元素是農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的三大營(yíng)養(yǎng)元素之一,可以提高作物抗旱、抗病、抗寒、抗鹽堿和抗倒伏能力,進(jìn)而提高產(chǎn)量[4-6]。施用鉀肥可以抑制玉米下部節(jié)間的伸長(zhǎng),增粗相應(yīng)節(jié)間的直徑,增加莖壁厚度和維管數(shù)目。鉀肥不但可以提高玉米莖桿機(jī)械性能,還能增強(qiáng)玉米抗逆性,抗病性,防止倒伏,施鉀與玉米抗倒能力及產(chǎn)量形成密切相關(guān)[7-9]。郭紅[10]研究表明,鉀能增加玉米生長(zhǎng)發(fā)育過程中的抗病能力,抗倒伏能力以及抗旱和抗寒能力等。?,摰萚11]研究表明,在一定范圍內(nèi),可以適當(dāng)增加鉀肥用量,以降低倒伏的風(fēng)險(xiǎn),減少損失。王磊等[12]研究表明,適量施用鉀肥可以使莖稈堅(jiān)韌,增加抗倒伏和抗病蟲害能力。姚培清等[13]研究表明,合理施用鉀肥,穩(wěn)定夏玉米產(chǎn)量,減少玉米倒伏。王亮等[14]相關(guān)分析結(jié)果表明,玉米倒伏率與穗位高度、重心高度、莖腐病發(fā)病率、蟲害發(fā)生和種植密度呈極顯著正相關(guān)。與紋枯病、株高和節(jié)間長(zhǎng)度發(fā)生呈顯著正相關(guān);與玉米莖稈拉力、穿刺強(qiáng)度、折斷強(qiáng)度和莖粗呈極顯著負(fù)相關(guān)。萬(wàn)鵬等[15]研究表明,一定條件下,玉米產(chǎn)量是隨著施鉀量的增加而增加,當(dāng)增加到一定量時(shí),會(huì)隨著鉀肥的增加而下降。前人研究鉀對(duì)玉米倒伏、產(chǎn)量及各農(nóng)藝性狀相關(guān)性多集中在夏玉米,而黑龍江省春玉米研究較少。本研究在不同施鉀水平下,對(duì)玉米各農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進(jìn)行方差分析和多重比較,研究玉米倒伏率與各農(nóng)藝性狀之間相關(guān)性,以期為黑龍江省玉米抗倒性栽培及鉀肥的科學(xué)管理提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)地土壤狀況,堿解氮162.05mg/kg,全氮1.65g/kg,有效磷76.92mg/kg,全磷1.76mg/kg,速效鉀161.62g/kg,全鉀23.37 mg/kg,土壤含有機(jī)質(zhì)35.9 g/kg,pH 6.23。氮肥為尿素(N 46%),磷肥為重過磷酸鈣(P2O546%),鉀肥為氯化鉀(K2O 60%)。
試驗(yàn)地點(diǎn)黑龍江省農(nóng)科院佳木斯分院,2017年和2018年種植玉米品種和育187,采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)5個(gè)水平,T0處理為不施鉀肥處理,T1處理為(K2O)45 kg/hm2,T2處理為(K2O)90 kg/hm2,T3處理為(K2O)135 kg/hm2,T4處理為(K2O)180 kg/hm2,每個(gè)處理施相同的氮肥和磷肥,施N 160 kg/hm2,P2O590 kg/hm2,4行區(qū),行長(zhǎng)4.5 m,行距65 cm。3次重復(fù),其他栽培管理同大田。
1.3.1 測(cè)量株高和穗位高 玉米蠟熟期期后測(cè)量株高、穗位高并記錄倒伏率。
1.3.2 穗部性狀及產(chǎn)量 根據(jù)試驗(yàn)各處理方案,記錄各處理面積、株數(shù)、穗數(shù)。連續(xù)取15穗室內(nèi)考種,測(cè)量玉米百粒重、穗行數(shù)、禿尖長(zhǎng)、行粒數(shù)和穗長(zhǎng)。測(cè)量各處理鮮粒重、籽粒水分含量等,并計(jì)算各處理單位玉米產(chǎn)量。
利用Microsoft Excel 2010作圖,SPSS 19對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
由圖1可見,玉米株高隨施鉀量增加先升高再下降,穗位高隨施鉀量增加先下降再升高。
圖1 不同施鉀量對(duì)玉米株高與穗位高的影響
由圖2可見,不同施鉀量對(duì)玉米主要產(chǎn)量性狀的影響趨勢(shì)相似,玉米的穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)和百粒重隨施鉀量增加先升高再下降,玉米禿尖長(zhǎng)和倒伏率隨施鉀量先下降再升高,適量的施鉀可以降低玉米的禿尖長(zhǎng)和倒伏率。
圖2 不同施鉀量對(duì)玉米穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、百粒重和倒伏率的影響
由圖3可見,在不同施鉀量處理中,隨著施鉀量的增加玉米產(chǎn)量先增加,再下降。過量施鉀后產(chǎn)量并沒有隨之增加,反而有所下降。
圖3 不同施鉀量對(duì)玉米產(chǎn)量的影響
通過對(duì)各性狀進(jìn)行方差分析和多重比較(表1),結(jié)果顯示:玉米在農(nóng)藝性狀方面,T2處理株高最高,穗長(zhǎng)最長(zhǎng),分別為316.7 cm和23.8 cm,與其他處理間均存在著顯著差異;T0處理的穗位最高、禿尖最長(zhǎng),分別為119.6 cm和3.2 cm,并且與其他處理間均存在著顯著性差異。在產(chǎn)量性狀方面,T2處理的穗行數(shù)、行粒數(shù)最多,百粒重最大,產(chǎn)量最高,分別為16個(gè)、45.3個(gè)、41.3g和11854.9 kg/hm2,T2處理的穗行數(shù)與T0處理存在顯著差異,與其他處理間無顯著差異;T2處理百粒重與T0、T4處理間存在顯著性差異,而與T3處理的百粒重間不存在顯著性的差異;T2處理的行粒數(shù)和產(chǎn)量與其他各處理間均存在著顯著差異。在玉米抗性方面,T0處理的倒伏率最高為27.8%,T2處理的倒伏率最低為14.2%,并且與其他各處理均存在著顯著差異。
表1 不同施鉀量對(duì)各農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的多重比較結(jié)果
對(duì)倒伏率與株高、穗位高、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、百粒重和產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析(表2),結(jié)果顯示倒伏率與穗位高、禿尖長(zhǎng)呈顯著正相關(guān),相關(guān)性分別為0.847和0.93。倒伏率與其他6個(gè)性狀均呈顯著負(fù)相關(guān)。其中與倒伏率相關(guān)性最高的為禿尖長(zhǎng),相關(guān)系數(shù)為r=-0.930,相關(guān)性最低的為穗行數(shù),相關(guān)系數(shù)為r=-0.680。
表2 倒伏率與各農(nóng)藝性狀相關(guān)系數(shù)
玉米穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、株高、百粒重和行粒數(shù)隨施鉀量增加先升高再下降。玉米穗位高、禿尖長(zhǎng)和倒伏率隨施鉀量先下降,之后再上升,成“V”型變化。梁忠義等[16]研究表明,不同施鉀量對(duì)玉米農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)效益的影響較大。各處理在株高、穗高、穗長(zhǎng)、千粒重、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益方面差異明顯。陳海軍[17]研究表明,施用鉀肥能明顯增加玉米的株高、穗位高、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重,降低玉米果穗的禿尖長(zhǎng)度,適量的施鉀肥可以提高玉米產(chǎn)量,過量的施鉀玉米產(chǎn)量反而降低。徐湫[18]研究表明,隨著施鉀量的增加,玉米株高、莖粗、行粒數(shù)、穗行數(shù)、千粒重也隨之增加,而玉米禿尖率卻隨著施鉀量的增加而降低。馬志強(qiáng)等[19]研究表明,玉米株高、百粒重、行粒數(shù)、穗行數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、產(chǎn)量隨施鉀量的增加先增加再下降。李明等[20]研究結(jié)果表明,施鉀量、莖粗和株高三者之間分別呈顯著正相關(guān)關(guān)系。對(duì)于不同施鉀水平下,本研究玉米穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、株高、百粒重、行粒數(shù)、穗位高、禿尖長(zhǎng)和倒伏率變化規(guī)律與前人研究較為一致。
隨著玉米機(jī)械化收獲的到來,玉米倒伏已經(jīng)成為限制玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的瓶頸。姚培清等[21]研究表明,合理施用鉀肥不但能增強(qiáng)抗倒性,還可提高玉米產(chǎn)量。譚杰[22]研究表明,鉀與作物的抗倒能力及產(chǎn)量形成密切相關(guān)。李波等[23]研究表明施用鉀肥可以顯著增加莖稈的穿刺強(qiáng)度,促進(jìn)了整株的抗倒伏能力。劉舉[24]研究表明,施用鉀肥提高莖稈強(qiáng)度,增加莖皮厚,抑制節(jié)間伸長(zhǎng),提高莖稈田間抗拉彎強(qiáng)度,從而提高夏玉米抗倒性。楊德光等[25]研究表明,玉米莖稈單位面積維管束數(shù)目多,維管束鞘厚度大、機(jī)械組織發(fā)達(dá),利于抗倒性提高。井淑香等[26]研究表明,倒伏導(dǎo)致的玉米產(chǎn)量降低主要是由穗粒數(shù)減少和千粒重降低而引起??慃惖萚27]研究表明,施鉀可顯著提高玉米產(chǎn)量,施鉀增加玉米穗粒數(shù)和百粒重,玉米產(chǎn)量隨施鉀量的增加先增后降。侯云鵬等[28]研究表明,隨著施鉀量的增加,玉米產(chǎn)量增加,當(dāng)施鉀量達(dá)到一定值,玉米產(chǎn)量最高;鉀肥施用量繼續(xù)增加,玉米產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)??梢娺m宜的鉀肥用量才是玉米防倒伏高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。
前人從玉米穗位高、株高、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、百粒重等方面進(jìn)行了大量相關(guān)性研究,但結(jié)果不完全一致,燕樹鋒等[29]研究結(jié)果表明,莖稈倒伏率與株高、穗位高和穗上節(jié)間數(shù)之間經(jīng)相關(guān)分析達(dá)到極顯著水平,與莖粗之間經(jīng)相關(guān)分析達(dá)到顯著水平。吳畏等[30]研究結(jié)果表明風(fēng)災(zāi)之后,對(duì)40塊玉米生產(chǎn)田上種植的17個(gè)品種進(jìn)行株高調(diào)查,倒伏品種與未倒伏品種株高較為接近,表明玉米植株的高低對(duì)倒伏沒有影響。玉米植株穗位高對(duì)倒伏影響很大,是玉米倒伏最大的影響因素。本研究結(jié)果表明,玉米穗位高度是影響倒伏的主要因素,與玉米倒伏相關(guān)性高,玉米倒伏對(duì)穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、百粒重有較大影響,這與前人研究一致。玉米株高對(duì)于倒伏的影響,還需要結(jié)合玉米株型、葉片寬窄、葉面積、葉夾角、葉片空間分布和莖稈韌性等因素進(jìn)一步研究。
綜上所述適量的鉀肥可以提高玉米抗倒能力。本研究在不同施鉀水平下,對(duì)玉米各農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進(jìn)行方差分析,施鉀量對(duì)玉米倒伏率有一定影響,同時(shí)倒伏率對(duì)各農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量均產(chǎn)生了不同影響,即倒伏率高的處理,其禿尖變長(zhǎng),穗位高較高。倒伏率高的處理百粒重、行粒數(shù)、穗行數(shù)和產(chǎn)量均下降。研究玉米倒伏率與各農(nóng)藝性狀之間相關(guān)性,結(jié)果顯示倒伏率與禿尖長(zhǎng)、穗位高呈顯著正相關(guān),倒伏率與其他各性狀均呈顯著負(fù)相關(guān)。