陳 軍，張海軍，韓明明，蔣方山

（淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東淄博 255033）

0 引言

山東省淄博市是冬小麥-夏玉米一年兩熟區(qū)，隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，耕地面積減少、土地集約流轉(zhuǎn)的環(huán)境變化，玉米大田生產(chǎn)難以突破家庭聯(lián)產(chǎn)承包制度下精播細(xì)作的產(chǎn)量瓶頸，而作為主要糧食作物，玉米收購(gòu)價(jià)格不受到市場(chǎng)保護(hù)，除農(nóng)資成本（種子、化肥、農(nóng)藥）的必須投入，種植管理的勞動(dòng)力成本不斷提升，使得農(nóng)戶種植收益下降，選擇耐密植品種高密度（≥7.5×104株/hm2）栽培成為當(dāng)前黃淮海兩熟區(qū)提高玉米產(chǎn)出的主要途徑。為防止種植群體過(guò)密產(chǎn)生的倒伏、減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)節(jié)本增效，種植戶常采取噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的生產(chǎn)措施。然而，夏玉米拔節(jié)期容易受強(qiáng)風(fēng)連陰、高濕寡照等不利氣候影響，造成光溫資源分配不均，探討行距差異和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)的綜合效應(yīng)是否存在光溫資源利用優(yōu)勢(shì)具有現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)不同玉米品種，齊文增等[1]發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)品種花后養(yǎng)分吸收與營(yíng)養(yǎng)器官向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)分配比例顯著高于普通品種；針對(duì)不同密度與行距配置，楊吉順等[2]認(rèn)為，增加種植密度可以提高光、溫資源的利用效率，行距配置可有效改善植株冠層結(jié)構(gòu)，提高單位面積光照截獲能力，進(jìn)而提高群體干物質(zhì)生產(chǎn)能力，發(fā)揮增產(chǎn)潛力；然而崔麗娜[3]、鄧妍[4]、金容[5]、馮海娟[6]等認(rèn)為種植密度并非越高越好，群體加大了內(nèi)部個(gè)體之間對(duì)光、水、肥資源競(jìng)爭(zhēng)壓力，導(dǎo)致單株地上部干物質(zhì)積累量、抗倒伏能力均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，空稈率提高、禿尖增長(zhǎng)，個(gè)體產(chǎn)量下降。穆心愿等[7]認(rèn)為，適量秸稈還田可延緩玉米生育后期葉片衰老進(jìn)程，優(yōu)化玉米干物質(zhì)積累與分配特性，提高花后干物質(zhì)積累量，增加粒重，進(jìn)而提高玉米籽粒產(chǎn)量。周麗平等[8]研究，添加濃度10 mg/L腐殖酸可明顯增加根冠比，改善根系活力，增加玉米干物質(zhì)量。徐田軍[9]認(rèn)為，在種植密度過(guò)大等倒伏條件下，噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可顯著增加玉米莖稈的抗折力和莖稈外皮穿刺強(qiáng)度，顯著降低重心高度和倒伏率，有利玉米穩(wěn)產(chǎn)。圍繞玉米高產(chǎn)栽培，前人在肥料養(yǎng)分利用、種植模式、密度與產(chǎn)量的關(guān)系、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)、干物質(zhì)積累等方面進(jìn)行了大量研究，關(guān)于生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)黃淮海夏玉米實(shí)現(xiàn)高收獲指數(shù)，配合行距配置，收獲期實(shí)現(xiàn)高效灌漿速率與脫水完成周期的特性研究，鮮見(jiàn)報(bào)道。筆者探索生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑與行距模式的綜合效應(yīng)，對(duì)‘迪卡517’籽粒干物質(zhì)積累、灌漿特性及脫水周期的規(guī)律研究，以期為地區(qū)機(jī)收夏玉米生產(chǎn)用調(diào)節(jié)劑的選擇及種植模式優(yōu)化利用提供理論技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為‘迪卡517’（國(guó)審玉20170005，黃淮海機(jī)收夏玉米）。供試調(diào)節(jié)劑為白加黑（含氨基酸水溶肥），氨基酸≥100 g/L，Zn+B≥20 g/L，登記證號(hào)農(nóng)肥（2016）準(zhǔn)字5747號(hào)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)NY 1429—2010，淄博沃爾肥業(yè)有限公司（高青）生產(chǎn)；甜菜堿（水溶性生物堿），三甲基甘氨酸Trimethylglycine，白色晶體粉末微粒，氯化物≤0.3%，硫酸鹽≤200 mg/kg，重金屬≤10 mg/kg，砷≤1 mg/kg，由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2019 年6—10 月夏玉米生長(zhǎng)季，在山東省淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地(118°03′68″E，36°81′05″N)開(kāi)展不同行距配置生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)機(jī)收品種‘迪卡517’干物質(zhì)積累及籽粒灌漿、脫水速率的影響試驗(yàn)，土質(zhì)為砂姜黑土，0～40 cm 耕層全氮1.62 g/kg，速效磷16.7 mg/kg，速效鉀132.96 mg/kg，ph 7.96。行距配置分為等行距（用1表示，60 cm+60 cm）、寬窄行（用2表示，70 cm+50 cm）；生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理包括白加黑（B 處理，含氨基酸水溶肥）、甜菜堿（T 處理，水溶性生物堿）、清水（CK處理），于V6期噴施。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，每處理3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2；基肥為沃夫特緩釋肥(N:P2O5:K2O=26:10:12)600 kg/hm2做種肥施入，V6期追施112.5 kg/hm2尿素。

1.3 試驗(yàn)方法

吐絲期(R1)開(kāi)始，每小區(qū)選取代表性植株1株，每隔10 天直至成熟期收獲，固定植株測(cè)量單株葉面積（植株基部第二節(jié)間噴白漆標(biāo)識(shí)），計(jì)算葉面積指數(shù)(LAI)；分別于大喇叭口期(V12)、吐絲期(R1)、灌漿期(R2)、灌漿中期(R3)、成熟期(PM)按小區(qū)選取代表性植株地上部1株，將葉、莖鞘、苞葉、穗軸與籽粒5個(gè)部分取樣裝袋，置烘箱105℃下殺青30 min，然后80℃烘干至恒重測(cè)量單株及籽粒干物質(zhì)積累量。

玉米吐絲前（8 月8 日）雌穗從葉鞘中露出時(shí)將植株掛牌標(biāo)記，抽絲授粉后按小區(qū)選取茁壯一致的植株取樣。授粉5天后第1次灌漿取樣，此后每隔10 d取一次直至收獲。每次選取代表樣穗1個(gè)，分上中下3個(gè)部分（各占穗長(zhǎng)的1/3），各部分按行取50 個(gè)籽粒保證取樣代表性，各部位樣?；旌虾螅ㄓ?jì)150粒）稱鮮重，用以測(cè)量脫水速率，在105℃烘箱中殺青30 min后，于80℃烘箱中烘干至恒重后稱取籽粒干重，折算百粒質(zhì)量、測(cè)量灌漿速率。

去除產(chǎn)量小區(qū)周圍邊行，每小區(qū)選取代表性的玉米2行（行長(zhǎng)6.66 m），記錄單位面積有效穗數(shù)，按平均鮮穗重隨機(jī)選取20 穗，用于室內(nèi)考種，同時(shí)測(cè)定籽粒含水率，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量（按14%折算含水率）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Microsoft Excel 2010 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)作圖，采用Duncan 法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 行距配置調(diào)節(jié)劑處理對(duì)‘迪卡517’葉面積指數(shù)的影響

葉面積指數(shù)是反映植物單位面積群體生長(zhǎng)狀況的一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)。在一定范圍內(nèi)，植物產(chǎn)量隨葉面積指數(shù)的增大而提高，當(dāng)指數(shù)增加到一定限度后，田間郁閉，光照不足，光合效率減弱，產(chǎn)量反而下降。圖1 表明，B1 花后平均葉面積指數(shù)3.83，與CK1 清水處理(3.78)差異不顯著，與T1 處理(4.03)差異顯著，說(shuō)明傳統(tǒng)行距模式下，該品種甜菜堿處理的葉面積指數(shù)最大；CK2花后平均葉面積指數(shù)4.14，高于T2、B2處理，說(shuō)明寬窄行模式下，2 種調(diào)節(jié)劑對(duì)該品種的葉面積指數(shù)的影響是不同程度降低的；CK2高于傳統(tǒng)模式CK1花后平均葉面積指數(shù)0.36，說(shuō)明無(wú)調(diào)節(jié)劑處理的單因素條件下，該品種在此密度的花后平均葉面積指數(shù)寬窄行模式顯著大于傳統(tǒng)等行模式。

圖1 行距配置調(diào)節(jié)劑處理對(duì)‘迪卡517’葉面積指數(shù)的影響

2.2 行距配置調(diào)節(jié)劑處理對(duì)‘迪卡517’單株干物質(zhì)積累量的影響

圖2 表明，B1 和T1 處理在大口(V12)及吐絲期(R1)單株干物質(zhì)積累量都大于CK1，從灌漿期開(kāi)始，單株干物質(zhì)積累總量都低于CK1 清水處理；2 種模式下均表現(xiàn)為B1＜CK1和B2＜CK2，說(shuō)明氨基酸水溶肥的單株干物質(zhì)積累總量低于清水對(duì)照處理；T2 處理從V12 至PM 期干物質(zhì)積累總量超過(guò)B2 和CK2，說(shuō)明該品種此密度的寬窄行模式下，甜菜堿處理可以獲得較高的單株干物質(zhì)積累總量。

圖2 行距配置調(diào)節(jié)劑處理對(duì)‘迪卡517’單株干物質(zhì)積累的影響

2.3 行距配置調(diào)節(jié)劑處理對(duì)‘迪卡517’灌漿速率的影響

玉米的灌漿特性是決定籽粒質(zhì)量且影響收獲產(chǎn)量的重要指標(biāo)，籽粒灌漿期是玉米產(chǎn)量形成的關(guān)鍵期。圖3 表明，T1、B1 授粉至15 天，灌漿速率低于CK1，授粉25天后，最大和平均灌漿速率一直高于對(duì)照，T1花后25～45天高于B1，B1花后45天后高于其他處理，說(shuō)明傳統(tǒng)模式下，氨基酸水溶肥和甜菜堿處理在‘迪卡517’授粉25 天后均可獲得較高的灌漿速率；而T2 授粉至45 天平均灌漿速率最大，B2 授粉25 天至收獲平均灌漿速率最大，說(shuō)明相對(duì)于傳統(tǒng)模式，寬窄行模式甜菜堿處理的‘迪卡517’灌漿速率提前，而氨基酸水溶肥基本不受行距模式影響，灌漿趨勢(shì)較為一致，即花后25天至收獲可獲得高于其他處理的平均灌漿速率。

圖3 行距配置調(diào)節(jié)劑處理對(duì)‘迪卡517’灌漿速率的影響

2.4 行距配置調(diào)節(jié)劑處理對(duì)‘迪卡517’脫水速率的影響

圖4表明，授粉至10天內(nèi)CK1脫水平均速率相對(duì)較高，授粉10～35 天甜菜堿處理T1 表現(xiàn)較快；花后35天白加黑處理脫水最快，且B1整個(gè)生育期脫水趨勢(shì)最穩(wěn)定，即脫水速率平穩(wěn)加快，但收獲時(shí)含水率仍高于對(duì)照0.44%；B2 花后35 天內(nèi)脫水平均速率一直相對(duì)較高，35 天后速率減緩，授粉至35 天脫水平均速率CK2＜B2＜T2，授粉35 天后CK2＞T2＞B2，白加黑處理B2收獲時(shí)低于對(duì)照CK2含水率2.4%，說(shuō)明B2將籽粒脫水速率提前，且收獲期可獲得較低的籽粒含水量。

圖4 行距配置調(diào)節(jié)劑處理對(duì)‘迪卡517’脫水速率的影響

2.5 行距配置處理對(duì)‘迪卡517’收獲指數(shù)與產(chǎn)量的影響

收獲指數(shù)是玉米收獲時(shí)籽粒產(chǎn)量占生物產(chǎn)量的比值，反映了作物同化產(chǎn)物在籽粒和營(yíng)養(yǎng)器官上的分配比例。由表1可知，不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理‘迪卡517’的收獲指數(shù)差異顯著，對(duì)產(chǎn)量影響差異顯著，B1＞T1＞CK1，B2＞T2＞CK2，且收獲指數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān)；同一調(diào)節(jié)劑處理，行距配置差異對(duì)該品種此密度產(chǎn)量的影響，寬窄行(R2)顯著優(yōu)于等行距(R1)模式。

表1 行距配置處理對(duì)‘迪卡517’收獲指數(shù)與產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論

傳統(tǒng)等行距B1 處理雖然葉面積指數(shù)和單株干物質(zhì)積累量低于對(duì)照，但授粉25天后灌漿速率較對(duì)照有大幅度提高，籽粒干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)積累加快，可獲得較高的收獲指數(shù)，產(chǎn)量較對(duì)照顯著提高。寬窄行模式T2處理葉面積指數(shù)和單株干物質(zhì)積累量高于對(duì)照，授粉至35天脫水效率高，脫水周期完成快，授粉35 天后脫水速率的降低，表現(xiàn)出延緩玉米生育后期葉片衰老進(jìn)程，優(yōu)化玉米干物質(zhì)積累與分配特性，提高粒重，進(jìn)而提高玉米籽粒產(chǎn)量。7.5×104株/hm2密度下氨基酸水溶肥處理，等行距或?qū)捳心Ｊ?，均能以較小的葉面積指數(shù)、較低的干物質(zhì)積累量，授粉15天后隨著高效的灌漿速率獲得較高的收獲指數(shù)及產(chǎn)量，相對(duì)于等行距模式脫水速率差異不顯著，寬窄行模式有利于將高效的籽粒脫水峰值提前至授粉后35天，且灌漿周期提前至花后45 天，但收獲期籽粒含水率仍≥32%；而甜菜堿處理，受寬窄行模式影響，生物產(chǎn)能過(guò)大，雖然產(chǎn)量較對(duì)照顯著增加，仍顯著低于氨基酸水溶肥處理。綜上，建議黃淮海地區(qū)夏玉米‘迪卡517’生產(chǎn)推廣70 cm+50 cm 寬窄行栽培模式，6 葉展開(kāi)期噴施富鋅氨基酸水溶肥提高收獲指數(shù)與產(chǎn)量，若要實(shí)現(xiàn)籽粒機(jī)收，需通過(guò)延緩收獲期來(lái)完成≤26.0%籽粒含水率的脫水指標(biāo)。

4 討論

前人研究表明，高密度種植是玉米群體產(chǎn)量提高最有效的栽培措施。楊吉順等[2]認(rèn)為在單穗粒重穩(wěn)定或略有減小的前提下，隨密度增加，群體葉面積指數(shù)顯著升高，光合速率、光截獲率增加，群體光合產(chǎn)物積累量增加，最終玉米群體產(chǎn)量顯著增加。崔麗娜[3]、鄧妍[4]等認(rèn)為玉米冠層形態(tài)結(jié)構(gòu)影響作物群體的受光能力和內(nèi)部光分布特征，密度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致葉面積指數(shù)過(guò)高，引發(fā)群體透光率降低。金容[5]、馮海娟[6]等認(rèn)為消光系數(shù)增加造成內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)加劇，形成降低玉米有效穗數(shù)、穗粒數(shù)的生態(tài)機(jī)制。因此，株行距的合理構(gòu)建能優(yōu)化株型結(jié)構(gòu)，自動(dòng)調(diào)節(jié)植株莖葉夾角，增大葉向值；使得葉面積指數(shù)及消光系數(shù)趨于合理；還可促進(jìn)玉米雌雄穗分化發(fā)育，降低小花敗育率；優(yōu)化玉米穗部性狀，協(xié)調(diào)有效穗數(shù)和穗粒數(shù)矛盾，從而提高玉米產(chǎn)量。緊湊型品種在高密度寬窄行種植時(shí)構(gòu)成的冠層結(jié)構(gòu)更加合理，本試驗(yàn)選擇‘迪卡517’株型緊湊，符合這一規(guī)律。結(jié)果表明，7.5×104株/hm2密度下寬窄行模式(R2)相較于等行模式(R1)，甜菜堿(T2)處理較對(duì)照(CK2)表現(xiàn)增產(chǎn)，與楊吉順等[2]研究結(jié)果一致；氨基酸水溶肥(B1、B2)處理2種行距配置，葉面積指數(shù)各生育時(shí)期均低于對(duì)照，但籽粒干物質(zhì)積累量顯著高于對(duì)照，表明葉面積指數(shù)受不同調(diào)節(jié)物質(zhì)影響。徐田軍[9]、楊雪[10]等認(rèn)為作物的生產(chǎn)是一個(gè)種群生長(zhǎng)的過(guò)程，而非個(gè)體表現(xiàn)，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以協(xié)調(diào)高密度下的玉米群體與個(gè)體間的矛盾。劉曉慶等[11]認(rèn)為噴施葉面肥和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可明顯增強(qiáng)遮蔭條件下玉米葉片SOD、POD 活性，提高出籽率利于穩(wěn)定產(chǎn)量；孫豐磊等[12]認(rèn)為拔節(jié)期噴施乙烯利之后并在吐絲期噴施一定濃度的6-BA 可以促進(jìn)胚乳細(xì)胞的分裂以及淀粉粒的積累，進(jìn)而增加庫(kù)容、保障玉米產(chǎn)量潛力的發(fā)揮[13]。而玉米穗部營(yíng)養(yǎng)主要來(lái)源于穗位葉[14]，寬窄行種植可增大中部冠層透光率，提高群體光合作用的同時(shí)降低玉米呼吸消耗，有利于植株地上部干物質(zhì)積累[15]。玉米生育期干物質(zhì)積累呈“S”型曲線，群體干物質(zhì)隨密度增加而上升，而單株干物質(zhì)與密度呈負(fù)相關(guān)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，等行距單株干物質(zhì)積累量吐絲期(R1)之前大于對(duì)照，花后積累總量低于清水處理；不管何種模式下，氨基酸水溶肥（B1、B2 處理）的單株干物質(zhì)積累總量均低于對(duì)照(CK1、CK2)處理，說(shuō)明7.5×104株/hm2密度‘迪卡517’的寬窄行模式，甜菜堿(T1、T2)處理可以獲得較高的單株干物質(zhì)積累總量。產(chǎn)量的提高是生物量和收獲指數(shù)協(xié)同提高的結(jié)果，而收獲指數(shù)每提高0.01就意味著玉米產(chǎn)量依賴更多光合產(chǎn)物的積累，即干物質(zhì)積累越多，籽粒產(chǎn)量也就越高[1]。本試驗(yàn)中‘迪卡517’莖、葉中的單株干物質(zhì)積累分配比例，甜菜堿(T1、T2)處理符合這一規(guī)律；盡管水溶肥調(diào)節(jié)處理低于對(duì)照，但生育后期的籽粒干物質(zhì)分配高于對(duì)照；由此可知，2種調(diào)節(jié)劑處理均使得儲(chǔ)藏在各器官中的干物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移的量增加，有利于獲得較高籽粒產(chǎn)量和收獲指數(shù)。穆心愿等[7]發(fā)現(xiàn)，2種行距模式的收獲指數(shù)差異顯著，寬窄行較等行距增產(chǎn)的原因主要是百粒重的提高與行粒數(shù)增加引起的穗粒數(shù)顯著增加；于寧寧等[14]研究表明百粒重主要取決于灌漿速率，較高的平均灌漿速率是獲得高粒重的前提。洪德峰等[16]認(rèn)為百粒重在不同環(huán)境條件下表現(xiàn)較為穩(wěn)定，單株穗粒數(shù)和單株產(chǎn)量的遺傳力相對(duì)低，楊瑞晗等[17]闡明單株產(chǎn)量受單株穗粒數(shù)的影響比受百粒重影響更大。本試驗(yàn)結(jié)果表明，甜菜堿處理較水溶肥處理將較高的花后灌漿速率提前10天，而水溶肥處理花后25 天較對(duì)照灌漿速率提高，表明相對(duì)于清水對(duì)照，水溶肥處理將灌漿速率周期延后。黃淮海地區(qū)小麥-玉米一年兩熟區(qū)光熱資源緊缺，夏玉米直播生育期短，實(shí)際生產(chǎn)無(wú)法保證充足的灌漿持續(xù)時(shí)間和后期籽粒脫水時(shí)間，生理成熟時(shí)籽粒含水率過(guò)高，不利于機(jī)械化收獲，影響后茬小麥播種。該區(qū)域玉米收獲期籽粒含水量與生理成熟后子粒脫水速率極顯著負(fù)相關(guān)，與子粒灌漿速率顯著負(fù)相關(guān)[18-19]。收獲時(shí)籽粒含水量主要取決于生理成熟前后籽粒的含水量和脫水速率，2 個(gè)性狀具有可遺傳特點(diǎn)，具有品種間的差異[20-22]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于等行距模式，寬窄行氨基酸水溶肥(B2)處理，可以將‘迪卡517’脫水速率提前至花后35天，之后脫水速率平緩降低，但收獲時(shí)籽粒含水率仍超過(guò)30%，水溶肥處理的脫水效果并不理想。本試驗(yàn)表明，氨基酸水溶肥處理雖然降低了葉面積指數(shù)，減少了玉米營(yíng)養(yǎng)器官的干物質(zhì)積累量，卻促進(jìn)了莖葉向籽粒中的干物質(zhì)轉(zhuǎn)移，提高了收獲指數(shù)，且對(duì)籽粒品質(zhì)沒(méi)有顯著影響，提高了出籽率。作為玉米機(jī)械粒收最后的屏障，改善脫水速率是下一步研究的重點(diǎn)。