吳 思， 陶明德， 周迎鑫， 羅 薇， 陳平平， 周文新， 易鎮(zhèn)邪

(湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南長沙 410128)

玉米是我國第一大糧食作物，其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對保障我國的糧食安全具有重要意義[1]。獲得作物增產(chǎn)，不僅要選用優(yōu)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(fā)揮增產(chǎn)潛力是實現(xiàn)玉米高產(chǎn)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(xiàn)玉米高產(chǎn)[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(fā)育，空稈、倒伏情況增加，從而影響單位面積產(chǎn)量[5]。隨著高密度生產(chǎn)種植技術的發(fā)展，我國每年因倒伏而損失的玉米產(chǎn)量日益增大，倒伏已成為影響玉米高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)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(tài)、農(nóng)藝性狀、抗倒伏能力、產(chǎn)量及產(chǎn)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(qū)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(qū)機收夏玉米的穩(wěn)定發(fā)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(chǎn)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(qū)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(nóng)王實業(yè)有限公司生產(chǎn))；國光抑靈(50%矮壯素水劑，四川潤爾科技有限公司生產(chǎn))。

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(zhèn)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(qū)試驗設計，噴施部位為主區(qū)，化控劑種類為副區(qū)，噴施時期為副副區(qū)，3次重復，共39個小區(qū)，小區(qū)面積為28.8 m2(8行區(qū)，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(jù)當?shù)亓晳T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(qū)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(chǎn)量構成 玉米成熟后選取小區(qū)中間2行，調查記錄總株數(shù)、空稈株數(shù)、雙穗株數(shù)與有效穗數(shù)等；然后記錄實收穗數(shù)，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(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)后脫粒，考察籽?？傎|量、百粒質量、籽粒含水量等，按13.5%標準含水量折算實際產(chǎn)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(qū)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(jié)位的高度。

莖粗：分別在吐絲期、生理成熟期每小區(qū)選取10株代表性植株，調查其莖粗(第3節(jié)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(qū)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(shù)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(qū)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(jié)間壓斷強度。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用 Excel 2010 統(tǒng)計和計算數(shù)據(jù)，采用 SPSS 24.0 進行差異顯著性分析。本研究產(chǎn)量與產(chǎn)量構成數(shù)據(jù)是通過軟件計算后保留小數(shù)點后1位有效數(shù)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(jié)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(chǎn)量構成的影響

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

表2 夏玉米產(chǎn)量及其構成的方差分析結果

表3 化控對夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)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(shù)和穗行數(shù)差異不顯著。C3V1P1處理穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)與產(chǎn)量最低，千粒質量最大；C1V2P2產(chǎn)量、穗行數(shù)、行粒數(shù)與穗粒數(shù)均最大，C2V2P2產(chǎn)量居第2位，與C1V2P2差異不顯著。相關分析表明，穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(相關系數(shù)分別為0.678 7**、0.845 9**與 0.897 8**)，千粒質量與產(chǎn)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(shù)來影響夏玉米產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)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%?；瘜W調控降低了穗高系數(shù)，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(xiàn)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(xiàn)為C2>C1>C3處理，吐絲期莖粗在V1處理下表現(xiàn)為P2≥P1，成熟期莖粗在V1、V2處理下整體表現(xiàn)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(jié)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(jié)間壓斷強度分別表現(xiàn)為極顯著、顯著影響?；貏┓N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(jié)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(xiàn)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(jié)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(jié)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(jié)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(chǎn)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(fā)現(xiàn)二者的增產(chǎn)幅度有一定差異，密高和KP處理下玉米產(chǎn)量分別增加6.47%、9.23%[7]。任紅等發(fā)現(xiàn)，拔節(jié)期至大喇叭口期分別噴施增產(chǎn)胺、噸田寶及DA-6對中單909均有增產(chǎn)作用，但增產(chǎn)胺和噸田寶增產(chǎn)效果較好[8]。邢艷等研究發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)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(yōu)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(fā)現(xiàn)，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(chǎn)生的一種“利己素”)可使先玉335、鄭單 958分別增產(chǎn)9.9%、4.3%，同時提高了玉米的抗倒伏能力[13]；徐密林發(fā)現(xiàn)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(nóng)9、先玉355的產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(fā)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(jié)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(chǎn)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(chǎn)量。

關于化控劑對玉米產(chǎn)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(fā)現(xiàn)，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(chǎn)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(chǎn)量與抗倒性的影響

張帥等發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)量與抗倒伏能力，其中8葉期和16葉期噴施處理增產(chǎn)幅度最大[23]。蔣芳芳發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)4.95%，8～9葉和10～11葉噴施有增產(chǎn)作用(分別增產(chǎn)0.28%、6.28%)[24]。杜冰等研究發(fā)現(xiàn)，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(jié)間徒長；在10葉期之后噴施化控劑能控制中上部節(jié)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(shù)減少、千粒質量降低而減產(chǎn)[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(shù)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(shù)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(jié)間莖粗，增強節(jié)間機械強度，從而增強植株的抗倒伏能力。綜合夏玉米產(chǎn)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(chǎn)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?？梢?，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(chǎn)。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(chǎn)量與抗倒性的影響

本試驗比較了噴施部位對夏玉米產(chǎn)量構成與抗倒性的影響，發(fā)現(xiàn)葉面噴施化控劑的玉米穗行數(shù)、行粒數(shù)和穗粒數(shù)整體高于全株噴施處理，平均產(chǎn)量增幅4.7%。目前，關于化控劑噴施部位對玉米產(chǎn)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(shù)據(jù)，因此，有關化控劑噴施部位對玉米產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(chǎn)量表現(xiàn)為1次化控(拔節(jié)初期)>對 照>2次化控(拔節(jié)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(fā)現(xiàn)噴施時期、化控劑種類與噴施時期互作對產(chǎn)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(chǎn)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)噴施時期、化控劑種類與噴施時期互作對產(chǎn)量影響顯著，各互作處理中，C1V2P2、C2V2P2產(chǎn)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(xiàn)倒伏現(xiàn)象，但各抗倒伏能力指標是有差異的，本研究發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)量與抗倒伏能力，C1處理地上部干物質量與產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量呈正相關或顯著正相關(相關系數(shù)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(chǎn)量的提高。綜上所述，從產(chǎn)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(qū)夏玉米的適宜化控方式。

不同地區(qū)、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(chǎn)與抗倒性2個方面。為明確湖南省洞庭湖區(qū)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(chǎn)量與莖稈抗倒伏特性的影響，發(fā)現(xiàn)噴施時期、化控劑種類與噴施時期互作對產(chǎn)量構成因素影響顯著，C1V2P2、C2V2P2處理產(chǎn)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(chǎn)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(qū)夏玉米的適宜化控方式。