川中丘區(qū)不同玉米品種春、夏播莖稈抗倒特性研究

豆 攀，黃科程，王興龍，馬曉君，張嘉莉，孔凡磊，袁繼超

(1.四川農業(yè)大學 農學院，四川 溫江 611130；2.中江縣農業(yè)局，四川 中江 618100)

川中丘區(qū)不同玉米品種春、夏播莖稈抗倒特性研究

豆 攀1，黃科程2，王興龍1，馬曉君1，張嘉莉1，孔凡磊1，袁繼超1

(1.四川農業(yè)大學 農學院，四川 溫江 611130；2.中江縣農業(yè)局，四川 中江 618100)

為了明確川中丘區(qū)玉米的莖稈特性與抗倒能力及其產量的差異，鑒選抗倒伏與耐夏播能力強的品種，以四川省生產上推廣面積較大的10個玉米品種為材料，設置春、夏播2個播期，比較研究了吐絲后7 d莖稈的形態(tài)特征、基部節(jié)間的機械強度與倒伏發(fā)生情況及產量構成。結果表明，夏播較春播更易發(fā)生倒伏；不同品種的莖稈特征、基部節(jié)間的機械強度以及籽粒的產量均存在明顯差異，而且受播期的影響較大。夏播與春播相比，植株的株高和穗位變高，基部節(jié)間變長變細，壓碎強度和折斷強度下降，抗倒伏能力減弱，產量也降低，但這種變化的幅度在品種間存在較大差異。成單30是一個較好的夏播品種，抗倒能力強，產量也較高；而正紅505耐夏播能力相對較弱，但春播抗倒伏能力較強，可作為春播品種進行大面積種植。

春播；夏播；玉米；抗倒伏；力學特性

倒伏是導致玉米產量降低的主要因素之一，倒伏造成的產量損失可達5%～70%[1]。玉米從拔節(jié)期-成熟期，均有可能由于暴風雨的影響而發(fā)生倒伏，嚴重制約產量水平的提高[2]，同時倒伏也影響機械化收獲作業(yè)，如何提高玉米的抗倒能力、降低倒伏發(fā)生是玉米生產的重要課題之一。前人對此已開展了較多研究，認為莖粗[3]和穗位高[4-5]、莖稈壓碎強度[6]、莖稈穿刺阻力[7]、穗下節(jié)間纖維素含量[6]等與玉米的抗倒能力有關，可作為莖稈抗倒伏能力的有效指標；玉米不同品種間抗倒能力差異較大[8-9]，并受種植密度和施肥水平等的影響[6]，因此選用抗倒品種、合理密植和科學施肥是增強玉米抗倒能力的重要措施。李華英等[10-12]研究表明，播期對小麥和大麥莖稈的抗倒能力有顯著影響，因此，適期播種可能也是提高玉米抗倒能力的技術措施。

川中丘區(qū)是四川省玉米的主產區(qū)，傳統(tǒng)以套作春玉米為主，隨著適度規(guī)模的發(fā)展和生產方式的轉變，機械化生產逐步得到推廣應用，凈作夏玉米面積逐漸擴大，但夏播玉米處于高溫多雨季節(jié)，生產上倒伏發(fā)生的頻率較高，因此，比較研究春、夏播玉米抗倒伏能力差異，鑒選抗倒能力較強的品種是發(fā)展夏玉米機械化生產的重要基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2015年3-8月在四川省中江縣合興鄉(xiāng)新建村(東經104°37′，北緯30°35′)進行。試驗田播前耕層土壤養(yǎng)分含量分別為：有機質11.77 g/kg，全氮1.47 mg/kg，堿解氮42.93 mg/kg，有效磷5.90 mg/kg，速效鉀117.56 g/kg。

玉米生育期內日平均氣溫23.4 ℃，月平均降雨量80.8 mm，其中玉米生育期的候均溫和降雨量如圖1所示，夏播玉米在拔節(jié)-大喇叭口期(6月14日-6月28日)的候均溫和降雨量顯著大于春播(5月9日-5月29日)。

圖1 全生育期內候均溫和降雨量

1.2 試驗設計

采用裂區(qū)試驗設計，播期為主區(qū)，分別為春播(3月26日)、夏播(5月10日)；品種為副區(qū)，為本區(qū)域近年推廣種植面積較大的10個品種，分別為正紅505、成單30、蜀龍13、仲玉3號、蠡玉88、同玉18、中單808、榮玉1210、正紅311和正紅6號，3次重復，共60個小區(qū)。覆膜直播，采用寬窄行種植，行株距(110+50) cm×25 cm，密度4.95萬株/hm2，小區(qū)面積5.5 m×3.2 m。所有處理底肥施復混肥料(有效含量40%，N∶P∶K=25∶7∶8)，窄行中溝施肥，全生育期共施純氮225 kg/hm2，按底肥∶追肥=1∶1施用，其他栽培管理措施同一般高產玉米田。

1.3 測定項目

吐絲期前后是抗倒伏品種選擇和鑒定的最佳時期。本試驗莖稈性狀的各個指標測定時期為吐絲后7 d，測定部位為基部第2-5節(jié)間(從下至上，下同)。各小區(qū)隨機選取 5 株分別測量株高、穗位高、莖粗、節(jié)間直徑、節(jié)間長度、壓碎強度、穿刺強度、折斷強度，并測定植株莖稈干物質量。

穗高系數(shù)=穗位高/株高

采用石家莊艾沃士科技有限公司生產的 AWOS-SL04植物莖稈強度測定儀測定莖稈機械強度。

莖稈穿刺強度：將橫斷面積為1 mm2的測頭在莖稈節(jié)間中部垂直于莖稈方向勻速緩慢插入，讀取穿透莖稈表皮的最大值即為穿刺強度(N/mm2)。

莖稈壓碎強度：將直徑為1 cm的圓柱形試驗機壓頭在莖稈節(jié)間中部垂直于莖稈軸線方向緩慢勻速加載，至其撕裂時計算機自動記錄試驗數(shù)據(jù)， 并顯示抗壓強度值(N/cm2)。

莖稈折斷強度：將莖稈放在間距為7 cm的支撐臺上，弧形探頭貼住莖稈快速下壓，計算機顯示莖稈折斷時的最大力度值，即為莖稈折斷力度(N)。

收獲時對小區(qū)玉米產量進行實測，將籽粒含水量折合為14%計算產量，并記錄各品種的倒伏率情況，同時按平均穗重法選取20穗玉米進行考種。

1.4 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel和SPSS 22.0軟件進行圖表制作和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 莖稈特性

2.1.1 株高和穗位高 由圖2可知，夏玉米的株高和穗位高較春玉米高，10個品種平均，株高和穗位高分別高12.0%和30.2%，穗位高提高的幅度大于株高，導致穗位高系數(shù)也高于春播。無論是春播還是夏播，品種間的株高和穗位高均有明顯差異，春播、夏播株高和穗位高均以正紅311和中單808最高，蠡玉88最低。進一步分析表明，不同品種株高和穗位高在春、夏播之間變異幅度是有差異的，春播條件下10個品種株高和穗位高的變異系數(shù)分別為4.6%和11.4%，而夏播時則分別為3.7%和9.0%，夏播條件下品種間的差異縮小。夏播與春播相比，株高和穗位高上升幅度均是蠡玉88最高，中單808和榮玉1210上升幅度最小。

2.1.2 節(jié)間長和節(jié)間直徑 基部節(jié)間長隨節(jié)位的上升逐漸增長，品種間和播期間表現(xiàn)一致(表1)。同一品種相比，夏播的節(jié)間長均大于春播，10個品種平均，夏播較春播長31.4%，與穗位高的增幅基本一致，但不同節(jié)間的增幅有較大差異，隨節(jié)位的上升增幅變小，10個品種第2-5節(jié)間的平均增幅分別為47.1%，43.6%，26.0%，21.3%；從品種來看，以榮玉1210和正紅311的增幅最大，正紅505的增幅最低，與穗位高的表現(xiàn)也基本一致。

不同品種基部節(jié)間直徑也有較大差異(表2)，其中以中單808最粗，其次為榮玉1210，夏播時仲玉3號和蜀龍13也較粗，正紅6號春播最細，蠡玉88夏播均最細。與節(jié)間長不同，多數(shù)品種基部第2-5節(jié)間粗夏播較春播小，其中以蠡玉88夏播降低的幅度最大(降低10.4%)，其次為中單808(降低7.5%)，但蜀龍13和仲玉3號春、夏播之間差異不大。

圖2 春、夏播不同玉米品種農藝性狀比較

播期Sowingdate節(jié)位Internode正紅505ZH505成單30CD30蜀龍13SL13仲玉3號ZY3蠡玉88LY88同玉18TY18中單808ZD808榮玉1210RY1210正紅311ZH311正紅6號ZH6春播26.89ab6.12ab6.22ab5.71b6.57ab6.50ab5.69b6.29ab7.05a6.91abSpringsowing39.05abc8.45bc9.13ab7.30c8.12bc9.25ab7.81bc9.07abc10.77a9.17ab411.01cd11.20bcd12.26bc9.81d10.27cd13.06b10.70cd13.01b15.11a11.94bc512.72cd14.01bcd14.36bc12.40cd12.28d15.28b13.54bcd15.28b18.32a14.21bcd2-5節(jié)長Lengthof2-5internodes39.67bcd39.78bcd41.98bc35.21d37.24cd44.09b37.73bcd43.64bc51.25a42.23bc夏播29.40a10.13a9.27a9.53a10.07a9.10a8.50a8.70a10.50a8.90aSummersowing311.77b12.50b11.90b12.13b13.23ab13.10ab11.43b12.27b15.43a12.80ab413.83b14.13b14.83b14.00b15.47b15.97b13.90b14.47b18.33a14.27b515.67c16.33c16.93bc16.13c17.27bc19.00ab16.03c16.63bc20.97a17.80bc2-5節(jié)長Lengthof2-5internodes50.67b53.10b52.93b51.80b56.03b57.17ab49.87b52.07b65.23a53.77b

注： 同行不同字母表示在 0．05 水平差異顯著。表2-5，7同。

Note：Different letters in the same line represent significant difference at 0.05 level．The same as Tab.2-5，7.

表2 不同玉米品種基部節(jié)間直徑Tab.2 The diameter of basal internode of different maize varieties cm

2.1.3 節(jié)間力學特性 玉米基部節(jié)間的機械強度隨節(jié)位的上升而降低，特別是折斷強度，品種間和播期間均表現(xiàn)一致。10個品種2個播期平均，第2，3，4節(jié)間的折斷強度分別較第5節(jié)間高92.9%，52.4%，23.3%，穿刺強度和壓碎強度則分別高36.7%，26.1%，13.4%和36.7%，34.0%，7.6%(表3-5)。

無論是穿刺強度(表3)、壓碎強度(表4)還是折斷強度(表5)，品種間差異明顯?？傮w而言，在10個參試品種中，正紅311基部節(jié)間的穿刺強度、壓碎強度和折斷強度是較高的，其次為仲玉3號和成單30，蜀龍13則是較弱的，中單808的穿刺強度、正紅505的折斷強度、正紅6號的壓碎強度均為最低。

播期對玉米基部節(jié)間穿刺強度的影響較小，但對壓碎強度和折斷強度影響顯著，夏播與春播相比，基部節(jié)間的壓碎強度和折斷強度不同程度降低，10個品種5個節(jié)間平均，壓碎強度和折斷強度分別降低20.2%和14.3%。夏播基部不同節(jié)間壓碎強度較春播降低的幅度因品種和節(jié)位而異，總體來看，第3，4節(jié)間的降幅較大，第5節(jié)間的降幅較??；而夏播基部不同節(jié)間折斷強度較春播降低的幅度總體隨節(jié)間的升高呈降低趨勢，10個品種第2-5節(jié)間的平均降幅分別為20.1%，15.6%，8.9%，7.0%。就品種而言，夏播與春播相比第2-5節(jié)間的平均壓碎強度的降幅以中單808和成單30最大，其次為蠡玉88和正紅6號，同玉18的降幅最??；而折斷強度的降幅以蠡玉88和正紅6號最大，其次為正紅505和中單808，正紅311和蜀龍13的降幅最小。

表3 不同玉米品種基部節(jié)間穿刺強度Tab.3 The penetration strength of basal internode of different maize varieties N/mm2

表4 不同玉米品種基部節(jié)間壓碎強度Tab.4 The crushing strength of basal internode of different maize varieties N/cm2

表5 不同玉米品種基部節(jié)間折斷強度Tab.5 The breaking strength of basal internode of different maize varieties N

2.2 田間實際倒伏率

春播時各品種田間均未發(fā)生倒伏，但夏播時則發(fā)生了不同程度的倒伏(表6)。從莖折率來看，10個參試品種中以正紅505最高，這可能與其基部節(jié)間折斷強度較低有關；其次為中單808，這可能與其基部節(jié)間壓碎強度和穿刺強度較低有關；正紅311、仲玉3號和同玉18的莖折率為0，這與其基部節(jié)間壓碎強度和折斷強度較高有關；正紅6號和蜀龍13雖然基部節(jié)間機械強度不高，但因其穗位較低或所處位置原因也未發(fā)生莖折。除莖折外，田間還發(fā)生了不同程度的根倒，其中正紅311因植株和穗位較高，根倒率最高，其次為蜀龍13，正紅505、仲玉3號和同玉18也發(fā)生了不同程度的根倒。相關分析表明，田間莖折率與莖稈基部節(jié)間折斷強度(R=-0.512 7)、穿刺強度(R=-0.424 4)的相關性較高，根倒伏率則與節(jié)部節(jié)間長(R=0.746 2*)、穗位高(R=0.850 4**)和穗高系數(shù)(R=0.676 1*)顯著或極顯著正相關，由此表明，降低穗位高和基部節(jié)間長度是降低根倒的重要措施，增強基部節(jié)間折斷強度和穿刺強度是降低莖折率的有效手段。

2.3 不同類型玉米品種產量比較

不同品種的產量存在明顯差異，并受播期影響(表7)?？傮w而言，春播與夏播相比，因果穗較長較粗，穗行數(shù)和行粒數(shù)較多，千粒質量較高而增產，10個品種平均，穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒質量和產量春播分別較夏播增加3.0%，18.7%，24.6%，32.8%。春播較夏播增產的主要原因是溫度相對較低(播種-吐絲和吐絲-成熟的日均溫分別低3.2，0.9 ℃)，生育期較長(10個品種平均，播種-吐絲和吐絲-成熟分別長13，0 d)，但夏播較春播減產的幅度在品種間存在較大差異，即不同品種的耐夏播能力不盡相同，就本試驗而言，成單30耐夏播能力最強，不僅沒有減產，而且較春播提高了5.85%，其次為蠡玉88，正紅505、蜀龍13、同玉18和仲玉3號的耐夏播能力較弱，夏播減產幅度較大。

表6 不同玉米品種夏播吐絲期倒伏情況Tab.6 Summer sowing silking stage lodging of different maize varieties %

表7 不同類型玉米品種產量及其構成因素Tab.7 Yield and its components of different maize varieties

3 討論

關于玉米莖稈抗倒力學性狀的研究有學者從莖稈抗壓碎強度[13-14]、外皮穿刺強度[8，15]和抗拉折強度[16]等指標進行考察，有研究認為玉米莖稈壓碎強度與莖稈倒伏呈顯著負相關[6]，外皮穿刺強度與莖稈倒伏高度相關[7]。也有學者從植株形態(tài)指標進行研究，但結果不盡相同。Kaack等[17]認為植株倒伏與株高、穗位高無相關性，穗位高系數(shù)才是重要指標。而劉鑫等[18]認為穗位高系數(shù)與抗倒伏性并不呈顯著正相關，品種本身的抗倒特性是提高抗倒伏的關鍵。本研究表明，不同玉米品種莖稈特性和基部節(jié)間強度差異很大，夏播時田間的倒伏率也就不盡相同，總體而言，基部節(jié)間折斷強度和穿刺強度較高的品種莖折率較低，穗位較高、基部節(jié)間較長的品種根倒率較高。

王受榮等[19]研究表明，播期對小麥和大麥莖稈的抗倒能力也有顯著影響。張桂花[20]研究結果表明，播期對玉米抗倒伏性的影響差異不顯著。本研究表明，春播和夏播玉米的莖稈形態(tài)和機械強度以及田間的倒伏率有較大差異，與春播相比，總體而言夏播玉米的植株變高，基部節(jié)間長度和穗位高增加，折斷強度和壓碎強度降低，抗倒能力變弱，田間倒伏率升高，這可能與其莖稈生長期溫度較高(10個品種平均，拔節(jié)-抽雄的日均溫夏播較春播高2.0 ℃)，雨水較多(拔節(jié)-抽雄降雨量多56.7 mm)，生長較快，生長時間較短(拔節(jié)-抽雄縮短6 d)，物質充實度較低有關。不過不同品種間夏播時莖稈形態(tài)與基部節(jié)間機械強度存在較大差異，選用穗位較矮、基部節(jié)間較短、機械強度較大的品種是增加夏玉米抗倒能力的有效措施。

就本試驗而言，成單30是一個較好的夏播品種，抗倒能力強，產量也較高；仲玉3號雖然基部節(jié)間機械強度較高、抗倒能力較強，但在本試驗中產量不高，需配合高產栽培措施；正紅505夏播時田間莖折率較高，減產幅度較大，但春播產量高，田間也未發(fā)生倒伏，可作為春播品種應用。

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Study on Stalk Lodging Resistant of Different Maize Varieties in Spring and Summer

DOU Pan1， HUANG Kecheng2， WANG Xinglong1，MA Xiaojun1，ZHANG Jiali1，KONG Fanlei1，YUAN Jichao1

(1.College of Agronomy，Sichuan Agricultural University，Wenjiang 611130，China；2. Agricultural Bureau of Zhongjiang Country，Zhongjiang 618100，China)

In order to clarify the characteristics of corn stalk differences in the Hilly Region of Sichuan Province and the ability of lodging and yield，screening maize variety with lodging resistance and summer sowing resistant. In this experiment，ten maize varieties with larger area in Sichuan Province were used as the materials in spring and summer sowing dates. And compared the stalk morphological characteristics，mechanical strength，lodging resistance of basal internodes and consist of yield in 7-days after silking. The results showed that the lodging was easier in summer. There were significant difference in morphological characteristic，mechanical strength of basal internode and grain yield of different varieties，all affected by sowing date.Compared with spring sowing，summer maize plant and ear height become higher，basal internode length decreased thinner，crushing strength and breaking strength weakened， lodging resistance and yield also decreased，but there was a big difference in the magnitude of this variation between varieties. CD30 was a good summer sowing varieties，lodging resistant ability was strong，high yield of summer sowing； However，ZH505 resistant ability was relatively weak，but high yield and strong lodging resistance of spring maize could be used as a variety of planting.

Sowing in spring；Sowing in summer； Maize； Lodging resistant； Mechanical properties

2017-05-08

公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(20150312705)；糧食豐產增效科技創(chuàng)新(2016YFD0300307)

豆 攀(1990-)，男，陜西咸陽人，在讀碩士，主要從事作物高產優(yōu)質高效栽培研究。

袁繼超(1963-)，男，重慶江津人，教授，博士，博士生導師，主要從事作物高產優(yōu)質高效栽培技術研究。

S513.01

A

1000-7091(2017)04-0162-07

10.7668/hbnxb.2017.04.026