不同時期刈割對新疆春玉米產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響*

王明娟 ，陳江魯 ，張萬旭 ，許紅根 ，劉朝巍 ，楊京京 *

（1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室，新疆 石河子 832000；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第六師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所）

玉米刈割是指利用玉米再生的特性，在不同時期去除玉米的不同部位和器官，促使其它部位和器官加速生長，最終獲得較高的經(jīng)濟產(chǎn)量和生物產(chǎn)量[1]。2017年奇臺農(nóng)場出現(xiàn)玉米大面積刈割現(xiàn)象，很多農(nóng)戶盲目跟風(fēng)，對農(nóng)戶進行調(diào)研時發(fā)現(xiàn)如下問題：（1）刈割是否能起到增產(chǎn)作用不確定；（2）什么時間刈割最優(yōu)化不確定；（3）最適宜刈割高度（留苗高度）不確定；（4）刈割后田間管理方式不確定；（5）刈割后能否起到抗逆性等不確定。目前對玉米刈割方向的研究多集中在青貯玉米上，如郭智慧[2]指出拔節(jié)期刈割主莖不利于玉米籽粒和整株干物質(zhì)積累，雖使籽粒品質(zhì)有所改善但不利于玉米飼用品質(zhì) （秸稈）的改善。大口期刈割主莖有利于KD8籽粒和整株秸稈產(chǎn)量的提高（不同品種結(jié)果不一），改善了玉米秸稈的飼用品質(zhì)。王永軍[3-4]等對刈割強度（次數(shù)）和刈割高度進行相關(guān)研究，指出刈割強度越小收獲的植株鮮重就越多，高強度的刈割加大了植株的死亡率，刈割強度越大，越不利于品質(zhì)的提高。沈強云[5]等也提出了青貯玉米647的最佳刈割時間。刈割時間對3個青貯玉米全株干物質(zhì)含量有顯著影響，隨著收獲時間的推遲，干物質(zhì)含量呈增加趨勢[6]。張金霞[7]等指出全株玉米在乳熟期刈割做青貯最好。在飼草玉米刈割方面的研究包括：飼草玉米淇淋58移栽后115 d刈割能夠獲得生物產(chǎn)量較高、品質(zhì)較優(yōu)的飼草；移栽后135 d（即鮮草產(chǎn)量最高時）葉片的營養(yǎng)價值明顯優(yōu)于莖稈[8]。陳柔屹[9]、余汝華[10]指出，氮、磷、鉀和鋅肥配施能顯著提高墨西哥玉米草產(chǎn)量，并改善其營養(yǎng)品質(zhì)[11]。刈割可以提高甜高粱養(yǎng)分含量，且以第一次刈割效果最好[12-15]。本研究在全國玉米高產(chǎn)記錄試驗田進行，在良好的生長環(huán)境下，用最適合本地區(qū)生長的玉米品種，在密植滴灌種植條件下進行，目的在于探明不同時期刈割主莖對玉米籽粒產(chǎn)量和生物量的影響，以播期造成生育期差異，后期同一時間割苗，使割苗后玉米所處生長環(huán)境一致。尋找獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米的最佳刈割時期，以提高玉米種植的經(jīng)濟效益。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院新疆兵團第六師奇臺總場二分場玉米高產(chǎn)試驗站 （89°46′E，43°50′N）進行。試驗地海拔1021 m，太陽總輻射量≥546.3 KJ/cm2，年均≥10℃積溫3000～3200℃，年日照時數(shù)2500～2800 h，無霜期130～156 d，年均降雨量269.4 mm。試驗田土質(zhì)為壤土，有機質(zhì)含量13.78 g/kg，堿解氮含量43.80 mg/kg、速效磷16.34 mg/kg、速效鉀296 mg/kg，前茬作物為玉米。

1.2 供試材料

選擇本地區(qū)大規(guī)模種植耐密玉米品種KWS9384（生育期110 d）作為試驗材料。

1.3 試驗設(shè)計

本試驗春玉米播種方式采用人工播種，種植密度為12萬株/hm2，具體播種時間和刈割時間見表1。每個播期以正常生長不刈割的春玉米植株為對照（CK）。小區(qū)面積3.3 m×5.0 m，每個處理設(shè)3次重復(fù)，肥水管理同高產(chǎn)田一致。

表1 各處理玉米收獲期

1.4 測定指標(biāo)和方法

在玉米灌漿期（吐絲后30 d）分別在每個播期選擇刈割和CK處理玉米各10株，從植株地表到雄穗頂端量取玉米株高和穗位高，并在基部第2節(jié)間處分別量取莖粗的長軸和短軸。干物質(zhì)于在玉米成熟期（乳線消失，黑層出現(xiàn)）后20 d（籽粒脫水）進行取樣，CK處理取樣時間為9月17日，刈割處理為10月2日。每個重復(fù)取10株，分莖、葉、鞘和苞葉重，于105℃烘箱中殺青1 h后，在85℃下烘至恒重稱量干重。選擇連續(xù)20株玉米，測定穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長、穗粗、軸粗、禿尖、百粒重、含水量等指標(biāo)。按照國際標(biāo)準(zhǔn)采用實地測產(chǎn)的方法，用PM8188-A對玉米含水量進行測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，用origin 8.5制圖，應(yīng)用SPSS 19.0軟件Duncan新復(fù)極差法進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干物質(zhì)積累與分配

由表2可知，不同播種時期刈割，使玉米莖稈干物質(zhì)量呈現(xiàn)增加的趨勢，且B3與B1和B2間差異顯著。而在CK中B2的莖稈干物質(zhì)量最大，且明顯大于B1，但與B3差異不顯著，同一播期刈割處理莖稈干物質(zhì)量≤CK；刈割后葉鞘的干物質(zhì)量同樣是B3最大，B3顯著大于B1，且與B2差異不顯著。CK葉鞘干物質(zhì)量B2顯著大于B3，B3與B1無差異不顯著；不同播期刈割與否差異均不顯著；刈割后隨著播種時間的延遲籽粒重出現(xiàn)增加的趨勢，增重25 g/穗，B3與B1和B2差異顯著，B1與B2間差異不顯著。CK籽粒重表現(xiàn)為B2最大 （180.2 g），B2可較B3增重40.7 g，且B2與B3差異顯著；刈割后B3的穗軸重顯著＞B1和B2，B1和B2差異不顯著。CK穗軸重B2顯著大于B1和B3。刈割后B1與B2的穗重均小于CK，其中B2刈割后穗軸重增加6.9 g；刈割后葉片干物質(zhì)量呈增加的趨勢，B3顯著＞B1和B2，B3較B1增加 15.5 g，CK葉片干物質(zhì)量，B2與B3差異顯著；刈割后隨著播種時間的推遲全株干物質(zhì)量呈現(xiàn)增加的趨勢，B3較B1增重71.3 g/株，且B3與B1和B2間差異顯著。CK全株干物質(zhì)量B2顯著大于B1和B3。以籽粒重和全株干物質(zhì)量為目的，則刈割條件下 B3（169.1 g，324.8 g）最適宜，CK 條件下B2（180.2 g，56.7 g）最適宜。

刈割后隨著播種時間的推遲全株干物質(zhì)量呈現(xiàn)增加的趨勢，在B3刈割得到最大全株干物質(zhì)重（324.8 g）和籽粒重（169.1 g），較 CK 增加 36.1 g，主要增加了玉米籽粒重（29.6 g）、穗軸重（2.4 g）和葉片重（4.7 g）。

2.2 農(nóng)藝性狀

2.2.1 玉米株高

由圖1可知，同一播期刈割處理株高均低于CK，即刈割可以降低玉米株高。刈割條件下B1株高與B2和B3間都具有顯著差異。與刈割相對應(yīng)的CK也表現(xiàn)B1株高與B2和B3間都具有顯著差異。隨著播種時間的推后，刈割和CK條件下各播期處理株高均有增加的趨勢。

表2 不同播期刈割對收獲期玉米單株干物質(zhì)的影響 g

圖1 不同刈割處理玉米株高

2.2.2 玉米穗位高

圖2 不同刈割處理玉米穗位高

由圖2可知，同一播期刈割后穗位高低于CK，即刈割可以降低植株穗位高。刈割后B3穗位高與B1和B2間均有顯著差異。而CK間不同播期穗位高無顯著差異。隨著播種時間的延長，刈割和CK條件下穗位高均表現(xiàn)出增加的趨勢。

2.2.3 玉米莖粗

圖3 不同刈割處理玉米莖粗

由圖3可知，玉米在刈割條件下莖粗的長軸和短軸基本一致，且都差異不顯著。而在CK條件下，隨著播種時間的推遲莖粗長軸呈下降的趨勢，短軸也有此趨勢。長軸B3與B1和B2差異顯著，B1與B2間差異不顯著。在短軸同樣表現(xiàn)此現(xiàn)象。

綜合分析，刈割可以降低玉米株高、穗位高和莖粗，提高了相應(yīng)指標(biāo)的整齊度；刈割和CK條件下玉米株高、穗位高隨著播種時間推遲增加，玉米莖粗（長軸，短軸）減小。

研究表明，刈割條件下隨著播種時間的延長，玉米株高和穗位高及整齊度呈下降的趨勢，玉米莖粗的長軸和短軸呈低→高→低的趨勢。B1和B2兩個播期的玉米株高、穗位高刈割處理整齊度均大于CK。

2.3 籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成

由表4可知，刈割處理下隨著播種時間的延長，玉米產(chǎn)量呈增加的趨勢，以B3播期的產(chǎn)量最高（20527.7 kg/hm2），較 B1 增產(chǎn) 2614.3 kg/hm2。 而 CK的產(chǎn)量在B2播期增加，后平穩(wěn)。同一播期情況下，B1刈割處理較CK玉米產(chǎn)量少82 kg/hm2，B2刈割較CK少736.5kg/hm2，B3刈割較CK多821.44kg/hm2。刈割處理和CK均以B3播期產(chǎn)量最高。且不同播期刈割處理間玉米產(chǎn)量差異不顯著，CK間產(chǎn)量差異亦不顯著。

不同播期刈割處理和CK的穗行數(shù)差異均不顯著，B3播期刈割處理較CK多1.4行；各播期刈割處理的玉米行粒數(shù)差異不顯著，而CK條件下B3和B2均比B1行粒數(shù)多3～4行，且均與B1有顯著差異；刈割條件下隨著播種時間的延長，穗長有增加的趨勢。B3的穗長分別比B1和B2多1.7 cm和2.0 cm，且均與B1和B2有顯著差異。而CK條件下，B1與B2和B3間存在顯著差異，且穗長少0.5 cm左右，B3穗長刈割較CK多1.1 cm；刈割條件下不同播期玉米禿尖差異不顯著，而CK條件下B1與B2有顯著差異。刈割條件下B3較CK少0.1 cm；刈割處理和CK玉米穗粗差異不顯著，B3播期刈割處理較CK玉米穗粗多1.5 mm；各播期的刈割處理和CK玉米軸粗差異不顯著，但B3播期刈割處理較CK軸粗少1.6 mm；刈割條件下B3與B1和B2的玉米穗重有顯著差異，CK條件下B1與B2和B3間玉米的穗重有顯著差異；刈割條件下B3玉米百粒重與B2有顯著差異，與B1差異不顯著。CK條件下各播期間玉米百粒重差異不顯著，但B3的刈割處理較CK玉米百粒重多1.8 g。

綜合上述試驗結(jié)果，刈割條件下B3較CK增產(chǎn)821.44 kg/hm2的原因包括：刈割后較CK穗行數(shù)增加1.4行，穗長增加1.1 cm，禿尖減少0.1 cm，穗粗增加1.5 mm，軸粗減少1.6 mm，百粒重增加1.8 g，按玉米含水量在14%時收購價1.56元/kg計算，B3刈割較CK增產(chǎn)821.44 kg/hm2，收益增加1281.45元/hm2，在其他成本不變的情況下，除去刈割時機械作業(yè)費用300元/hm2，利潤增加981.45元/hm2。

表4 不同播期刈割處理玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

3 小結(jié)與討論

本研究表明，刈割各處理隨著播種時間的推遲玉米全株干物質(zhì)量呈現(xiàn)增加的趨勢，刈割條件下B3玉米最大全株干物質(zhì)重 （324.8 g/株）和籽粒重（169.1 g/株）最重。郭智慧[1-2]等研究認(rèn)為，刈割主莖有利于KD8籽粒和整株秸稈產(chǎn)量的提高，改善了玉米秸稈的飼用品質(zhì)。雷艷芳[6]等研究認(rèn)為，刈割時間對3個青貯玉米全株干物質(zhì)含量有顯著影響，隨著收獲時間的推遲，干物質(zhì)含量呈增加趨勢。

本試驗研究表明，B3播期刈割處理較CK增產(chǎn)821.44 kg/hm2，利潤增加 981.45元/hm2。刈割可以降低玉米株高、穗位高和莖粗，提高玉米株高、穗位高及莖粗等指標(biāo)的整齊度；刈割處理與CK均隨著播種時間的推遲，玉米株高和穗位高增加，玉米莖粗（長軸，短軸）降低。王永軍等[3－4]研究認(rèn)為刈割高度越高，玉米干物質(zhì)產(chǎn)量越高，玉米再生特性的影響是通過改變植株再生部分和留茬中貯藏的有機養(yǎng)分和無機養(yǎng)分氮、磷、鉀等的含量來實現(xiàn)的。留茬中基部部分對植株刈割后再生所需氮、磷、鉀的貢獻大。