分蘗對玉米農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

張文忠，王慧慧，蘆 明，連培紅，申海斌

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所，山西長治 046011)

玉米是禾本科玉蜀黍?qū)僖荒晟荼局参?，本身具有分蘗的特性，一般在近地表的葉腋處發(fā)生分蘗[1]。經(jīng)過長期的馴化和選育過程，現(xiàn)在普通的玉米品種大多不分蘗或分蘗較少。但是在生產(chǎn)中，玉米分蘗受玉米品種、種植密度、環(huán)境條件、田間施肥等多種因素的影響[2-5]。近年來，由于過量施肥導(dǎo)致土壤肥力過剩、氣候變化等原因，玉米分蘗的發(fā)生增多。玉米分蘗的發(fā)生是利還是弊存在爭議。有人認(rèn)為分蘗的發(fā)生耗損養(yǎng)分，與主莖形成競爭，造成減產(chǎn)，應(yīng)及早除去分蘗[6-7]。宋鳳斌等[8]研究發(fā)現(xiàn)，玉米分蘗可以增加籽粒產(chǎn)量，同時可提高生物產(chǎn)量。史振聲[9]試驗結(jié)果表明，早熟甜玉米保留分蘗可提高土壤含水量，縮短玉米禿尖長，增加行粒數(shù)、穗重、穗粒數(shù)、千粒重。程新奇等[10]的研究證明分蘗對甜玉米產(chǎn)量和選育新的育種材料有利，呂桂華等[11]也發(fā)現(xiàn)分蘗對甜玉米產(chǎn)量有利。雷志剛等[12]對16個不同青貯玉米品種進行研究，發(fā)現(xiàn)分蘗型青貯玉米品質(zhì)顯著優(yōu)于單稈型青貯玉米。方向前等[13-17]進行不同品種、施肥量、密度等試驗，結(jié)果顯示去除分蘗或保留分蘗對玉米產(chǎn)量影響不大。隨著簡約化機械化種植的進展，減少勞動投入提高效率是必然趨勢。因此探究玉米分蘗的發(fā)生對田間農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響具有一定實際意義。鑒于此，筆者以3個自選品系為材料，通過數(shù)據(jù)調(diào)查和分析，明確玉米分蘗的發(fā)生與主要性狀的相關(guān)性，為該地區(qū)玉米生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1試驗地概況試驗于2017年在山西省長治市山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所完成，試驗地屬典型暖溫帶濕潤大陸性季風(fēng)氣候，海拔950 m，年平均降水549.2 mm，年日照2 311.5～2 664.5 h，年平均無霜期156.8～181.9 d。試驗地屬半砂壤性土質(zhì)，地力均勻，前茬作物為玉米。

1.2試驗材料試驗選取3個具有不同分蘗率的自選品系為材料，分別為品系Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，這3個品系均為同一種植區(qū)域的普通玉米。

1.3試驗設(shè)計試驗設(shè)3個小區(qū)，每個品系種植1個小區(qū)，行長5.0 m，行距0.6 m，行數(shù)18行，種植密度為67 500株/hm2。田間管理與大田相同，生育期間田間管理良好。

試驗設(shè)無分蘗和有分蘗2個處理，以有分蘗的植株為研究對象，無分蘗的植株為對照(CK)。苗期在每個小區(qū)中隨機選擇長勢基本相同的植株20株，其中有分蘗的10株，無分蘗的10株，分別掛牌編號。在灌漿期測定掛牌株的主莖株高、穗位高、莖粗，主莖葉面積、分蘗葉面積、總?cè)~面積，收獲后對掛牌株進行單穗考種及產(chǎn)量測定，包括鮮重、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長、干穗重、干籽重、百粒重等。

1.4數(shù)據(jù)處理試驗數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS軟件進行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1分蘗對玉米主莖生長的影響從表1可以看出，3個品系有分蘗處理的主莖株高較無分蘗處理均有所降低，分別為1.2%、2.7%和0.2%。品系Ⅱ有分蘗處理的株高顯著低于無分蘗處理，其余2個品系有分蘗與無分蘗處理主莖株高差異不顯著，品系Ⅲ的株高顯著高于品系Ⅰ和Ⅱ。3個品系有分蘗處理的主莖穗位高比無分蘗處理分別降低9.3%、7.0%和0.8%。品系Ⅰ有分蘗處理的主莖穗位高顯著低于無分蘗處理，其余2個品系有無分蘗處理的穗位高差異不顯著，品系Ⅲ的穗位高顯著高于品系Ⅰ和Ⅱ。品系Ⅰ和Ⅲ有分蘗處理的主莖莖粗比無分蘗處理小，品系Ⅱ有分蘗處理的主莖莖粗略大于無分蘗處理，3個品系有分蘗處理與無分蘗處理主莖莖粗差異均不顯著。有分蘗處理的株高、穗位高和莖粗比無分蘗處理分別降低1.4%、5.7%和0.9%，分蘗對穗位高的影響最大。

表1 分蘗對玉米主莖生長的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.2分蘗對玉米葉面積的影響對玉米葉面積調(diào)查分析顯示(表2)，品系Ⅰ、Ⅲ有分蘗處理的主莖葉面積略低于無分蘗處理，品系Ⅱ有分蘗處理的主莖葉面積高于無分蘗處理，各品系有分蘗的主莖葉面積與無分蘗的葉面積之間差異均不顯著。3個品系有分蘗處理的總?cè)~面積均顯著高于無分蘗處理。品系Ⅲ有分蘗處理的總?cè)~面積顯著高于品系Ⅰ、Ⅱ有分蘗處理，品系Ⅲ無分蘗處理的葉面積也顯著高于品系Ⅰ、Ⅱ無分蘗處理。

表2 分蘗對葉面積的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.3分蘗對玉米產(chǎn)量性狀的影響由表3可知，各品系有分蘗處理的果穗鮮重、干穗重、干籽重(單穗重)、百粒重較無分蘗處理有不同程度的增加，除品系Ⅱ有分蘗處理的百粒重顯著高于無分蘗處理外，其余有分蘗與無分蘗處理的差異都不顯著；3個品系之間果穗鮮重、干穗重、干籽重(單穗重)差異不顯著。與無分蘗處理相比，品系Ⅰ、Ⅲ有分蘗處理的穗長增加，但品系Ⅱ降低，差異均不顯著；品系Ⅰ、Ⅱ穗粗降低，品系Ⅲ略增高，差異不顯著；品系Ⅰ、Ⅲ穗行數(shù)增加，但品系Ⅱ降低，差異均不顯著；3個品系的行粒數(shù)均增加，品系Ⅰ行粒數(shù)顯著增加，其余2個品系差異不顯著；各品系禿尖長均呈下降趨勢，其中品系Ⅱ顯著下降。各性狀中，分蘗對禿尖長的影響最大，降幅為-52.08%～-8.57%，平均-27.63%。

表3 分蘗對玉米產(chǎn)量性狀的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.4分蘗對產(chǎn)量性狀間相關(guān)性的影響分蘗使各產(chǎn)量性狀間的相關(guān)系數(shù)均發(fā)生不同程度的變化(表4、5)。無分蘗的植株果穗干籽重(單穗重)與鮮重、行粒數(shù)、干穗重呈極顯著正相關(guān)，與穗長、百粒重呈顯著正相關(guān)，與穗粗、穗行數(shù)呈正相關(guān)，與禿尖呈負(fù)相關(guān)。有分蘗的植株果穗干籽重(單穗重)與鮮重、穗長、穗粗、行粒數(shù)、干穗重呈極顯著正相關(guān)，與穗行數(shù)、百粒重呈正相關(guān)，與禿尖呈顯著負(fù)相關(guān)。穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重3個性狀中，行粒數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最大，結(jié)合表3可以看出，有分蘗處理的行粒數(shù)比無分蘗處理平均增長5.8%，平均增幅最大。

表4 無分蘗玉米產(chǎn)量性狀的相關(guān)性

注：*和**分別表示在0.05、0.01水平顯著、極顯著相關(guān)

Note：* and ** indicated significant and extremely significant correlatios at 0.05 and 0.01 levels，respectively

表5 有分蘗玉米產(chǎn)量性狀的相關(guān)性

注：*和**分別表示在0.05、0.01水平顯著、極顯著相關(guān)

Note：* and ** indicated significant and extremely significant correlatios at 0.05 and 0.01 levels，respectively

3 結(jié)論與討論

分蘗的發(fā)生是正常的現(xiàn)象，但是生產(chǎn)上普遍認(rèn)為分蘗分散養(yǎng)分，影響大田通風(fēng)性，減弱主莖的生長，最終造成減產(chǎn)，應(yīng)該及早掰除。掰除分蘗需要投入人工勞動，增加了生產(chǎn)成本，同樣影響生產(chǎn)收益，因此是否需要去除分蘗成為玉米生產(chǎn)上的困擾。該試驗結(jié)果表明，有分蘗的玉米平均株高、穗位高比無分蘗玉米低，但有無分蘗處理之間的差異顯著性因品種不同而不同。苗期分蘗生長活躍，消耗土壤中的部分養(yǎng)分，削弱了主莖的頂端優(yōu)勢，從而降低主莖的株高、穗位高，減弱了倒伏的風(fēng)險。李妍妍等[18]研究也證明與保留分蘗相比，掰除分蘗在一定程度上提升了株高、穗位高。該試驗中3個品系分蘗對莖粗的影響表現(xiàn)不一致，與張中東等[19]的結(jié)果不同，這可能與試驗所選材料少、時間短等有關(guān)，因此還應(yīng)設(shè)置時間更長、品種更多的試驗以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)論。

開始生殖生長后，玉米分蘗停止發(fā)生或生長，有分蘗處理的主莖葉面積與無分蘗處理的差異不顯著，植株總?cè)~面積較無分蘗處理顯著增加，鐘雪梅等[20]也得到相似的結(jié)論。但是這并不說明分蘗的發(fā)生分散了養(yǎng)分。研究結(jié)果顯示，試驗所選的3個品系有分蘗處理的干籽重(單穗重)較無分蘗處理均出現(xiàn)不同程度的增加，但有無分蘗差異不顯著。分蘗的發(fā)生提高了鮮重、干穗重、行粒數(shù)、百粒重，降低了禿尖長，對穗長、穗粗、穗行數(shù)的影響趨勢不一致。在穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重3個性狀中，分蘗對行粒數(shù)的影響最大。玉米生長后期，分蘗不再生長，一般也不形成果穗，分蘗自身進行光合作用產(chǎn)生的有機物除了自身需求外，剩余的養(yǎng)分會輸送給主莖，對籽粒產(chǎn)量產(chǎn)生積極的影響。宋鳳斌等[8]利用元素示蹤技術(shù)研究玉米植株內(nèi)的干物質(zhì)去向時發(fā)現(xiàn)，雄穗形成前分蘗從主莖吸取少量養(yǎng)分，在開花后和灌漿期無穗分蘗向主莖果穗輸送大量養(yǎng)分，這應(yīng)該是保留分蘗栽培玉米不減產(chǎn)的重要原因之一。

綜上所述，玉米分蘗的發(fā)生可以增加一定產(chǎn)量，同時適當(dāng)降低株高、穗位高，增加百粒重，降低禿尖長，對植株農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀都有正面作用，因此生產(chǎn)上不需要專門投入勞動力去除分蘗。另外試驗中所選的普通玉米分蘗對玉米產(chǎn)量的增產(chǎn)效果均不顯著，所以不建議普通玉米在大田生產(chǎn)中為增產(chǎn)創(chuàng)造條件增加分蘗的發(fā)生。