魯北地區(qū)小農(nóng)戶種植習(xí)慣下夏玉米禿尖長度影響因素分析

梁軍，陳桂敏，田曉紅，許超，韓春娥，王海燕，郭敏，王贊，馬文鳳

（樂陵市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 樂陵 253600）

玉米是我國重要的糧食和飼料作物，在保證國家糧食安全和促進畜牧業(yè)發(fā)展中占有重要地位。2017 年我國玉米種植面積達(dá)4 239.9 萬hm2，占我國糧食種植總面積的35.9%；玉米產(chǎn)量為25 907.1 萬t，占我國糧食總產(chǎn)量的39.2%[1]。近年來，畜牧、家禽養(yǎng)殖、油料、食品加工等行業(yè)的發(fā)展使得對玉米的需求量日益增大，雖然玉米高產(chǎn)品種不斷更新，但禿尖長度仍然是阻礙玉米產(chǎn)量進一步提高的主要因素。禿尖是玉米生產(chǎn)中普遍存在的現(xiàn)象。在玉米生殖生長階段，頂部小花受精能力差、同化物在各部位子粒中分配不平衡、不同部位子粒間對營養(yǎng)的競爭能力不同，以及玉米穗軸頂部子粒干物質(zhì)積累速度慢、時間短導(dǎo)致分配到的同化產(chǎn)物顯著少于其他部位子粒等，造成穗頂部子粒敗育，產(chǎn)生禿尖[2，3]。玉米禿尖會造成營養(yǎng)大量消耗，產(chǎn)生一些小粒、癟粒等無效子粒，使穗粒數(shù)降低，在很大程度上限制了玉米產(chǎn)量乃至商品質(zhì)量的進一步提高[4]。研究表明，玉米禿尖長度與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.669[5]。實踐表明，種植方式和地力條件選擇不當(dāng)可導(dǎo)致玉米穗禿尖最長達(dá)到6 cm，而禿尖長度每增加1 cm，單株產(chǎn)量將降低0.086 9 g[6，7]，進而明顯降低群體預(yù)期產(chǎn)量。大田玉米穗禿尖平均值＞1.5 cm 時會對玉米群體產(chǎn)量產(chǎn)生一定的不利影響，隨著禿尖長度的增大，產(chǎn)量受影響程度會更加顯著[6]。不良的氣象條件、土壤環(huán)境狀況、栽培管理措施等都是導(dǎo)致玉米禿尖的外源因素，近年研究顯示，干旱對玉米禿尖影響較大[8]，而其他因素對玉米禿尖綜合影響的研究較少。魯北地區(qū)是我國重要的玉米產(chǎn)區(qū)，以該區(qū)小農(nóng)戶種植的大田玉米為研究對象連續(xù)3 a跟蹤調(diào)查，采用統(tǒng)計分析方法定量描述農(nóng)戶不同栽培管理措施和土壤條件對玉米禿尖長度的影響，明確形成玉米禿尖的主要因素，對合理進行田間管理來降低玉米禿尖長度、提高研究區(qū)玉米產(chǎn)量具有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

2015～2017 年連續(xù)3 a，6～10 月在山東省樂陵市南夏村（北緯37°42′，東經(jīng)117°09′） 選取一定數(shù)量且具有代表性的夏玉米田，調(diào)查所種品種、播種期、施肥量、病蟲草害防治等信息。試驗地屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.4 ℃，年平均降水量761.2 mm；土壤為壤質(zhì)潮土，約1/3 為砂質(zhì)潮土。

3 a 共調(diào)查玉米田塊樣本225 個，其中2015 年89個、2016 年77 個、2017 年59 個。涉及到的玉米品種共31 個，其中主導(dǎo)品種（調(diào)查樣本地塊超過3個的品種） 有9 個，分別為登海605、德利農(nóng)7 號、聯(lián)創(chuàng)808、 先玉335、登海618、 鄭單958、 濟玉1號、隆平206 和浚單29，株型除聯(lián)創(chuàng)808 為半緊湊型外，其他品種均為緊湊型。

夏玉米成熟期，各地塊均收獲中間10 m 雙行玉米穗，裝入尼龍網(wǎng)袋曬干，脫粒后稱重，按照子粒含水量14.5%折算產(chǎn)量；另取有代表性的玉米穗8 穗，調(diào)查禿尖長度、行粒數(shù)和百粒重。計算夏玉米禿尖長度與產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素以及種植管理措施之間的相關(guān)系數(shù)。調(diào)查田塊的夏玉米種植密度為4.48 萬～8.96 萬株/hm2，差異較大，按照密度將225 個樣本分為低密度組（5.25 萬株/hm2）、中密度組（6.75 萬株/hm2） 和高密度組（8.25 萬株/hm2），分析不同密度下夏玉米禿尖長度與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的關(guān)系。

利用Microsoft Excel 2010 和SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，利用Origin 9.0 軟件進行繪圖，采用Duncan 法進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年份的夏玉米禿尖長度

2015～2017 年參試夏玉米的逐年禿尖長度范圍分別為0.08～4.75、0～3.75 和0.32～5.55 cm；平均值分別為1.63、1.75 和2.39 cm，其中2017 年的禿尖長度顯著大于其他2 個年份，而2015 年與2016 年的禿尖長度差異不顯著（圖1）。試驗?zāi)甓戎杏衩锥d尖長度逐年增大且年際間禿尖長度差異顯著，可能與試驗的3 a 中降雨量逐年降低、年平均氣溫逐漸升高、高溫（＞35 ℃） 天數(shù)逐漸增多，導(dǎo)致玉米授粉不良有關(guān)。

圖1 不同年份的夏玉米禿尖長度Fig.1 Barren tip length of summer maize in different years

2.2 不同夏玉米品種的禿尖長度

調(diào)查夏玉米品種的禿尖長度為0～5.55 cm，差異較大；平均值為1.81 cm。其中，9 個主導(dǎo)品種的禿尖長度為0.86～3.34 cm，指標(biāo)值順序為登海605＞德利農(nóng)7 號＞聯(lián)創(chuàng)808＞先玉335＞登海618＞鄭單958＞濟玉1號＞隆平206＞浚單29，差異達(dá)顯著水平，其中登海605 的禿尖長度顯著高于其他品種，浚單29 的禿尖長度顯著低于除濟玉1 號和隆平206 之外的其他品種（圖2）。

2.3 夏玉米禿尖長度與產(chǎn)量及其構(gòu)成的關(guān)系

相關(guān)分析結(jié)果（表1） 表明，不同密度水平下，夏玉米禿尖長度均對產(chǎn)量及其構(gòu)成有極顯著的影響。其中，中、高密度田塊的玉米禿尖長度均與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，低密度田塊以及總樣本的禿尖長度均與產(chǎn)量呈不顯著正相關(guān)；不同密度田塊以及總樣本的禿尖長度均與穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；中密度田塊以及總樣本的禿尖長度均與千粒重呈極顯著正相關(guān)，低密度田塊的禿尖長度與千粒重呈顯著正相關(guān)，而高密度田塊的禿尖長度與千粒重呈不顯著負(fù)相關(guān)。

圖2 不同夏玉米品種的禿尖長度Fig.2 Barren tip length of different summer maize varieties

表1 夏玉米禿尖長度與產(chǎn)量及其構(gòu)成的關(guān)系Table 1 Relationship between barren tip length and yield and its composition of summer maize

進一步分析玉米禿尖長度與不同產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，不同密度田塊以及總樣本禿尖長度與穗粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)絕對值均大于禿尖長度與千粒重的相關(guān)系數(shù)絕對值。說明魯北地區(qū)小農(nóng)戶種植習(xí)慣下，夏玉米禿尖長度對穗粒數(shù)的影響程度大于對千粒重的影響。

2.4 種植管理措施對夏玉米品種禿尖長度的影響

2.4.1 播期和收獲密度對禿尖長度的影響 相關(guān)分析結(jié)果（表2） 顯示，除聯(lián)創(chuàng)808、鄭單958 和隆平206外，其他品種的禿尖長度均與播期呈顯著正相關(guān)。表明推遲播期會導(dǎo)致大部分玉米品種禿尖長度明顯增大。

收獲密度對玉米禿尖長度有顯著影響，除聯(lián)創(chuàng)808 和鄭單958 外，其他品種的禿尖長度均與玉米收獲密度呈顯著正相關(guān)。表明收獲密度增大會導(dǎo)致大部分玉米品種禿尖長度明顯增大。

2.4.2 施肥量對禿尖長度的影響 相關(guān)分析結(jié)果（表3） 顯示，除登海618 和濟玉1 號外，其他品種的禿尖長度均與氮肥追施量呈顯著正相關(guān)；大部分玉米品種的禿尖長度與總氮、總磷、總鉀投入量均相關(guān)不顯著，僅有登海605 的禿尖長度與總氮和總鉀投入量呈極顯著正相關(guān)，聯(lián)創(chuàng)808 和鄭單958 的禿尖長度與總氮和總磷投入量呈顯著正相關(guān)，先玉335 和登海618的禿尖長度與總鉀投入量呈顯著正相關(guān)。表明氮肥追施量對玉米禿尖長度影響較大，增加氮肥追施量會導(dǎo)致大部分玉米品種禿尖長度明顯增大。

2.4.3 病蟲草害防治頻率對禿尖長度的影響 病、蟲、草害防治頻率對不同夏玉米品種禿尖長度的影響不同（表4）。其中，聯(lián)創(chuàng)808、先玉335、濟玉1 號、隆平206 和浚單29 的禿尖長度均與除草次數(shù)呈顯著正相關(guān)，說明這5 個品種對除草劑比較敏感，增加化學(xué)除草次數(shù)會導(dǎo)致果穗禿尖長度明顯增大；德利農(nóng)7 號、先玉335、登海618、濟玉1 號和浚單29 的禿尖長度均與蟲害防治次數(shù)呈顯著正相關(guān)，說明這5 個品種對殺蟲劑比較敏感，增加藥劑防蟲次數(shù)會導(dǎo)致果穗禿尖長度明顯增大；登海605 的禿尖長度與病害防治次數(shù)呈極顯著正相關(guān)，登海618、濟玉1 號和浚單29 的禿尖長度均與病害防治次數(shù)呈顯著正相關(guān)，說明這4個品種均對殺菌劑比較敏感，其中登海605 對殺菌劑的敏感性更高，增加藥劑防病次數(shù)會導(dǎo)致果穗禿尖長度明顯增大。

表2 播期和收獲密度對夏玉米禿尖長度的影響Table 2 Effects of sowing date and harvest density on the barren tip Length of summer maize

表3 施肥對夏玉米禿尖長度的影響Table 3 Effect of fertilization on barren tip length of summer maize

表4 病蟲草害防治頻率對夏玉米禿尖長度的影響Table 4 Effect of control frequency of disease，insect and weed control on barren tip length of summer maize

濟玉1 號和浚單29 的禿尖長度與病、蟲、草害防治次數(shù)均呈顯著正相關(guān)，說明這2 個品種對防治病、蟲、草害的藥劑均比較敏感。鄭單958 的禿尖長度與病、蟲、草害防治頻率均相關(guān)不顯著，說明鄭單958 對防治病、蟲、草害藥劑的敏感度均較低。

3 結(jié)論與討論

玉米開花的最適溫度為25～28 ℃，相對濕度需達(dá)到60%以上。當(dāng)溫度＞30 ℃時花粉活力降低；溫度＜18 ℃或＞38 ℃時一般不開花[9]。同時，玉米花期和子粒灌漿期水分不足，會降低穗粒數(shù)和子粒重，間接加重玉米禿尖[8，10，11]。本研究結(jié)果顯示，不同年份間玉米禿尖長度差異顯著，2017 年參試玉米的禿尖長度平均值顯著較高，其他2 個年份之間差異不顯著，說明年際氣象條件對夏玉米禿尖長度影響較大。種植密度、穗粒數(shù)和千粒重是玉米產(chǎn)量的構(gòu)成要素，增加種植密度是獲得玉米高產(chǎn)的重要途徑，但種植密度越高，養(yǎng)分消耗也越多，會造成群體內(nèi)資源分配不均，加大個體內(nèi)部養(yǎng)分競爭，使千粒重降低[12，13]，禿尖長度增大[14～16]。隨著種植密度的增加，玉米產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢[17]。與低密度和高密度種植相比，正常種植密度水平（6 萬株/hm2） 的玉米子粒產(chǎn)量以及氮素和水分利用效率均大幅度提高[13]。提高種植密度雖然是提高玉米產(chǎn)量的有效措施，但隨著密度增大，玉米禿尖長度呈顯著增加趨勢，因此合理控制密度，保證玉米充分生長是實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。本研究的9 個主導(dǎo)品種中，除聯(lián)創(chuàng)808 和鄭單958 外，其他品種的禿尖長度均與玉米收獲密度呈顯著正相關(guān)。氮肥施用量和施用方式對玉米禿尖長度影響較大，其中在玉米生殖營養(yǎng)時期補給氮肥能夠有效降低果穗的禿尖長度[18]。過量施用鉀肥對玉米生長有一定的抑制作用，其中在生育前期影響較大，但對玉米穗部子粒的影響不明顯[19，20]。本研究的9 個主導(dǎo)品種中，除登海605、先玉335 和登海618 表現(xiàn)玉米禿尖長度與總鉀投入量呈顯著正相關(guān)性外，其他品種的禿尖長度均與總鉀投入量相關(guān)不顯著。玉米生育前期草害會顯著影響玉米對養(yǎng)分的吸收與累積，至生育期后期養(yǎng)分缺乏會導(dǎo)致灌漿失敗甚至產(chǎn)生不孕穗[21]。本研究結(jié)果表明，病、蟲、草害防治頻率對部分夏玉米品種禿尖長度有顯著影響。