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群体调控对夏玉米抗倒伏性状指标的影响

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作者:原作原创  来源:网络转载  发布时间:2017-12-04 17:48:00

   摘要:以创玉198为试验材料,研究群体调控对夏玉米(Zea mays L.)抗倒伏性状指标的影响。结果表明,随着群体密度的增加,玉米倒伏率、株高、穗位高、穗位系数均逐渐升高;基部茎节间长增加,茎粗、茎粗系数降低;茎秆穿刺强度、单株茎秆干物重逐渐增加,茎秆抗折力先增加后降低;田间倒伏率增加,茎秆抗倒伏能力下降。得出创玉198玉米品种合理群体密度为6.00万~6.75万株/hm2,此群体结构有利于提高抗倒伏能力。 

  关键词:夏玉米(Zea mays L.);创玉198;抗倒伏;茎秆穿刺强度;茎秆抗折力;单株茎秆干物重
中图分类号:S513 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)21-4013-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.21.003
Effects of Population Regulation on Lodging Resistance Characters Index of
Summer Maize
XU Hai-tao,WANG You-hua,XU Bo,ZHANG Jun-gang,GUO Hai-bin,WANG Cheng-ye
(Zhumadian Academy of Agricultral Science/Zhumadian Comprehensive Test Station of Henan Maize Industrial Technology System, Zhumadian 463000, Henan, China)
Abstract: Chuangyu 198 was used as materials to study the effects of population regulation on lodging resistance characters index of summer maize. The results showed that lodging rate, plant height, ear height and ear height coefficient were increased gradually with the increasing of community density. The length of basal internode increased, but stem diameter, stem diameter coefficient decreased. The stalk penetrometer resistance, stalk dry matter weight per plant were increased gradually with the increasing of density, and the stalk mechanical strength was increased first and then decreased. The stalk lodging rates increased with the increasing of community density, leading to lodging resistance decrease. When the community density of maize chuangyu 198 was 60 000 to 67 500 plants per hectare, lodging resistance was increased because of the setup of reasonable structure.
Key words: summer maize(Zea mays L.); Chuangyu 198; lodging resistance; stalk penetrometer resistance; stalk mechanical strength; stalk dry matter weight per plant
玉米(Zea mays L.)是駐马店主要粮食作物之一,常年种植面积40万hm2,对提高粮食总产具有重要的意义[1]。增加夏玉米种植群体是中国目前提高玉米单产、高产潜力挖掘、实现高产的主要途径[2-4],但田间群体的增加会导致群体结构恶化,玉米茎秆强度降低,在风、雨等自然条件的影响下形成与垂直植株的扭力,导致植株弯曲,倒伏的频率增大,致使玉米减产。目前玉米倒伏已成为限制河南省玉米机械化收获、实现密植高产的关键因素之一,一般可导致玉米减产5%~10%[5,6]。研究群体效应对夏玉米抗倒伏变异规律和影响抗倒性状指标的内在因素是玉米生产急需解决的关键问题。前人研究多集中在品种培育、肥水管理、化学调控、遗传改良等方面[7-10]。本试验在前人研究的基础上,研究群体调控对夏玉米抗倒伏性状指标的影响,以期为夏玉米适宜机械化收获的抗倒品种选育、密植高产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2016年安排在驻马店市农业科学试验站,前茬作物小麦,质地黏壤。0~20 cm土壤理化性状(TPY-6A智能土壤养分测试仪测定)表现为pH 6.4、有机质含量17.6 g/kg、全氮含量2.40 g/kg、碱解氮含量58.21 mg/kg、速效钾含量54.97 mg/kg、有效磷含量16.04 mg/kg。
1.2 试验材料
所用玉米品种为创玉198,由驻马店市农业科学院提供。肥料为尿素(N含量46%)、过磷酸钙(P2O5含量16%)和氯化钾(K2O含量60%)。
1.3 试验方法 
 1.3.1 试验设计 试验设3次重复,随机区组排列,行长6 m、行距0.67 m,8行区,小区面积32.16 m2。共设4个密度处理,分别为6.00万、6.75万、7.50万、8.25万株/hm2。6月13日播种,6月19日出苗。施肥用量纯氮225 kg/hm2,分基肥(60%)和追肥(40%,大喇叭口期)两次施用;K2O 150 kg/hm2、P5O2 75 kg/hm2作底肥一次性施入。管理措施同当地一般大田生产。
1.3.2 测定项目与方法 ①株高、穗位高、穗位系数测定。吐丝期每小区连续选取有代表性的植株10株,用标尺测量株高和穗位高,并计算穗位系数。株高指植株根茎部到顶部之间的距离;穗位高指地面至最上部果穗第一着生节高度;穗位系数=穗位高/株高。②茎节间长、茎粗和茎粗系数的测定。吐丝期用游标卡尺测量茎秆基部第二、第三、第四茎秆节间的直径,同时用直尺量出长度,茎粗系数=茎粗/节间长度。③茎秆穿刺强度测定。每小区选取有代表性的植株10株,采用3YJ21型玉米茎秆硬度计测定基部第二、第三、第四、穗位节节间的穿刺强度,将一定横断面积的测头在茎秆节间中部垂直于茎秆方向匀速缓慢插入,读取穿透茎秆表皮的最大值[11]。④茎秆抗折力的测定。用YYD-1型测定仪测量基部第二、第三、第四、穗位节节间茎秆抗折力,将茎秆放到间距为20 cm的支撑台上,用弧形探头贴着茎秆快速下压,读取茎秆折断时的值[12]。⑤茎秆干物质量和增重比的测定。吐丝期每小区选取有代表性的植株10株,测量茎秆高度,贴地表截取整株,去除叶鞘和穗,105 ℃杀青30 min后,80 ℃烘干至恒重,测定单株茎秆干物重及计算增重比(单株茎秆干物重/茎秆高度,g/cm)。⑥各小区倒伏率调查。倒伏率=倒伏株数/小区总株数×100%。
2 结果与分析
2.1 群体调控对夏玉米植株形态的影响
由表1可知,在6.00万~8.25万株/hm2范围内,夏玉米株高、穗位高、穗位系数均随着群体密度的增加而增加,群体由低密度6.00万株/hm2逐渐到高密度8.25万株/hm2,创玉198的株高、穗位高分别增高了2.80%、5.00%、6.02%和10.17%、14.49%、21.3%,穗位高比株高对密度的敏感度更強。穗位系数是衡量玉米品种抗倒伏能力大小的性状指标,穗位系数低的品种相应穗位节折断的几率也低, 抗倒伏能力就强, 反之则弱[13]。穗位系数随着玉米群体密度的增加有增加的趋势,群体由低密度6.00万株/hm2逐渐到高密度8.25万株/hm2,穗位系数分别升高了7.69%、10.26%、15.38%,群体的增加促进玉米节间伸长,植株增高,穗位系数增大。随着玉米群体的逐渐增大,株高、穗位高、穗位系数呈升高的趋势,穗位高增高的趋势大于株高,穗位系数也相应升高,植株重心升高,增加了玉米倒伏的几率。因此合理群体能降低穗位系数和玉米植株重心高度,提高玉米抗倒伏能力。
2.2 群体调控对夏玉米茎节间长和茎粗的影响
由表2可知,夏玉米基部第二、第三、第四茎秆节间长随着群体密度的增大均有增加的趋势,茎秆节间粗则明显降低,茎粗系数随着群体密度的增加而降低,茎粗系数是茎节间粗与茎节间长的比值,其值越小说明节间越长而茎秆越细弱易倒伏。茎节从下至上节间长逐渐升高,节间粗没有一定规律,而茎粗系数呈逐渐降低趋势。群体由低密度6.00万株/hm2增加到高密度8.25万株/hm2,第二、第三、第四茎秆节间长分别提高了20.00%、19.23%、16.20%,茎粗系数分别降低了30.77%、34.78%、25.00%。说明合理的群体能使茎节间长、茎粗适中,茎粗系数也较大,茎秆粗壮,抗倒伏能力增强。
2.3 群体调控对夏玉米茎秆穿刺强度的影响
由图1可知,茎秆穿刺强度是决定玉米茎秆是否抗倒伏的重要性状指标,玉米茎秆的倒伏主要表现在基部第二、第三、第四茎节和穗着生节即穗位节。随着群体密度的增加夏玉米茎秆穿刺强度呈降低趋势,但随着茎秆节位的上升则有减少幅度变小的趋势,同一群体密度下则随着茎秆节位的上升而逐渐降低,不同茎节间的穿刺强度表现为第二节>第三节>第四节>穗位节,越靠近茎秆基部穿刺强度越大,越能降低玉米倒伏。群体由低密度6.00万株/hm2逐渐升高到高密度8.25万株/hm2,玉米第二茎节、穗位节的穿刺强度分别为49.2、45.1、40.9、38.6 N/mm2和29.1、19.8、17.6、16.2 N/mm2,后3种密度分别比最低密度降低了8.33%、16.87%、21.54%和31.96%、39.52%、44.33%。
2.4 群体调控对夏玉米茎秆抗折力的影响
玉米茎秆抗折力反映出玉米抗倒伏能力的强弱,抗折力越大茎秆抗倒伏能力就越强[14]。由图2可知,随着群体密度的逐渐增加,不同玉米茎秆各节的抗折力呈现先升高后下降趋势,各节位则表现为第二茎节>第三茎节>第四茎节>穗位节。在群体密度为7.50万株/hm2时,除第四茎节外,各茎节抗折力均达到最大,第二、第三、第四茎节、穗位节的抗折力分别为342.9、318.0、231.6、183.4 N。而在相同群体密度处理下,各茎节抗折力逐渐降低,以穗位节最低,各密度下第二、第三、第四茎节分别比穗位节增加了74.80%、73.07%、32.56%;65.72%、63.06%、44.98%;86.97%、73.39%、26.28%;68.85%、64.26%、61.64%。合理群体密度可增加玉米茎秆抗折力,增加茎秆强度,提高玉米茎秆抗倒伏能力。
2.5 群体调控对夏玉米单株茎秆干物重的影响
由表3可知,随着群体密度的逐渐增大玉米单株茎秆干物重及增重比明显降低。群体密度不断增大时导致群体内光照不足、光合强度降低,单株光合产生减少,而且基部处于散射弱光照下,呼吸消耗多,茎秆干物重降低,易发生“头重脚轻”的情况,使茎秆难以承受较大的外力而易发生倒伏。群体由低密度6.00万株/hm2逐渐到高密度8.25万株/hm2,单株茎秆干物重分别降低了12.5%、26.26%、47.10%,增重比分别降低了14.71%、29.41%、50.00%。合理的群体密度能够增加单株茎秆干物重,增加增重比,增强玉米抗倒伏能力。

   2.6 群体调控对夏玉米倒伏率的影响 
  由表4可知,随着群体密度的增加,玉米倒伏率增加,不同群体密度间倒伏率差异显明显。在密度为6.00万、6.75万株/hm2的较低密度条件下,平均倒伏率分别为4.16%和4.96%;在密度为7.50万、8.25万株/hm2的较高密度条件下,平均倒伏率分别为7.58%和8.86%,高密度群体(8.25万株/hm2)的倒伏率比低密度群体(6.00万株/hm2)高出4.70个百分点,说明玉米倒伏率受群体密度的影响很大,尤其是高产条件下较高群体密度更易受外力风、雨的作用而引起倒伏。
3 小结与讨论
作物群体与个体生长间存在相互矛盾,种植群体密度增大,则个体生长发育会受到抑制,产生群体调控效应[4]。随着群体调控增加,玉米抗倒伏能力会发生变化,各处理间玉米植株形态、茎节间长和茎粗、茎秆穿刺硬度、抗折力、单株茎秆干物重和增重比差异明显,可作为评价玉米抗倒伏性状强弱的重要指标。本试验在密度为6.00万~8.25万株/hm2的范围内,夏玉米株高、穗位高、穗位系数均随着群体密度的增加而增加,且穗位高比株高对密度的敏感度更强,穗位高的增高趋势大于株高,穗位系数也相应升高,植株重心升高,增加了玉米倒伏的几率。夏玉米基部第二、第三、第四茎秆节间长随着群体密度的增大均有增加的趋势,茎秆节间粗则明显降低,茎粗系数随着群体密度的增加而减少,茎粗系数是茎秆节间粗与茎秆节间长的比值,越小说明节间越长而茎秆越细弱越易倒伏。随着群体密度的增加夏玉米茎秆穿刺强度、茎秆抗折力呈降低趋势,但随着茎秆节位的上升则有减少幅度变小的趋势,不同茎节间的穿刺强度、茎秆抗折力表现为第二节>第三节>第四节>穗位节,越靠近茎秆基部穿刺强度越大,越能降低玉米倒伏。单株茎秆干物重可反映不同群体调控下莖秆干物质积累的差异,可以作为判断玉米抗倒质量的重要指标,随着群体密度的逐渐增大玉米单株茎秆干物重及增重比则明显降低,群体密度不断增大时导致群体内光照不足、光合强度降低,单株光合产生减少,而且基部处于散射弱光照下,呼吸消耗多,茎秆干物重降低,使茎秆难以承受较大的外力而易发生倒伏。由上可知,创玉198的密度为6.00万~6.75万株/hm2时可构建较合理的群体结构,有利于提高抗倒伏能力。
玉米倒伏是品种特性、施肥、栽培管理、耕作方式、气候等内外因素综合作用的结果。为了减少倒伏对玉米生产的影响, 需要选择合理群体密度, 增加有机肥,培肥地力, 减少病虫危害, 确保玉米生产潜力正常发挥。
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