肥密耦合提高玉米全生育期莖倒抗性

　　摘要：為了探明肥密耦合對(duì)玉米莖倒抗性的影響，本試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)施肥量[N、P2O5、K2O用量分別為78.0、112.5、57.0kg/hm2(F1)，132.0、139.5、90.0kg/hm2(F2)，186.0、168.0、124.5kg/hm2(F3)]和3個(gè)密度(6.0萬(wàn)、7.5萬(wàn)、9.0萬(wàn)株/hm2)處理進(jìn)行組合試驗(yàn)，采用遵循結(jié)構(gòu)力學(xué)原理的抗莖倒指數(shù)作為莖倒抗性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并分5個(gè)生育時(shí)期使用田間原位拉力儀測(cè)試莖稈抗彎折力。結(jié)果表明，同一密度不同施肥量處理各指標(biāo)的變化趨勢(shì)為：6.0萬(wàn)株/hm2密度下抗莖倒指數(shù)、彎折力矩和風(fēng)合力矩均隨施肥量的增加而增加;7.5萬(wàn)株/hm2密度下F2處理抗莖倒指數(shù)及其組分在3個(gè)施肥量中平均表現(xiàn)最優(yōu);9.0萬(wàn)株/hm2密度下各施肥量處理抗莖倒指數(shù)的變化在各生育時(shí)期之間有所不同，而彎折力矩和風(fēng)合力矩均隨施肥量的增加而降低。相同施肥量下，玉米抗莖倒指數(shù)、彎折力矩整體上均隨密度的增加而呈降低趨勢(shì)，各生育時(shí)期表現(xiàn)基本一致;風(fēng)合力矩則隨密度變化的趨勢(shì)略有不同。生育時(shí)期對(duì)抗莖倒指數(shù)及其組分的影響最大且遠(yuǎn)大于其它因素，其效應(yīng)量分別為0.43、0.30、0.72。綜合來(lái)看，增加密度的同時(shí)適當(dāng)提高施肥水平才能使玉米植株既可保證產(chǎn)量又可獲得更高的抗莖倒指數(shù)。本研究結(jié)論可為今后玉米的高產(chǎn)栽培提供理論和數(shù)據(jù)支撐。

　　關(guān)鍵詞：玉米;種植密度;施肥量;抗莖倒指數(shù);全生育期;莖倒抗性

　　玉米莖倒伏是指大風(fēng)吹折植株，致莖稈自節(jié)間處縊折，或者莖稈自節(jié)處斷為兩截即完全斷掉的現(xiàn)象[1]。莖倒伏破壞了植株莖稈的輸導(dǎo)系統(tǒng)，既影響根系向葉片運(yùn)輸水分和養(yǎng)分，也影響葉片向果穗輸送光合產(chǎn)物，最終導(dǎo)致產(chǎn)量損失嚴(yán)重[2，3]，機(jī)械收獲效率降低，收獲成本增加[4-6]。因此提高玉米的抗倒伏能力成為提高玉米單產(chǎn)中亟待解決的一個(gè)重要難題，高密度高產(chǎn)種植水平下尤為重要[7]。

　　大量研究表明，增加密度可以提高玉米產(chǎn)量，但密度越大玉米倒伏越重，且兩者關(guān)系極為密切。其主要原因在于增加密度之后玉米莖稈機(jī)械性能變?nèi)酰髑o節(jié)間長(zhǎng)粗比增大，莖稈壁變薄，單位節(jié)間干物質(zhì)重、硬度變小[8，9]，并影響群體內(nèi)的通風(fēng)透光和光合，導(dǎo)致莖稈遇到大風(fēng)天氣發(fā)生倒伏[10]。施肥可以顯著改善莖稈質(zhì)量，降低莖稈倒伏風(fēng)險(xiǎn)[11]。然而，較高的氮磷含量可以增加基部節(jié)間的伸長(zhǎng)率和長(zhǎng)度，并顯著降低玉米莖稈的纖維素含量[12，13]，從而降低莖稈強(qiáng)度，增加倒伏率。所以探明適當(dāng)密度下的合理施肥量以達(dá)到理想的莖倒抗性十分重要，但目前該方面研究鮮有報(bào)道。因此，本研究通過(guò)肥密耦合試驗(yàn)，采用抗莖倒指數(shù)指標(biāo)分析莖倒抗性全生育期的動(dòng)態(tài)變化，旨在定量評(píng)價(jià)各生育期肥密耦合的莖倒抗性，明確肥密耦合與生育時(shí)期對(duì)抗莖倒指數(shù)及其組分的影響和變化趨勢(shì)，探明適當(dāng)密度下達(dá)到理想莖倒抗性的施肥量，以期為玉米機(jī)械粒收技術(shù)的發(fā)展提供理論依據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1試驗(yàn)地概況

　　試驗(yàn)于2020年在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)膠州基地(36°26′42″N，120°5′17″E)進(jìn)行。該地屬于溫帶季風(fēng)性氣候區(qū)。土壤為砂姜黑土，0～20cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為14.11g/kg、堿解氮78.63mg/kg、速效磷35.69mg/kg、速效鉀128.52mg/kg，pH=7.38。

　　1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　本試驗(yàn)以玉米品種鄭單958為材料，根據(jù)養(yǎng)分平衡法設(shè)置3個(gè)氮磷鉀施用量，即N、P2O5、K2O用量分別為78.0、112.5、57.0kg/hm2(F1)，132.0、139.5、90.0kg/hm2(F2)，186.0、168.0、124.5kg/hm2(F3);設(shè)置3個(gè)密度，分別為6.0萬(wàn)株/hm2(M1)、7.5萬(wàn)株/hm2(M2)、9.0萬(wàn)株/hm2(M3)。兩因子完全組合構(gòu)成試驗(yàn)方案，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)4次。試驗(yàn)共36個(gè)小區(qū)。每小區(qū)種植8行，行長(zhǎng)10m，行距0.7m。施肥方法：F1處理播種時(shí)一次性施完;F2分2次施入，播種時(shí)施50%，拔節(jié)期追施50%;F3分3次施入，播種時(shí)施40%，拔節(jié)期和大喇叭口期各施30%。6月13日播種，10月1日成熟，10月17日收獲。其它田間管理措施同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田。

　　1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

　　于大喇叭口期、吐絲期、吐絲后15天、吐絲后30天、成熟期進(jìn)行取樣。

　　1.3.1葉面積垂直分布測(cè)定 每處理在各時(shí)期分別選取有代表性、生長(zhǎng)一致的6株樣株進(jìn)行測(cè)定。展開(kāi)葉的葉面積用系數(shù)法測(cè)定，分別測(cè)量葉長(zhǎng)和最大葉寬，再計(jì)算單葉面積(長(zhǎng)×寬×0.75);未展開(kāi)葉采用葉重法測(cè)定。單株葉面積為所有單葉面積之和。葉高即從地面到玉米葉片葉環(huán)位置的高度。

　　1.3.2莖稈抗彎折力測(cè)定 將所有葉片去除，然后將第三代玉米抗倒伏力測(cè)試儀[14]與莖稈在距地面80cm處鏈接，之后保持同一方向慢勻速拉動(dòng)測(cè)試儀滑桿，直至拉折莖稈，儀器自動(dòng)記錄拉力曲線，包括拉力、滑桿傾角、傳感器位置等(圖1)。

　　1.3.3抗莖倒指數(shù) 在崔日鮮等[15]的方法基礎(chǔ)上，把力值相比更改為力矩值相比，以計(jì)算抗莖倒指數(shù)k，即：

　　1.3.4產(chǎn)量及其構(gòu)成 各小區(qū)選取2行10m樣段，記錄植株數(shù)、有效穗數(shù)，稱鮮重，并按大小穗比例和平均鮮穗重取10穗測(cè)定籽粒含水量和室內(nèi)考種。根據(jù)籽粒含水量計(jì)算產(chǎn)量(14%水分)。

　　1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

　　采用SAS9.4軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，Origin2021作圖。在方差分析基礎(chǔ)上，用Tukey法比較處理間在0.05水平上的差異顯著性。分析前對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換以改善誤差方差的同質(zhì)性。

　　各種因子對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的實(shí)質(zhì)性作用或影響用因子的效應(yīng)量表示，通過(guò)方差分析結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。效應(yīng)量是某因子的作用占總作用的比例，是無(wú)量綱的純數(shù)[17-19]。

　　2結(jié)果與分析

　　2.1肥密耦合對(duì)抗莖倒指數(shù)的影響

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