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玉米莖倒抗性的影響，本試驗設置3個施肥量[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個密度(6.0萬、7.5萬、9.0萬株/hm2)處理進行組合試驗，采用遵循結構力學原理的抗莖倒指數作為莖倒抗性的評價指標，并分5個生育時期使用田間原位拉力儀測試莖稈抗彎折力。結果表明，同一密度不同施肥量處理各指標的變化趨勢為：6.0萬株/hm2密度下抗莖倒指數、彎折力矩和風合力矩均隨施肥量的增加而增加;7.5萬株/hm2密度下F2處理抗莖倒指數及其組分在3個施肥量中平均表現最優(yōu);9.0萬株/hm2密度下各施肥量處理抗莖倒指數的變化在各生育時期之間有所不同，而彎折力矩和風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、彎折力矩整體上均隨密度的增加而呈降低趨勢，各生育時期表現基本一致;風合力矩則隨密度變化的趨勢略有不同。生育時期對抗莖倒指數及其組分的影響最大且遠大于其它因素，其效應量分別為0.43、0.30、0.72。綜合來看，增加密度的同時適當提高施肥水平才能使玉米植株既可保證產量又可獲得更高的抗莖倒指數。本研究結論可為今后玉米的高產栽培提供理論和數據支撐。

　　關鍵詞：玉米;種植密度;施肥量;抗莖倒指數;全生育期;莖倒抗性

　　玉米莖倒伏是指大風吹折植株，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象[1]。莖倒伏破壞了植株莖稈的輸導系統(tǒng)，既影響根系向葉片運輸水分和養(yǎng)分，也影響葉片向果穗輸送光合產物，最終導致產量損失嚴重[2，3]，機械收獲效率降低，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中亟待解決的一個重要難題，高密度高產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量，但密度越大玉米倒伏越重，且兩者關系極為密切。其主要原因在于增加密度之后玉米莖稈機械性能變弱，各莖節(jié)間長粗比增大，莖稈壁變薄，單位節(jié)間干物質重、硬度變小[8，9]，并影響群體內的通風透光和光合，導致莖稈遇到大風天氣發(fā)生倒伏[10]。施肥可以顯著改善莖稈質量，降低莖稈倒伏風險[11]。然而，較高的氮磷含量可以增加基部節(jié)間的伸長率和長度，并顯著降低玉米莖稈的纖維素含量[12，13]，從而降低莖稈強度，增加倒伏率。所以探明適當密度下的合理施肥量以達到理想的莖倒抗性十分重要，但目前該方面研究鮮有報道。因此，本研究通過肥密耦合試驗，采用抗莖倒指數指標分析莖倒抗性全生育期的動態(tài)變化，旨在定量評價各生育期肥密耦合的莖倒抗性，明確肥密耦合與生育時期對抗莖倒指數及其組分的影響和變化趨勢，探明適當密度下達到理想莖倒抗性的施肥量，以期為玉米機械粒收技術的發(fā)展提供理論依據。

　　1材料與方法

　　1.1試驗地概況

　　試驗于2020年在青島農業(yè)大學膠州基地(36°26′42″N，120°5′17″E)進行。該地屬于溫帶季風性氣候區(qū)。土壤為砂姜黑土，0～20cm耕層土壤有機質含量為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試驗設計

　　本試驗以玉米品種鄭單958為材料，根據養(yǎng)分平衡法設置3個氮磷鉀施用量，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);設置3個密度，分別為6.0萬株/hm2(M1)、7.5萬株/hm2(M2)、9.0萬株/hm2(M3)。兩因子完全組合構成試驗方案，隨機區(qū)組排列，重復4次。試驗共36個小區(qū)。每小區(qū)種植8行，行長10m，行距0.7m。施肥方法：F1處理播種時一次性施完;F2分2次施入，播種時施50%，拔節(jié)期追施50%;F3分3次施入，播種時施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地常規(guī)大田。

　　1.3測定項目與方法

　　于大喇叭口期、吐絲期、吐絲后15天、吐絲后30天、成熟期進行取樣。

　　1.3.1葉面積垂直分布測定 每處理在各時期分別選取有代表性、生長一致的6株樣株進行測定。展開葉的葉面積用系數法測定，分別測量葉長和最大葉寬，再計算單葉面積(長×寬×0.75);未展開葉采用葉重法測定。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莖稈抗彎折力測定 將所有葉片去除，然后將第三代玉米抗倒伏力測試儀[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測試儀滑桿，直至拉折莖稈，儀器自動記錄拉力曲線，包括拉力、滑桿傾角、傳感器位置等(圖1)。

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

　　1.3.4產量及其構成 各小區(qū)選取2行10m樣段，記錄植株數、有效穗數，稱鮮重，并按大小穗比例和平均鮮穗重取10穗測定籽粒含水量和室內考種。根據籽粒含水量計算產量(14%水分)。

　　1.4 數據處理與分析

　　采用SAS9.4軟件進行數據處理，Origin2021作圖。在方差分析基礎上，用Tukey法比較處理間在0.05水平上的差異顯著性。分析前對各指標進行對數轉換以改善誤差方差的同質性。

　　各種因子對試驗指標的實質性作用或影響用因子的效應量表示，通過方差分析結果進行計算。效應量是某因子的作用占總作用的比例，是無量綱的純數[17-19]。

　　2結果與分析

　　2.1肥密耦合對抗莖倒指數的影響

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