川中丘区不同玉米品种春、夏播茎秆抗倒特性研究

豆 攀，黄科程，王兴龙，马晓君，张嘉莉，孔凡磊，袁继超

(1.四川农业大学 农学院，四川 温江 611130；2.中江县农业局，四川 中江 618100)

川中丘区不同玉米品种春、夏播茎秆抗倒特性研究

豆 攀1，黄科程2，王兴龙1，马晓君1，张嘉莉1，孔凡磊1，袁继超1

(1.四川农业大学 农学院，四川 温江 611130；2.中江县农业局，四川 中江 618100)

为了明确川中丘区玉米的茎秆特性与抗倒能力及其产量的差异，鉴选抗倒伏与耐夏播能力强的品种，以四川省生产上推广面积较大的10个玉米品种为材料，设置春、夏播2个播期，比较研究了吐丝后7 d茎秆的形态特征、基部节间的机械强度与倒伏发生情况及产量构成。结果表明，夏播较春播更易发生倒伏；不同品种的茎秆特征、基部节间的机械强度以及籽粒的产量均存在明显差异，而且受播期的影响较大。夏播与春播相比，植株的株高和穗位变高，基部节间变长变细，压碎强度和折断强度下降，抗倒伏能力减弱，产量也降低，但这种变化的幅度在品种间存在较大差异。成单30是一个较好的夏播品种，抗倒能力强，产量也较高；而正红505耐夏播能力相对较弱，但春播抗倒伏能力较强，可作为春播品种进行大面积种植。

春播；夏播；玉米；抗倒伏；力学特性

倒伏是导致玉米产量降低的主要因素之一，倒伏造成的产量损失可达5%～70%[1]。玉米从拔节期-成熟期，均有可能由于暴风雨的影响而发生倒伏，严重制约产量水平的提高[2]，同时倒伏也影响机械化收获作业，如何提高玉米的抗倒能力、降低倒伏发生是玉米生产的重要课题之一。前人对此已开展了较多研究，认为茎粗[3]和穗位高[4-5]、茎秆压碎强度[6]、茎秆穿刺阻力[7]、穗下节间纤维素含量[6]等与玉米的抗倒能力有关，可作为茎秆抗倒伏能力的有效指标；玉米不同品种间抗倒能力差异较大[8-9]，并受种植密度和施肥水平等的影响[6]，因此选用抗倒品种、合理密植和科学施肥是增强玉米抗倒能力的重要措施。李华英等[10-12]研究表明，播期对小麦和大麦茎秆的抗倒能力有显著影响，因此，适期播种可能也是提高玉米抗倒能力的技术措施。

川中丘区是四川省玉米的主产区，传统以套作春玉米为主，随着适度规模的发展和生产方式的转变，机械化生产逐步得到推广应用，净作夏玉米面积逐渐扩大，但夏播玉米处于高温多雨季节，生产上倒伏发生的频率较高，因此，比较研究春、夏播玉米抗倒伏能力差异，鉴选抗倒能力较强的品种是发展夏玉米机械化生产的重要基础。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2015年3-8月在四川省中江县合兴乡新建村(东经104°37′，北纬30°35′)进行。试验田播前耕层土壤养分含量分别为：有机质11.77 g/kg，全氮1.47 mg/kg，碱解氮42.93 mg/kg，有效磷5.90 mg/kg，速效钾117.56 g/kg。

玉米生育期内日平均气温23.4 ℃，月平均降雨量80.8 mm，其中玉米生育期的候均温和降雨量如图1所示，夏播玉米在拔节-大喇叭口期(6月14日-6月28日)的候均温和降雨量显著大于春播(5月9日-5月29日)。

图1 全生育期内候均温和降雨量

1.2 试验设计

采用裂区试验设计，播期为主区，分别为春播(3月26日)、夏播(5月10日)；品种为副区，为本区域近年推广种植面积较大的10个品种，分别为正红505、成单30、蜀龙13、仲玉3号、蠡玉88、同玉18、中单808、荣玉1210、正红311和正红6号，3次重复，共60个小区。覆膜直播，采用宽窄行种植，行株距(110+50) cm×25 cm，密度4.95万株/hm2，小区面积5.5 m×3.2 m。所有处理底肥施复混肥料(有效含量40%，N∶P∶K=25∶7∶8)，窄行中沟施肥，全生育期共施纯氮225 kg/hm2，按底肥∶追肥=1∶1施用，其他栽培管理措施同一般高产玉米田。

1.3 测定项目

吐丝期前后是抗倒伏品种选择和鉴定的最佳时期。本试验茎秆性状的各个指标测定时期为吐丝后7 d，测定部位为基部第2-5节间(从下至上，下同)。各小区随机选取 5 株分别测量株高、穗位高、茎粗、节间直径、节间长度、压碎强度、穿刺强度、折断强度，并测定植株茎秆干物质量。

穗高系数=穗位高/株高

采用石家庄艾沃士科技有限公司生产的 AWOS-SL04植物茎秆强度测定仪测定茎秆机械强度。

茎秆穿刺强度：将横断面积为1 mm2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即为穿刺强度(N/mm2)。

茎秆压碎强度：将直径为1 cm的圆柱形试验机压头在茎秆节间中部垂直于茎秆轴线方向缓慢匀速加载，至其撕裂时计算机自动记录试验数据， 并显示抗压强度值(N/cm2)。

茎秆折断强度：将茎秆放在间距为7 cm的支撑台上，弧形探头贴住茎秆快速下压，计算机显示茎秆折断时的最大力度值，即为茎秆折断力度(N)。

收获时对小区玉米产量进行实测，将籽粒含水量折合为14%计算产量，并记录各品种的倒伏率情况，同时按平均穗重法选取20穗玉米进行考种。

1.4 数据处理和统计分析

采用Microsoft Excel和SPSS 22.0软件进行图表制作和数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 茎秆特性

2.1.1 株高和穗位高 由图2可知，夏玉米的株高和穗位高较春玉米高，10个品种平均，株高和穗位高分别高12.0%和30.2%，穗位高提高的幅度大于株高，导致穗位高系数也高于春播。无论是春播还是夏播，品种间的株高和穗位高均有明显差异，春播、夏播株高和穗位高均以正红311和中单808最高，蠡玉88最低。进一步分析表明，不同品种株高和穗位高在春、夏播之间变异幅度是有差异的，春播条件下10个品种株高和穗位高的变异系数分别为4.6%和11.4%，而夏播时则分别为3.7%和9.0%，夏播条件下品种间的差异缩小。夏播与春播相比，株高和穗位高上升幅度均是蠡玉88最高，中单808和荣玉1210上升幅度最小。

2.1.2 节间长和节间直径 基部节间长随节位的上升逐渐增长，品种间和播期间表现一致(表1)。同一品种相比，夏播的节间长均大于春播，10个品种平均，夏播较春播长31.4%，与穗位高的增幅基本一致，但不同节间的增幅有较大差异，随节位的上升增幅变小，10个品种第2-5节间的平均增幅分别为47.1%，43.6%，26.0%，21.3%；从品种来看，以荣玉1210和正红311的增幅最大，正红505的增幅最低，与穗位高的表现也基本一致。

不同品种基部节间直径也有较大差异(表2)，其中以中单808最粗，其次为荣玉1210，夏播时仲玉3号和蜀龙13也较粗，正红6号春播最细，蠡玉88夏播均最细。与节间长不同，多数品种基部第2-5节间粗夏播较春播小，其中以蠡玉88夏播降低的幅度最大(降低10.4%)，其次为中单808(降低7.5%)，但蜀龙13和仲玉3号春、夏播之间差异不大。

图2 春、夏播不同玉米品种农艺性状比较

播期Sowingdate节位Internode正红505ZH505成单30CD30蜀龙13SL13仲玉3号ZY3蠡玉88LY88同玉18TY18中单808ZD808荣玉1210RY1210正红311ZH311正红6号ZH6春播26.89ab6.12ab6.22ab5.71b6.57ab6.50ab5.69b6.29ab7.05a6.91abSpringsowing39.05abc8.45bc9.13ab7.30c8.12bc9.25ab7.81bc9.07abc10.77a9.17ab411.01cd11.20bcd12.26bc9.81d10.27cd13.06b10.70cd13.01b15.11a11.94bc512.72cd14.01bcd14.36bc12.40cd12.28d15.28b13.54bcd15.28b18.32a14.21bcd2-5节长Lengthof2-5internodes39.67bcd39.78bcd41.98bc35.21d37.24cd44.09b37.73bcd43.64bc51.25a42.23bc夏播29.40a10.13a9.27a9.53a10.07a9.10a8.50a8.70a10.50a8.90aSummersowing311.77b12.50b11.90b12.13b13.23ab13.10ab11.43b12.27b15.43a12.80ab413.83b14.13b14.83b14.00b15.47b15.97b13.90b14.47b18.33a14.27b515.67c16.33c16.93bc16.13c17.27bc19.00ab16.03c16.63bc20.97a17.80bc2-5节长Lengthof2-5internodes50.67b53.10b52.93b51.80b56.03b57.17ab49.87b52.07b65.23a53.77b

注： 同行不同字母表示在 0．05 水平差异显著。表2-5，7同。

Note：Different letters in the same line represent significant difference at 0.05 level．The same as Tab.2-5，7.

表2 不同玉米品种基部节间直径Tab.2 The diameter of basal internode of different maize varieties cm

2.1.3 节间力学特性 玉米基部节间的机械强度随节位的上升而降低，特别是折断强度，品种间和播期间均表现一致。10个品种2个播期平均，第2，3，4节间的折断强度分别较第5节间高92.9%，52.4%，23.3%，穿刺强度和压碎强度则分别高36.7%，26.1%，13.4%和36.7%，34.0%，7.6%(表3-5)。

无论是穿刺强度(表3)、压碎强度(表4)还是折断强度(表5)，品种间差异明显。总体而言，在10个参试品种中，正红311基部节间的穿刺强度、压碎强度和折断强度是较高的，其次为仲玉3号和成单30，蜀龙13则是较弱的，中单808的穿刺强度、正红505的折断强度、正红6号的压碎强度均为最低。

播期对玉米基部节间穿刺强度的影响较小，但对压碎强度和折断强度影响显著，夏播与春播相比，基部节间的压碎强度和折断强度不同程度降低，10个品种5个节间平均，压碎强度和折断强度分别降低20.2%和14.3%。夏播基部不同节间压碎强度较春播降低的幅度因品种和节位而异，总体来看，第3，4节间的降幅较大，第5节间的降幅较小；而夏播基部不同节间折断强度较春播降低的幅度总体随节间的升高呈降低趋势，10个品种第2-5节间的平均降幅分别为20.1%，15.6%，8.9%，7.0%。就品种而言，夏播与春播相比第2-5节间的平均压碎强度的降幅以中单808和成单30最大，其次为蠡玉88和正红6号，同玉18的降幅最小；而折断强度的降幅以蠡玉88和正红6号最大，其次为正红505和中单808，正红311和蜀龙13的降幅最小。

表3 不同玉米品种基部节间穿刺强度Tab.3 The penetration strength of basal internode of different maize varieties N/mm2

表4 不同玉米品种基部节间压碎强度Tab.4 The crushing strength of basal internode of different maize varieties N/cm2

表5 不同玉米品种基部节间折断强度Tab.5 The breaking strength of basal internode of different maize varieties N

2.2 田间实际倒伏率

春播时各品种田间均未发生倒伏，但夏播时则发生了不同程度的倒伏(表6)。从茎折率来看，10个参试品种中以正红505最高，这可能与其基部节间折断强度较低有关；其次为中单808，这可能与其基部节间压碎强度和穿刺强度较低有关；正红311、仲玉3号和同玉18的茎折率为0，这与其基部节间压碎强度和折断强度较高有关；正红6号和蜀龙13虽然基部节间机械强度不高，但因其穗位较低或所处位置原因也未发生茎折。除茎折外，田间还发生了不同程度的根倒，其中正红311因植株和穗位较高，根倒率最高，其次为蜀龙13，正红505、仲玉3号和同玉18也发生了不同程度的根倒。相关分析表明，田间茎折率与茎秆基部节间折断强度(R=-0.512 7)、穿刺强度(R=-0.424 4)的相关性较高，根倒伏率则与节部节间长(R=0.746 2*)、穗位高(R=0.850 4**)和穗高系数(R=0.676 1*)显著或极显著正相关，由此表明，降低穗位高和基部节间长度是降低根倒的重要措施，增强基部节间折断强度和穿刺强度是降低茎折率的有效手段。

2.3 不同类型玉米品种产量比较

不同品种的产量存在明显差异，并受播期影响(表7)。总体而言，春播与夏播相比，因果穗较长较粗，穗行数和行粒数较多，千粒质量较高而增产，10个品种平均，穗行数、行粒数、千粒质量和产量春播分别较夏播增加3.0%，18.7%，24.6%，32.8%。春播较夏播增产的主要原因是温度相对较低(播种-吐丝和吐丝-成熟的日均温分别低3.2，0.9 ℃)，生育期较长(10个品种平均，播种-吐丝和吐丝-成熟分别长13，0 d)，但夏播较春播减产的幅度在品种间存在较大差异，即不同品种的耐夏播能力不尽相同，就本试验而言，成单30耐夏播能力最强，不仅没有减产，而且较春播提高了5.85%，其次为蠡玉88，正红505、蜀龙13、同玉18和仲玉3号的耐夏播能力较弱，夏播减产幅度较大。

表6 不同玉米品种夏播吐丝期倒伏情况Tab.6 Summer sowing silking stage lodging of different maize varieties %

表7 不同类型玉米品种产量及其构成因素Tab.7 Yield and its components of different maize varieties

3 讨论

关于玉米茎秆抗倒力学性状的研究有学者从茎秆抗压碎强度[13-14]、外皮穿刺强度[8，15]和抗拉折强度[16]等指标进行考察，有研究认为玉米茎秆压碎强度与茎秆倒伏呈显著负相关[6]，外皮穿刺强度与茎秆倒伏高度相关[7]。也有学者从植株形态指标进行研究，但结果不尽相同。Kaack等[17]认为植株倒伏与株高、穗位高无相关性，穗位高系数才是重要指标。而刘鑫等[18]认为穗位高系数与抗倒伏性并不呈显著正相关，品种本身的抗倒特性是提高抗倒伏的关键。本研究表明，不同玉米品种茎秆特性和基部节间强度差异很大，夏播时田间的倒伏率也就不尽相同，总体而言，基部节间折断强度和穿刺强度较高的品种茎折率较低，穗位较高、基部节间较长的品种根倒率较高。

王受荣等[19]研究表明，播期对小麦和大麦茎秆的抗倒能力也有显著影响。张桂花[20]研究结果表明，播期对玉米抗倒伏性的影响差异不显著。本研究表明，春播和夏播玉米的茎秆形态和机械强度以及田间的倒伏率有较大差异，与春播相比，总体而言夏播玉米的植株变高，基部节间长度和穗位高增加，折断强度和压碎强度降低，抗倒能力变弱，田间倒伏率升高，这可能与其茎秆生长期温度较高(10个品种平均，拔节-抽雄的日均温夏播较春播高2.0 ℃)，雨水较多(拔节-抽雄降雨量多56.7 mm)，生长较快，生长时间较短(拔节-抽雄缩短6 d)，物质充实度较低有关。不过不同品种间夏播时茎秆形态与基部节间机械强度存在较大差异，选用穗位较矮、基部节间较短、机械强度较大的品种是增加夏玉米抗倒能力的有效措施。

就本试验而言，成单30是一个较好的夏播品种，抗倒能力强，产量也较高；仲玉3号虽然基部节间机械强度较高、抗倒能力较强，但在本试验中产量不高，需配合高产栽培措施；正红505夏播时田间茎折率较高，减产幅度较大，但春播产量高，田间也未发生倒伏，可作为春播品种应用。

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Study on Stalk Lodging Resistant of Different Maize Varieties in Spring and Summer

DOU Pan1， HUANG Kecheng2， WANG Xinglong1，MA Xiaojun1，ZHANG Jiali1，KONG Fanlei1，YUAN Jichao1

(1.College of Agronomy，Sichuan Agricultural University，Wenjiang 611130，China；2. Agricultural Bureau of Zhongjiang Country，Zhongjiang 618100，China)

In order to clarify the characteristics of corn stalk differences in the Hilly Region of Sichuan Province and the ability of lodging and yield，screening maize variety with lodging resistance and summer sowing resistant. In this experiment，ten maize varieties with larger area in Sichuan Province were used as the materials in spring and summer sowing dates. And compared the stalk morphological characteristics，mechanical strength，lodging resistance of basal internodes and consist of yield in 7-days after silking. The results showed that the lodging was easier in summer. There were significant difference in morphological characteristic，mechanical strength of basal internode and grain yield of different varieties，all affected by sowing date.Compared with spring sowing，summer maize plant and ear height become higher，basal internode length decreased thinner，crushing strength and breaking strength weakened， lodging resistance and yield also decreased，but there was a big difference in the magnitude of this variation between varieties. CD30 was a good summer sowing varieties，lodging resistant ability was strong，high yield of summer sowing； However，ZH505 resistant ability was relatively weak，but high yield and strong lodging resistance of spring maize could be used as a variety of planting.

Sowing in spring；Sowing in summer； Maize； Lodging resistant； Mechanical properties

2017-05-08

公益性行业(农业)科研专项(20150312705)；粮食丰产增效科技创新(2016YFD0300307)

豆 攀(1990-)，男，陕西咸阳人，在读硕士，主要从事作物高产优质高效栽培研究。

袁继超(1963-)，男，重庆江津人，教授，博士，博士生导师，主要从事作物高产优质高效栽培技术研究。

S513.01

A

1000-7091(2017)04-0162-07

10.7668/hbnxb.2017.04.026