黃錄煥,白崗栓
(1.陜西楊凌億陽種業(yè)科技有限公司,陜西楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所,陜西楊凌 712100)
玉米(Zea mays)是重要的糧食作物和飼料作物,在我國四大農(nóng)作物中排名第二。近年來隨著玉米品種的不斷更新和栽植密度的不斷提高,依靠水肥管理來提高玉米產(chǎn)量的空間越來越小。去雄是提高玉米產(chǎn)量的簡便途徑,去雄所產(chǎn)生的雄穗不但是牛、羊的優(yōu)質(zhì)飼草,而且可減少玉米螟的發(fā)生與危害,具有廣闊的應(yīng)用、推廣前景[1-2]。玉米植株高大,去雄時(shí)往往會(huì)攜帶1~2片頂葉。去雄是否攜帶頂葉一直為玉米去雄過程中爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。有些人認(rèn)為去雄攜帶1~2片頂葉會(huì)降低玉米產(chǎn)量[3-7],有些人認(rèn)為去雄攜帶1~2片頂葉不會(huì)影響玉米產(chǎn)量[8-10],而大多數(shù)人認(rèn)為去雄攜帶1~2片頂葉可增加玉米產(chǎn)量[11-20]。通常情況下玉米去雄是隔行去雄,有關(guān)去雄方面的研究均針對(duì)被去雄的玉米植株,對(duì)未去雄的玉米缺乏研究。鑒于此,筆者研究了去雄攜帶頂葉對(duì)玉米生長及產(chǎn)量的影響,旨在為評(píng)價(jià)去雄不帶葉和去雄攜帶頂葉數(shù)量對(duì)被去雄及未去雄玉米生長的影響提供理論依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于陜西省安塞縣沿河灣鎮(zhèn)寨子灣村,為黃土丘陵溝壑區(qū)農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)。試驗(yàn)地年均氣溫8.8℃,4~9月平均氣溫17.95℃,≥10℃活動(dòng)積溫3 170.30℃,無霜期159 d。試驗(yàn)地梯田寬度為26.0 m,坡向東北,海拔1 140.0 m,土壤為輕壤質(zhì)黃綿土。試驗(yàn)地耕層土壤有機(jī)質(zhì)為9.68 g/kg,速效氮14.62 mg/kg,速效磷 2.42 mg/kg,速效鉀69.82 mg/kg,pH 8.24。試驗(yàn)地?zé)o灌溉條件,為雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。試驗(yàn)地年降水量為524.28 mm,主要集中在7~9月。
1.2 材料 供試玉米品種為鄭單958,2014年4月28日采用寬窄行種植,寬行行距為80.0 cm,窄行行距為40.0 cm,株距為28.0 cm,密度為59 523.81株/hm2。試驗(yàn)地玉米長勢(shì)均勻,7月17日為抽雄初始期,玉米株高215.0 cm左右,莖粗為1.90 cm左右,地上部生物量為125.0 g/株左右。試驗(yàn)地寬18.0 m,長33.6 m,靠近梯埂、梯壁及兩端各有4.0 m寬的保護(hù)行。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)以不去雄為對(duì)照(CK),采用隔行去雄,設(shè)有去雄不帶頂葉(D0),去雄帶1頂葉(D1),去雄帶2頂葉(D2),去雄帶3頂葉(D3)共5個(gè)處理。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)寬3.6 m,長11.2 m,種植6行玉米,每行種植40株。不同小區(qū)均采用隨機(jī)排列,3次重復(fù)。2014年7月18日大多數(shù)雄穗露出頂葉1/3時(shí),于10:00~12:00對(duì)不同小區(qū)按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行第1次去雄,7月19日進(jìn)行第2次去雄,保證去雄行的所有玉米均被去雄。各處理具體操作如下:CK——玉米抽雄期6行玉米均不進(jìn)行去雄及去除頂葉,雄穗和頂葉全部保留;D0——采用隔行去雄,被去雄的玉米僅去除雄穗,不攜帶任何頂葉;D1——采用隔行去雄,被去雄的玉米在去除雄穗時(shí)攜帶1片頂葉,即去雄時(shí)旗葉也被去除;D2——采用隔行去雄,被去雄的玉米在去除雄穗時(shí)攜帶2片頂葉,即去雄時(shí)旗葉和頂部第2片葉也被去除;D3——采用隔行去雄,被去雄的玉米在去除雄穗時(shí)攜帶3片頂葉,即去雄時(shí)旗葉和頂部第2、第3片葉也被去除。
1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法 玉米成熟期在對(duì)照小區(qū)隨機(jī)選10株玉米,其他小區(qū)隨機(jī)選擇10株被去雄玉米和10株未去雄玉米,常規(guī)方法測(cè)定玉米株高、莖桿直徑和生物量,并對(duì)不同處理進(jìn)行考種,測(cè)定不同處理被去雄玉米、未去雄玉米的行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長、百粒重、子粒產(chǎn)量等。計(jì)算單位面積玉米產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)系數(shù)。
1.5 數(shù)據(jù)處理 對(duì)照處理單位面積的玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)是根據(jù)不同小區(qū)10株玉米的產(chǎn)量、生物量和種植密度進(jìn)行折算。其他處理的經(jīng)濟(jì)系數(shù)是先計(jì)算出被去雄玉米、未去雄單株產(chǎn)量和單株生物量的平均值,然后折算出經(jīng)濟(jì)系數(shù);根據(jù)其他處理的單株產(chǎn)量的平均值和種植密度折算出其他處理單位面積玉米產(chǎn)量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel制作圖表,采用新復(fù)極差法檢驗(yàn)不同處理間的差異顯著性。
2.1 不同處理對(duì)株高、莖粗、生物量的影響 由圖1可知,去雄降低了被去雄玉米的株高,且去雄攜帶的頂葉越多,降低的幅度越大,其中去雄帶2頂葉、去雄帶3頂葉顯著低于對(duì)照,去雄帶3頂葉顯著低于去雄不帶頂葉。未去雄的玉米株高隨去雄攜帶頂葉的增多而降低,但與對(duì)照無顯著差異。
由圖2和圖3可知,去雄帶1頂葉的被去雄玉米的莖稈直徑、生物量均顯著大于對(duì)照和去雄帶3頂葉;去雄不帶頂葉、去雄帶2頂葉略大于對(duì)照,去雄帶3頂葉略小于對(duì)照,均與對(duì)照無顯著差異。去雄后不同處理未去雄玉米的莖稈直徑、生物量均略大于對(duì)照,且去雄攜帶的頂葉越多,未去雄玉米的莖稈直徑、生物量越大,但與對(duì)照無顯著差異。
2.2 不同處理對(duì)玉米果穗性狀的影響 由表1可知,去雄對(duì)被去雄、未去雄玉米的穗長、穗粗、行數(shù)、千粒重等無顯著影響。被去雄玉米中,去雄帶1頂葉的行粒數(shù)最高,其次為去雄不帶葉、去雄帶2頂葉,而去雄帶3頂葉則低于對(duì)照,但均與對(duì)照無顯著差異。未去雄玉米的行粒數(shù)隨著去雄攜帶頂葉的增加而增加,但與對(duì)照無顯著差異。
去雄帶1頂葉、去雄不帶頂葉的穗粒數(shù)顯著高于對(duì)照和去雄帶2頂葉、去雄帶3頂葉。未去雄玉米的穗粒數(shù)隨著去雄攜帶頂葉的增加而增加,但與對(duì)照無顯著差異。
被去雄玉米中,去雄帶1頂葉的單穗產(chǎn)量顯著高于去雄帶2頂葉,去雄不帶頂葉顯著高于對(duì)照和去雄帶3頂葉。未去雄玉米的單穗產(chǎn)量均隨去雄攜帶頂葉的增多而增多,但均與對(duì)照無顯著差異。
2.3 不同處理單位面積產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)系數(shù) 與對(duì)照相比,去雄不帶頂葉、去雄帶1頂葉、去雄帶2頂葉、去雄帶3頂葉單位面積的玉米產(chǎn)量分別增加了4.07%、5.09%、2.49%和0.43%,其中去雄帶1頂葉顯著高于對(duì)照,其他處理略高于對(duì)照(圖4)。與被去雄玉米單穗產(chǎn)量相比(表1),單位面積的玉米增產(chǎn)量較小。
與對(duì)照相比,去雄不帶頂葉、去雄帶1頂葉、去雄帶2頂葉、去雄帶3頂葉單位面積的經(jīng)濟(jì)系數(shù)分別增加了3.61%、4.41%、2.40%和0.80%,均略高于對(duì)照,與對(duì)照無顯著差異(圖5)。
玉米為異花授粉作物,雄穗花粉量大,1個(gè)雄穗所產(chǎn)生的花粉可滿足3~5株雌穗的授粉需求,隔行去雄不會(huì)產(chǎn)生授粉不足的問題。玉米抽雄吐絲期為營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時(shí)期,具有雄穗、果穗(雌穗)2個(gè)生殖生長中心,去雄后消除了雄穗,可促使?fàn)I養(yǎng)成分集中供給于果穗,促進(jìn)果穗發(fā)育,提高玉米產(chǎn)量[8-22]。玉米在長期的進(jìn)化過程中形成了“就近運(yùn)輸”,頂部第1葉片(旗葉)的光合產(chǎn)物主要促進(jìn)雄穗發(fā)育,穗位3片葉片(棒3葉)的光合產(chǎn)物主要促進(jìn)果穗發(fā)育[16,22-23],因而去雄帶 1 頂葉不但不會(huì)降低玉米產(chǎn)量,而且可降低營養(yǎng)消耗,促進(jìn)果穗發(fā)育,因而其產(chǎn)量高于去雄不帶頂葉。去雄時(shí)攜帶葉片過多,會(huì)降低光合面積,從而降低光合產(chǎn)物積累,降低玉米產(chǎn)量,因而去雄帶2頂葉增產(chǎn)幅度較小,去雄帶 3 頂葉無增產(chǎn)作用[3-23]。
玉米果穗的長短、粗細(xì)及潛在的行數(shù)、行粒數(shù)在玉米孕穗期(大喇叭口期)已經(jīng)形成[24-26],因而去雄及去雄攜帶葉片的多少對(duì)果穗長度、果穗直徑、行數(shù)、行粒數(shù)等無顯著影響。去雄及去雄攜帶頂葉減少雄穗及雄穗附近葉片對(duì)營養(yǎng)的消耗,降低了玉米的高度,利于傳粉、授粉和受精,增強(qiáng)了中上部葉片的光照強(qiáng)度,提高了光合速率,促進(jìn)了果穗發(fā)育[11,27],因而去雄不帶頂葉、去雄帶1頂葉的禿尖減少,穗粒數(shù)增加,單穗子粒產(chǎn)量增加。
去雄及去雄攜帶頂葉降低了被去雄玉米的株高,增加了玉米行間、株間的光照強(qiáng)度,改善了群體內(nèi)部的通風(fēng)、透光狀況,減少相鄰行之間的競(jìng)爭(zhēng),改善了未去雄玉米的生長環(huán)境,故未去雄玉米的株高略有降低,生物量、莖稈直徑、穗粒數(shù)、產(chǎn)量略有增加。
鄭單958為密植品種,該試驗(yàn)地種植密度較小,通風(fēng)透光條件較好,因而去雄及去雄攜帶1~2片頂葉的增產(chǎn)幅度較其他學(xué)者報(bào)道的小[8-20]。若種植密度較大,去雄及去雄攜帶1~2片頂葉將具有較大的增產(chǎn)作用。去雄及去雄攜帶頂葉促進(jìn)果穗發(fā)育,提高了產(chǎn)量,因而經(jīng)濟(jì)系數(shù)也有所提高。
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