周 超，王俊強，韓業(yè)輝，許 健，徐 婷，于運凱，董 揚，丁昕穎

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院齊齊哈爾分院，黑龍江齊齊哈爾 150000；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)分院,黑龍江齊齊哈爾 150000)

玉米是黑龍江省大量種植的作物，但單產(chǎn)和總產(chǎn)因倒伏受到嚴重影響，尤其在生育中后期遇到極端強對流天氣，就會引發(fā)玉米大面積倒伏，可減產(chǎn)20%～25%[1]甚至造成絕收，倒伏還不利于機械收獲，人工成本增多，阻礙我國玉米穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)[2-3]和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。但當今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中離不開化肥的使用，同時氮、磷肥過量及不合理的施用也是導致農(nóng)業(yè)面源污染的重要原因之一[4]。磷肥是植物的必需營養(yǎng)元素，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的必備肥料之一。磷肥如果施用量過多及施用方法不對，就會出現(xiàn)污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，作物對磷肥的利用率極低。磷肥的合理施用對提高作物的抗逆性、提早成熟、增產(chǎn)和改善品質(zhì)起到一定的作用[5]。硅是作物生長發(fā)育的有益元素，對大多數(shù)植物的生長發(fā)育、提高抗逆性都有促進作用[1，5]。因此，筆者選用春玉米新品種嫩單22，采用裂區(qū)試驗設(shè)計，明確硅磷配施對玉米莖基部形態(tài)特征、力學特性及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，探明玉米高產(chǎn)抗倒的最適硅磷配比，對指導玉米抗倒栽培具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況于2020—2021年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院齊齊哈爾分院試驗基地進行。試驗田土壤類型為黑土，土壤基本理化性狀為pH 6.9，土壤有機質(zhì)17.37 g/kg，堿解氮89.51 mg/kg，速效磷10.7 mg/kg，速效鉀80.3 mg/kg。

1.2 試驗材料選用黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院齊齊哈爾分院自育玉米品種嫩單22為試驗材料。嫩單22是以N8924為母本、N2035為父本，雜交方法選育而成，適宜在黑龍江省≥10 ℃活動積溫2 750 ℃左右區(qū)域種植，具有高產(chǎn)、抗病、抗倒伏、耐密植、脫水快、籽粒品質(zhì)好、適宜機械化收獲等特點。

1.3 試驗設(shè)計采用裂區(qū)試驗設(shè)計，磷肥施用量為主因素，設(shè)A1(45 kg/hm2)和A2(90 kg/hm2)2個水平；硅肥施用量為副因素，設(shè) B0(0 kg/hm2)、B1(45 kg/hm2)、B2(90 kg/hm2)、B3(150 kg/hm2)和B4(225 kg/hm2)共5個水平，另設(shè)一個不施磷肥不施硅肥的空白AB0，共11個處理，3次重復，共計33個小區(qū)。每小區(qū)10行，長10 m，行距65 cm,面積65 m2。所有小區(qū)其他肥料施用量：純N 200 kg/hm2，K2O 95 kg/hm2，所用磷肥為P2O5≥12%，硅肥是SiO2≥20%，所有肥料全作底肥一次性施用，按株距直接播種(每穴2粒)，7 d后定苗，田間管理同大田。2年試驗分別于4月27日和5月1日播種，9月28日和10月1日收獲。

1.4 測定項目與方法

(1)農(nóng)藝性狀。玉米定苗后選長勢一致的10株植株掛牌，測量株高、穗位高和重心高度。

(2)莖稈力學特性。節(jié)間長度：用游標卡尺對地上部第2～7節(jié)進行測量，分別測定各節(jié)間長；穿刺強度：在吐絲期、灌漿期初期和乳熟期采用3YJ-1型玉米莖稈硬度計，分別選取3株測定穿刺指標，將一定橫截面積的測頭在莖稈節(jié)間中部垂直于莖稈方向均勻插入，讀取穿透莖稈外皮的最大值。即為該莖的硬皮穿刺強度；3次重復，取平均值。

(3)產(chǎn)量。 在收獲期，每行5 m作為實際收獲,每個重復選擇中間的4行，選取10個均勻穗帶回室內(nèi)進行考種，測量其穗長、禿尖長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、平均果穗重等，然后按小區(qū)實收計產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)處理采用Excel 2007整理試驗數(shù)據(jù)，用SPSS 19.0軟件進行方差分析，其中處理間差異顯著性采用LSD法進行檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對春玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響由表1可知，硅肥不同施用量對產(chǎn)量及構(gòu)成因素(禿尖長除外)的影響達差異顯著,在A1B4、A2B3和A2B4處理下產(chǎn)量較高。在2個磷肥水平下，硅磷配施處理的平均產(chǎn)量分別比A1B0和A2B0分別提高了6.4%和8.3%。隨著硅肥施用量的增加，對禿尖長影響不大，但對其他產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響較大，由此可知，硅肥施用量的增加有助于玉米穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)等指標的提高，進而提高籽粒產(chǎn)量。在高硅施入量情況下，磷肥用量的逐漸增加可在一定程度上增加行粒數(shù)，從而提高產(chǎn)量。

表1 不同處理對春玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 1 Effects of different treatments on yield and component factors of spring maize

2.2 不同處理對玉米形態(tài)特征的影響

2.2.1株高、穗位高、重心高。由表2可知，各處理對玉米株高的影響不大，在A1磷肥水平下，隨著硅肥施用量的增加，穗位高呈先降后升的趨勢，重心高則呈先略降低后略升高趨勢。在A1和A2磷肥水平下，硅磷配施處理的平均穗位

表2 不同處理下株高、穗位和重心高的變化 Table 2 Changes of plant height, ear position and center of gravity height under different treatments 單位：cm

高和重心高分別較A1B0降低3.1%和0.6%，較A2B0降低2.0%和0.8%。在2個磷肥水平下均以B2處理降低幅度最大，由此可知，硅肥的合理施用量在降低玉米穗位高和重心高上起到一定的作用。

2.2.2玉米基部節(jié)間長。由表3可知，玉米植株第2～7節(jié)節(jié)間長隨著節(jié)位的上升呈逐漸增長趨勢。A2水平較A1水平的平均節(jié)間長分別減小-2.5%、9.8%、5.4%、2.4%、6.3%和4.1%。2個磷水平下硅磷配施處理較單施磷肥處理第2～7節(jié)節(jié)間長分別增加了5.3%、1.0%、1.4%、3.3%、0.6%、1.6%和-2.5%、8.7%、12.1%、4.5%、15.5%、13.7%；硅磷配施顯著影響玉米的基部節(jié)間長，隨著硅肥施用量的增加，玉米基部各節(jié)間長總體呈升高趨勢。

2.3 不同處理對玉米穿刺強度的影響從表4可以看出，莖稈基部節(jié)間的穿刺強度隨著節(jié)位的上升而降低，從吐絲期至灌漿期，基部第2～5節(jié)節(jié)間的穿刺強度變化不大，第6、7節(jié)呈上升趨勢，表明穿刺強度最先形成并穩(wěn)定。適量增施硅肥可以顯著提高玉米莖稈各節(jié)間的穿刺強度。在吐絲期和灌漿期，A1處理下，玉米基部第2～7節(jié)穿刺強度施硅處理較不施硅(A1B0)處理分別平均增大69.9%、25.1%、26.5%、29.9%、-1.2%、-0.6%和7.5%、8.7%、14.9%、19.7%、24.2%、10.8%；在A2處理下，玉米基部第2～7節(jié)穿刺強度施硅處理較不施硅(A1B0)處理分別平均增大49.5%、24.0%、41.9%、29.4%、13.7%、15.6%和 12.6%、15.2%、15.7%、10.4%、3.8%、27.0%。在吐絲期和灌漿期，A1和A2這2個磷肥水平下，隨著硅肥施用量的增加，各節(jié)間的穿刺強度呈先增后降的趨勢，以B2和B3處理較高，說明適量增施硅肥可以增加玉米基部節(jié)間的機械強度，進而增強玉米植株抗倒能力。

表3 硅磷配施對玉米基部節(jié)間長的影響Table 3 Effect of silicon and phosphorus combined application on the basal internode length of maize 單位：cm

表4 硅磷配施對玉米基部節(jié)間穿刺強度的影響Table 4 Effect of silicon and phosphorus combined application on internode puncture intensity of corn 單位：cm

3 討論

硅在作物生長過程中發(fā)揮重要作用，如提高抗倒伏、抗病蟲、提高光合能力等[1]。硅肥施用量對玉米產(chǎn)量有明顯的影響[6-8]，適量硅磷配施可增加玉米產(chǎn)量[9]。在該試驗條件下，施用硅肥可使玉米產(chǎn)量增加6.4%～8.3%，與前人研究結(jié)果相比，增產(chǎn)幅度降低，可能是2020年試驗地在玉米吐絲后10 d左右有一次極端天氣，造成玉米試驗地出現(xiàn)成片倒伏的現(xiàn)象，致使玉米植株的葉面光合效率受到影響，同時使植株對養(yǎng)分的吸收、作物的生長發(fā)育受到影響，最終影響產(chǎn)量。硅肥的適量施用還可通過改善穗部性狀，提高千粒重、有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)[8，10]進而提高玉米籽粒產(chǎn)量。該研究中，合理施用硅肥改善了玉米的穗部性狀，進而提高產(chǎn)量，在施硅量最大(B4)時玉米產(chǎn)量最高。該試驗結(jié)果表明，隨著硅肥不斷施入，玉米莖稈穿刺強度先增后降，以B3和B4處理最高，表明硅肥用量要適宜。

4 結(jié)論

該研究結(jié)果表明，如果硅肥施用量合理對玉米植株株高影響不大，但對植株的穗位高和重心高起到一定的改善作用，同時增強玉米莖稈的強度，從而降低植株發(fā)生莖稈倒伏的風險，減少玉米籽粒產(chǎn)量的損失。該試驗條件下，春玉米嫩單22推薦的施磷量為45 kg/hm2，硅量應(yīng)在90～150 kg/hm2。但在玉米大田生產(chǎn)中，應(yīng)考慮到所種地塊土壤中磷、硅的含量，確定適宜磷肥和硅肥用量。