黄录焕,白岗栓
(1.陕西杨凌亿阳种业科技有限公司,陕西杨凌 712100;2.西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌 712100)
玉米(Zea mays)是重要的粮食作物和饲料作物,在我国四大农作物中排名第二。近年来随着玉米品种的不断更新和栽植密度的不断提高,依靠水肥管理来提高玉米产量的空间越来越小。去雄是提高玉米产量的简便途径,去雄所产生的雄穗不但是牛、羊的优质饲草,而且可减少玉米螟的发生与危害,具有广阔的应用、推广前景[1-2]。玉米植株高大,去雄时往往会携带1~2片顶叶。去雄是否携带顶叶一直为玉米去雄过程中争论的焦点。有些人认为去雄携带1~2片顶叶会降低玉米产量[3-7],有些人认为去雄携带1~2片顶叶不会影响玉米产量[8-10],而大多数人认为去雄携带1~2片顶叶可增加玉米产量[11-20]。通常情况下玉米去雄是隔行去雄,有关去雄方面的研究均针对被去雄的玉米植株,对未去雄的玉米缺乏研究。鉴于此,笔者研究了去雄携带顶叶对玉米生长及产量的影响,旨在为评价去雄不带叶和去雄携带顶叶数量对被去雄及未去雄玉米生长的影响提供理论依据。
1.1 试验地概况 试验地位于陕西省安塞县沿河湾镇寨子湾村,为黄土丘陵沟壑区农牧交错区。试验地年均气温8.8℃,4~9月平均气温17.95℃,≥10℃活动积温3 170.30℃,无霜期159 d。试验地梯田宽度为26.0 m,坡向东北,海拔1 140.0 m,土壤为轻壤质黄绵土。试验地耕层土壤有机质为9.68 g/kg,速效氮14.62 mg/kg,速效磷 2.42 mg/kg,速效钾69.82 mg/kg,pH 8.24。试验地无灌溉条件,为雨养农业区。试验地年降水量为524.28 mm,主要集中在7~9月。
1.2 材料 供试玉米品种为郑单958,2014年4月28日采用宽窄行种植,宽行行距为80.0 cm,窄行行距为40.0 cm,株距为28.0 cm,密度为59 523.81株/hm2。试验地玉米长势均匀,7月17日为抽雄初始期,玉米株高215.0 cm左右,茎粗为1.90 cm左右,地上部生物量为125.0 g/株左右。试验地宽18.0 m,长33.6 m,靠近梯埂、梯壁及两端各有4.0 m宽的保护行。
1.3 试验设计 试验以不去雄为对照(CK),采用隔行去雄,设有去雄不带顶叶(D0),去雄带1顶叶(D1),去雄带2顶叶(D2),去雄带3顶叶(D3)共5个处理。每个试验小区宽3.6 m,长11.2 m,种植6行玉米,每行种植40株。不同小区均采用随机排列,3次重复。2014年7月18日大多数雄穗露出顶叶1/3时,于10:00~12:00对不同小区按照试验设计进行第1次去雄,7月19日进行第2次去雄,保证去雄行的所有玉米均被去雄。各处理具体操作如下:CK——玉米抽雄期6行玉米均不进行去雄及去除顶叶,雄穗和顶叶全部保留;D0——采用隔行去雄,被去雄的玉米仅去除雄穗,不携带任何顶叶;D1——采用隔行去雄,被去雄的玉米在去除雄穗时携带1片顶叶,即去雄时旗叶也被去除;D2——采用隔行去雄,被去雄的玉米在去除雄穗时携带2片顶叶,即去雄时旗叶和顶部第2片叶也被去除;D3——采用隔行去雄,被去雄的玉米在去除雄穗时携带3片顶叶,即去雄时旗叶和顶部第2、第3片叶也被去除。
1.4 测定项目与方法 玉米成熟期在对照小区随机选10株玉米,其他小区随机选择10株被去雄玉米和10株未去雄玉米,常规方法测定玉米株高、茎杆直径和生物量,并对不同处理进行考种,测定不同处理被去雄玉米、未去雄玉米的行数、行粒数、秃尖长、百粒重、子粒产量等。计算单位面积玉米产量及经济系数。
1.5 数据处理 对照处理单位面积的玉米产量和经济系数是根据不同小区10株玉米的产量、生物量和种植密度进行折算。其他处理的经济系数是先计算出被去雄玉米、未去雄单株产量和单株生物量的平均值,然后折算出经济系数;根据其他处理的单株产量的平均值和种植密度折算出其他处理单位面积玉米产量。试验数据用Excel制作图表,采用新复极差法检验不同处理间的差异显著性。
2.1 不同处理对株高、茎粗、生物量的影响 由图1可知,去雄降低了被去雄玉米的株高,且去雄携带的顶叶越多,降低的幅度越大,其中去雄带2顶叶、去雄带3顶叶显著低于对照,去雄带3顶叶显著低于去雄不带顶叶。未去雄的玉米株高随去雄携带顶叶的增多而降低,但与对照无显著差异。
由图2和图3可知,去雄带1顶叶的被去雄玉米的茎秆直径、生物量均显著大于对照和去雄带3顶叶;去雄不带顶叶、去雄带2顶叶略大于对照,去雄带3顶叶略小于对照,均与对照无显著差异。去雄后不同处理未去雄玉米的茎秆直径、生物量均略大于对照,且去雄携带的顶叶越多,未去雄玉米的茎秆直径、生物量越大,但与对照无显著差异。
2.2 不同处理对玉米果穗性状的影响 由表1可知,去雄对被去雄、未去雄玉米的穗长、穗粗、行数、千粒重等无显著影响。被去雄玉米中,去雄带1顶叶的行粒数最高,其次为去雄不带叶、去雄带2顶叶,而去雄带3顶叶则低于对照,但均与对照无显著差异。未去雄玉米的行粒数随着去雄携带顶叶的增加而增加,但与对照无显著差异。
去雄带1顶叶、去雄不带顶叶的穗粒数显著高于对照和去雄带2顶叶、去雄带3顶叶。未去雄玉米的穗粒数随着去雄携带顶叶的增加而增加,但与对照无显著差异。
被去雄玉米中,去雄带1顶叶的单穗产量显著高于去雄带2顶叶,去雄不带顶叶显著高于对照和去雄带3顶叶。未去雄玉米的单穗产量均随去雄携带顶叶的增多而增多,但均与对照无显著差异。
2.3 不同处理单位面积产量及经济系数 与对照相比,去雄不带顶叶、去雄带1顶叶、去雄带2顶叶、去雄带3顶叶单位面积的玉米产量分别增加了4.07%、5.09%、2.49%和0.43%,其中去雄带1顶叶显著高于对照,其他处理略高于对照(图4)。与被去雄玉米单穗产量相比(表1),单位面积的玉米增产量较小。
与对照相比,去雄不带顶叶、去雄带1顶叶、去雄带2顶叶、去雄带3顶叶单位面积的经济系数分别增加了3.61%、4.41%、2.40%和0.80%,均略高于对照,与对照无显著差异(图5)。
玉米为异花授粉作物,雄穗花粉量大,1个雄穗所产生的花粉可满足3~5株雌穗的授粉需求,隔行去雄不会产生授粉不足的问题。玉米抽雄吐丝期为营养生长向生殖生长转化的关键时期,具有雄穗、果穗(雌穗)2个生殖生长中心,去雄后消除了雄穗,可促使营养成分集中供给于果穗,促进果穗发育,提高玉米产量[8-22]。玉米在长期的进化过程中形成了“就近运输”,顶部第1叶片(旗叶)的光合产物主要促进雄穗发育,穗位3片叶片(棒3叶)的光合产物主要促进果穗发育[16,22-23],因而去雄带 1 顶叶不但不会降低玉米产量,而且可降低营养消耗,促进果穗发育,因而其产量高于去雄不带顶叶。去雄时携带叶片过多,会降低光合面积,从而降低光合产物积累,降低玉米产量,因而去雄带2顶叶增产幅度较小,去雄带 3 顶叶无增产作用[3-23]。
玉米果穗的长短、粗细及潜在的行数、行粒数在玉米孕穗期(大喇叭口期)已经形成[24-26],因而去雄及去雄携带叶片的多少对果穗长度、果穗直径、行数、行粒数等无显著影响。去雄及去雄携带顶叶减少雄穗及雄穗附近叶片对营养的消耗,降低了玉米的高度,利于传粉、授粉和受精,增强了中上部叶片的光照强度,提高了光合速率,促进了果穗发育[11,27],因而去雄不带顶叶、去雄带1顶叶的秃尖减少,穗粒数增加,单穗子粒产量增加。
去雄及去雄携带顶叶降低了被去雄玉米的株高,增加了玉米行间、株间的光照强度,改善了群体内部的通风、透光状况,减少相邻行之间的竞争,改善了未去雄玉米的生长环境,故未去雄玉米的株高略有降低,生物量、茎秆直径、穗粒数、产量略有增加。
郑单958为密植品种,该试验地种植密度较小,通风透光条件较好,因而去雄及去雄携带1~2片顶叶的增产幅度较其他学者报道的小[8-20]。若种植密度较大,去雄及去雄携带1~2片顶叶将具有较大的增产作用。去雄及去雄携带顶叶促进果穗发育,提高了产量,因而经济系数也有所提高。
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