肥密耦合提高玉米全生育期茎倒抗性

　　摘要：为了探明肥密耦合对玉米茎倒抗性的影响，本试验设置3个施肥量[N、P2O5、K2O用量分别为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个密度(6.0万、7.5万、9.0万株/hm2)处理进行组合试验，采用遵循结构力学原理的抗茎倒指数作为茎倒抗性的评价指标，并分5个生育时期使用田间原位拉力仪测试茎秆抗弯折力。结果表明，同一密度不同施肥量处理各指标的变化趋势为：6.0万株/hm2密度下抗茎倒指数、弯折力矩和风合力矩均随施肥量的增加而增加;7.5万株/hm2密度下F2处理抗茎倒指数及其组分在3个施肥量中平均表现最优;9.0万株/hm2密度下各施肥量处理抗茎倒指数的变化在各生育时期之间有所不同，而弯折力矩和风合力矩均随施肥量的增加而降低。相同施肥量下，玉米抗茎倒指数、弯折力矩整体上均随密度的增加而呈降低趋势，各生育时期表现基本一致;风合力矩则随密度变化的趋势略有不同。生育时期对抗茎倒指数及其组分的影响最大且远大于其它因素，其效应量分别为0.43、0.30、0.72。综合来看，增加密度的同时适当提高施肥水平才能使玉米植株既可保证产量又可获得更高的抗茎倒指数。本研究结论可为今后玉米的高产栽培提供理论和数据支撑。

　　关键词：玉米;种植密度;施肥量;抗茎倒指数;全生育期;茎倒抗性

　　玉米茎倒伏是指大风吹折植株，致茎秆自节间处缢折，或者茎秆自节处断为两截即完全断掉的现象[1]。茎倒伏破坏了植株茎秆的输导系统，既影响根系向叶片运输水分和养分，也影响叶片向果穗输送光合产物，最终导致产量损失严重[2，3]，机械收获效率降低，收获成本增加[4-6]。因此提高玉米的抗倒伏能力成为提高玉米单产中亟待解决的一个重要难题，高密度高产种植水平下尤为重要[7]。

　　大量研究表明，增加密度可以提高玉米产量，但密度越大玉米倒伏越重，且两者关系极为密切。其主要原因在于增加密度之后玉米茎秆机械性能变弱，各茎节间长粗比增大，茎秆壁变薄，单位节间干物质重、硬度变小[8，9]，并影响群体内的通风透光和光合，导致茎秆遇到大风天气发生倒伏[10]。施肥可以显著改善茎秆质量，降低茎秆倒伏风险[11]。然而，较高的氮磷含量可以增加基部节间的伸长率和长度，并显著降低玉米茎秆的纤维素含量[12，13]，从而降低茎秆强度，增加倒伏率。所以探明适当密度下的合理施肥量以达到理想的茎倒抗性十分重要，但目前该方面研究鲜有报道。因此，本研究通过肥密耦合试验，采用抗茎倒指数指标分析茎倒抗性全生育期的动态变化，旨在定量评价各生育期肥密耦合的茎倒抗性，明确肥密耦合与生育时期对抗茎倒指数及其组分的影响和变化趋势，探明适当密度下达到理想茎倒抗性的施肥量，以期为玉米机械粒收技术的发展提供理论依据。

　　1材料与方法

　　1.1试验地概况

　　试验于2020年在青岛农业大学胶州基地(36°26′42″N，120°5′17″E)进行。该地属于温带季风性气候区。土壤为砂姜黑土，0～20cm耕层土壤有机质含量为14.11g/kg、碱解氮78.63mg/kg、速效磷35.69mg/kg、速效鉀128.52mg/kg，pH=7.38。

　　1.2试验设计

　　本试验以玉米品种郑单958为材料，根据养分平衡法设置3个氮磷钾施用量，即N、P2O5、K2O用量分别为78.0、112.5、57.0kg/hm2(F1)，132.0、139.5、90.0kg/hm2(F2)，186.0、168.0、124.5kg/hm2(F3);设置3个密度，分别为6.0万株/hm2(M1)、7.5万株/hm2(M2)、9.0万株/hm2(M3)。两因子完全组合构成试验方案，随机区组排列，重复4次。试验共36个小区。每小区种植8行，行长10m，行距0.7m。施肥方法：F1处理播种时一次性施完;F2分2次施入，播种时施50%，拔节期追施50%;F3分3次施入，播种时施40%，拔节期和大喇叭口期各施30%。6月13日播种，10月1日成熟，10月17日收获。其它田间管理措施同当地常规大田。

　　1.3测定项目与方法

　　于大喇叭口期、吐丝期、吐丝后15天、吐丝后30天、成熟期进行取样。

　　1.3.1叶面积垂直分布测定 每处理在各时期分别选取有代表性、生长一致的6株样株进行测定。展开叶的叶面积用系数法测定，分别测量叶长和最大叶宽，再计算单叶面积(长×宽×0.75);未展开叶采用叶重法测定。单株叶面积为所有单叶面积之和。叶高即从地面到玉米叶片叶环位置的高度。

　　1.3.2茎秆抗弯折力测定 将所有叶片去除，然后将第三代玉米抗倒伏力测试仪[14]与茎秆在距地面80cm处链接，之后保持同一方向慢匀速拉动测试仪滑杆，直至拉折茎秆，仪器自动记录拉力曲线，包括拉力、滑杆倾角、传感器位置等(图1)。

　　1.3.3抗茎倒指数 在崔日鲜等[15]的方法基础上，把力值相比更改为力矩值相比，以计算抗茎倒指数k，即：

　　1.3.4产量及其构成 各小区选取2行10m样段，记录植株数、有效穗数，称鲜重，并按大小穗比例和平均鲜穗重取10穗测定籽粒含水量和室内考种。根据籽粒含水量计算产量(14%水分)。

　　1.4 数据处理与分析

　　采用SAS9.4软件进行数据处理，Origin2021作图。在方差分析基础上，用Tukey法比较处理间在0.05水平上的差异显著性。分析前对各指标进行对数转换以改善误差方差的同质性。

　　各种因子对试验指标的实质性作用或影响用因子的效应量表示，通过方差分析结果进行计算。效应量是某因子的作用占总作用的比例，是无量纲的纯数[17-19]。

　　2结果与分析

　　2.1肥密耦合对抗茎倒指数的影响

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