生長調(diào)節(jié)劑與密度對玉米光合性能及產(chǎn)量的影響

王廣明，馮乃杰，劉忠福，魏萍

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319；2.黑龍江省長水河農(nóng)場）

生長調(diào)節(jié)劑與密度對玉米光合性能及產(chǎn)量的影響

王廣明1，2，馮乃杰1，劉忠福2，魏萍2

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319；2.黑龍江省長水河農(nóng)場）

通過研究當(dāng)?shù)夭煌N植密度下不同生長調(diào)節(jié)劑濃度對玉米光合性能，干物質(zhì)積累，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，為當(dāng)?shù)赜衩追N植密度和生長調(diào)節(jié)劑使用提供理論和實(shí)踐依據(jù)。試驗(yàn)采用德美亞1號為試材，設(shè)置3種種植密度和4種生長調(diào)節(jié)劑濃度，在拔節(jié)期葉面噴施烯效唑。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨種植密度的增加，光合速率、葉綠素含量、干物質(zhì)積累呈下降趨勢，LAI呈上升趨勢。隨生長調(diào)節(jié)劑濃度的增加，各項(xiàng)指標(biāo)均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，其中A3濃度均顯著高于其他處理，各指標(biāo)平均值比對照高出13.76%、4.39%、6.25%、20.62%。9萬株·hm-2的種植密度條件下，烯效唑處理后的產(chǎn)量最高，達(dá)到10 064.19 kg·hm-2，比對照高出14.05%。在密植條件下，植物生長調(diào)節(jié)劑烯效唑的施用對增強(qiáng)玉米光合性能和提高玉米產(chǎn)量具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

玉米；生長調(diào)節(jié)劑；密度；光合性能；產(chǎn)量

密度是影響玉米產(chǎn)量的重要因素之一，增加玉米種植密度能有效的增加玉米產(chǎn)量[1]。但密度過大玉米群體通光通風(fēng)性下降，植株容易發(fā)生病害、倒伏、空稈禿尖等，或稱之為“三高綜合癥”[2]，植株倒伏影響著養(yǎng)分水分的運(yùn)輸，打亂了玉米的群體結(jié)構(gòu)使玉米產(chǎn)量下降、品質(zhì)變差、含水量增大等問題，如何提高玉米的產(chǎn)量及其品質(zhì)是持久的研究課題[3]。隨著玉米種植密度增加導(dǎo)致玉米冠層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，葉片的光合速率及養(yǎng)分積累速率下降[4]。植物生長調(diào)節(jié)劑對提高高密度下的光合效率有顯著的效果[5]。植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上被廣泛應(yīng)用。植物生長調(diào)節(jié)劑是一種人工合成具有植物激素活性的物質(zhì)，能有效的調(diào)控作物的生長發(fā)育進(jìn)程、提高葉面積指數(shù)、增加葉綠素含量、塑造理想株型、提高產(chǎn)量及品質(zhì)方面具有積極的作用[6-9]?；丶夹g(shù)與栽培模式相結(jié)合，不僅能提高作物生長所需的形態(tài)指標(biāo)而且還能夠促進(jìn)生理指標(biāo)。有提高品質(zhì)及預(yù)防病蟲害等特點(diǎn)。利用化控技術(shù)調(diào)節(jié)玉米生長，塑造理想株型使玉米增產(chǎn)具有重要意義[10]。因此，研究為了篩選出最優(yōu)施用量及最佳玉米種植密度，為生長調(diào)節(jié)劑在玉米上的應(yīng)用提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)品種及供試肥料

試驗(yàn)在長水河農(nóng)場科技園區(qū)進(jìn)行，以德美亞1號為試驗(yàn)材料；肥料為尿素（N≥46%），磷酸二氨N≥18%，P2O5≥46%），硫酸鉀（K2O≥50%）。

生長調(diào)節(jié)劑：烯效唑（A）黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)化控研究室提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用二因素試驗(yàn)，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，每小區(qū)行長10 m，5行區(qū)，行距0.65 m。其中，4種生長調(diào)節(jié)劑濃度配比采用每公頃噴施化控劑烯效唑1∶29.1 g，A2∶43.7 g，A3∶58.2 g，A4∶87.3 g，兌水量均為25 L，以清水噴施為對照。3種種植密度分別為M1∶7.5萬株·hm-2，M2∶9.0萬株·hm-2，M3∶10.5萬株·hm-2。生長調(diào)節(jié)劑在玉米拔節(jié)期進(jìn)行噴施，全生育期調(diào)節(jié)劑葉面均勻噴霧1次即可。試驗(yàn)化肥施用方法為0%氮肥和全部磷鉀肥作底肥開溝深施，其余氮肥于拔節(jié)期作追肥施入。各處理均施N 225.0 kg·hm-2、2O5172.5 kg·hm-2、K2O150.0 kg·hm-2，在拔節(jié)期追施純N 138.0 kg·hm-2。其他管理同高產(chǎn)田。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

在玉米拔節(jié)期進(jìn)行噴藥，并在噴藥后10、20、0 d、成熟期，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測定。

1.3.1 光合速率的測定

利用Li-6400便攜式光合作用測定系統(tǒng)（Lior，USA）設(shè)定人工光源光強(qiáng)為800 μmol·m-2·s-1，晴天于9：30統(tǒng)一在各小區(qū)的中間條帶，選取3株生育進(jìn)程一致、照光均勻的健康植株的穗位葉，循環(huán)測定光合速率。

1.3.2 葉綠素含量的測定

使用SPAD-502葉綠素計(jì)（美能達(dá)，日本）測定葉片葉綠素含量（SPAD值），選擇無病蟲害、無生理病斑、無機(jī)械損傷的葉片，去除葉片表面的泥沙及灰塵，在噴藥后10 d、20 d、30 d、成熟期取植株穗位葉測量，每片葉測定3次（葉基、葉中、葉尖），每個(gè)小區(qū)把測定5株的平均值作為該處理的SPAD值。

1.3.3 葉面積指數(shù)（LAI）的測定

在各處理取3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)取長勢一致的植株3株，測定綠葉面積，單葉面積=長×寬×0.75（式中0.75為校正系數(shù)），葉面積指數(shù)（LAI）=單株葉面積×單位土地面積內(nèi)的株數(shù)/單位土地面積。

1.3.4 植株干物質(zhì)積累的測定

每小區(qū)選擇3株長勢一致的植株，按莖、鞘、葉、苞葉、雄穗、雌穗等器官分解植株，然后分別在105℃下殺青30 min，80℃下烘至恒重稱干重。

1.3.5 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

收獲時(shí)每小區(qū)在中間4行取10 m2測產(chǎn)，田間直接測定鮮穗重量，帶回室內(nèi)脫水折算實(shí)際產(chǎn)量，并取有代表性10穗進(jìn)行考種。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度下生長調(diào)節(jié)劑對玉米光合速率的影響

如圖1所示，隨種植密度的增加，光合速率呈逐漸下降的趨勢，不同種植密度下，M1種植密度下光合速率平均值分別比M2和M3高出5.64%和14.43%。同一密度下，光合速率隨噴施后天數(shù)的增加表現(xiàn)為先升高后下降的趨勢，在噴藥后20 d表現(xiàn)最大值，分別比噴藥10 d，噴藥30 d及成熟期提高了16.63%、6.92%、32.16%（AM1），17.40%、7.24%、36.44%（AM2），13.40%、2.48%、43.91%（AM3）。生長調(diào)節(jié)劑A在噴藥20 d，在不同處理密度下各處理間表現(xiàn)為A3＞A2＞A1＞CK＞A4。

2.2 不同種植密度下生長調(diào)節(jié)劑對葉綠素的影響

葉綠素的含量多少決定著光合作用的強(qiáng)弱，及有機(jī)物的積累，最終決定玉米產(chǎn)量。如圖2所示，隨著玉米生育期的進(jìn)行，葉綠素含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在不同的栽培密度下葉綠素含量隨著密度的增加而降低，在相同密度下，隨著生長調(diào)節(jié)劑的濃度的增加當(dāng)濃度為A3時(shí)達(dá)到最大值，后略有下降，在不同密度相同生長調(diào)節(jié)劑噴施量的情況下與對照相比A1，A2，A3分別增加了3.02%、4.09%、5.26%（M1），2.07%、3.25%、4.44%（M2），0.35%、1.94%、3.41%（M3），其中A3濃度對葉綠素含量的提高最為顯著。

圖1 不同密度下生長調(diào)節(jié)對光合速率的影響Fig.1Effects of growth regulators with different density on photosynthetic rate

圖2 不同密度下生長調(diào)節(jié)對葉綠素含量的影響Fig.2Effects of growth regulators with different density on chlorophyll content

2.3 不同種植密度下生長調(diào)節(jié)劑對葉面積指數(shù)的影響

群體的葉面積指數(shù)變化決定著光合作用的多少，影響著玉米的產(chǎn)量，不同的種植密度下，玉米的葉面積指數(shù)有明顯差異，從圖3中可以看出，隨著玉米生育時(shí)期的進(jìn)行葉片的逐漸展開，葉面積指數(shù)隨之增大，葉面積指數(shù)呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在成熟期下降到最低。從不同的種植密度來看，隨著種植密度的增加葉面積指數(shù)呈現(xiàn)上升的趨勢，高密度葉面積指數(shù)達(dá)到最大時(shí)間較早于低密度，在玉米生長發(fā)育后期由于密度過大，最高密度下的玉米群體內(nèi)部光合作用較弱，葉面積指數(shù)下降迅速，較低密度葉面積指數(shù)下降比較緩慢，在整個(gè)生育期均表現(xiàn)為M3＞M2＞M1，在相同的密度下葉面積指數(shù)表現(xiàn)為，隨著生長調(diào)節(jié)劑濃度增加呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，A3濃度值達(dá)到最大，后由于濃度過大葉面積指數(shù)下降，總體表現(xiàn)為，A3＞A2＞A1＞CK＞A4，與對照相比不同密度下分別增加了6.11%、11.23%、17.41%（M1），2.41%、19.73%、26.22%（M2），3.25%、12.13%、18.26%（M3）。因此，高密度下利用生長調(diào)節(jié)劑能夠提高玉米葉面積指數(shù)有助于玉米生長發(fā)育，利于產(chǎn)量增長。

圖3 不同密度下生長調(diào)節(jié)對葉面積指數(shù)的影響Fig.3Effects of growth regulator s with different density on leaf area index

2.4 不同種植密度下生長調(diào)節(jié)劑對干物質(zhì)積累的影響

作物干物質(zhì)積累量是作物生物積累量和作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)，如表1所示隨著生育期的推進(jìn)玉米的干物質(zhì)積累增加，成熟期達(dá)到最大值，噴施相同劑量的生長隨著密度的增加，單株生物產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢，高密度下的單株生物產(chǎn)量低于低密度下的生物產(chǎn)量，表現(xiàn)為：M1＞M2＞M3。生長調(diào)節(jié)劑處理促進(jìn)了玉米葉片中光合產(chǎn)物的輸出轉(zhuǎn)運(yùn)，增大了干物質(zhì)的積累量，但是濃度過大反而不利于玉米生長發(fā)育及干物質(zhì)積累。M1密度下，生長調(diào)節(jié)劑A的不同濃度處理CK、A1、A2、A3、A4與其他處理密度下的相同處理干物質(zhì)積累量平均高出1.67%、1.99%、2.57%、2.19%、2.02%（M2），5.57%、5.04%、4.87%、5.89%、6.51%（M3），植物生長調(diào)節(jié)劑能夠提高同密度下的玉米干物質(zhì)積累量，最終提高玉米產(chǎn)量。

表1 不同密度下生長調(diào)節(jié)對玉米植株干物質(zhì)積累的影響（g·株-1）Table 1Effects of growth regulators with different density on dry matter accumulation of Maize

2.5 不同種植密度下生長調(diào)節(jié)劑對玉米產(chǎn)量的影響

由試驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素在同一種植密度及不同生長調(diào)節(jié)劑濃度下均表現(xiàn)為先升高后下降的趨勢，各密度下均表現(xiàn)為A3濃度效果最好，穗長，穗粗、穗粒數(shù)及百粒重均高于其他濃度，其中穗長和穗粒數(shù)達(dá)到顯著水平（P＜0.05），表明化控劑在促進(jìn)性狀改善的同時(shí)，也會不同程度地影響著其他器官及整株作物的形態(tài)建成和內(nèi)部生理生化的變化，因此，適宜的生長調(diào)節(jié)劑濃度對產(chǎn)量構(gòu)成因素具有顯著影響，濃度過高或過低效果均不理想，其中，M2密度下A3濃度可以顯著提高玉米產(chǎn)量，增產(chǎn)達(dá)14.05%。不同濃度生長調(diào)節(jié)劑下，產(chǎn)量構(gòu)成因素隨著種植密度的提高，表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，產(chǎn)量表現(xiàn)為M2密度下產(chǎn)量最高，比M1和M3分別提高了2.58%和27.89%。

表2 不同密度下生長調(diào)節(jié)對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 2Effects of growth regulators with different density on the yield and yield components of maize

續(xù)表2不同密度下生長調(diào)節(jié)對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Continued table 2Effects of growth regulators with different density on the yield and yield components of maize

3 結(jié)論與討論

隨著密度的增加，玉米的葉面積指數(shù)增大，而葉面積指數(shù)的過高，會引起群體的郁蔽，通風(fēng)透光不良，極易引起下部葉片的早衰。而化控劑可以調(diào)節(jié)葉面積的大小，延長葉片功能期，改善冠層中下部光照條件[11]。馬靜靜等[12]以玉米品種德美亞1號為試材，利用化控技術(shù)對玉米進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，化控劑有效的降低了玉米的株高穗位高，增加了玉米的葉面積和葉綠素含量，增加了玉米的光合效率，從而達(dá)到高密度的高產(chǎn)量?；丶夹g(shù)可以改變玉米葉片中葉綠素的結(jié)構(gòu)增加基粒片層數(shù)，增加玉米的葉面積，調(diào)節(jié)玉米體內(nèi)的生理功能及新陳代謝，促進(jìn)玉米生長發(fā)育。趙黎明等[13]研究發(fā)現(xiàn)，噴施ND可以提高光合勢和凈同化率。葉面噴施乙霉合劑可以有效降低穗下節(jié)間長度，拉伸穗上節(jié)間長度，使穗上部葉片分布松散，塑造出下緊上展的抗倒和高光合冠層的理想株型[14]。研究表明，隨著種植密度的增加，玉米的光合速率和葉綠素含量均呈先升高后降低的趨勢，葉面積指數(shù)隨密度的增加而增加，說明在低密度下玉米具有自調(diào)能力，能夠緩解由于密度增加而帶來的下部通風(fēng)不良，受光不足等不利條件，而中上部百分比上升，保證足夠的光合面積，但一旦種植密度過高，玉米自調(diào)能力受限，下部百分比增加，而上部百分比由于高密下光合產(chǎn)物供應(yīng)的不足而降低。噴施不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑提高了玉米葉片光合速率和葉面積指數(shù)及葉綠素含量。隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的增加，德美亞1號的光合速率先增大后減小。在噴藥后20 d，噴施A3濃度的生長調(diào)節(jié)劑，德美亞1號的光合速率達(dá)到了最高值。德美亞1號的葉面積指數(shù)隨生長調(diào)節(jié)濃度的增加而增大，但當(dāng)濃度達(dá)到A4時(shí)，葉面積指數(shù)開始降低。不同的生長調(diào)節(jié)劑濃度和密度下，葉綠素含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在不同的栽培密度下葉綠素含量隨著密度的增加而降低，在相同密度下，隨著生長調(diào)節(jié)劑的濃度的增加當(dāng)濃度為A3時(shí)達(dá)到最大值，后略有下降。

干物質(zhì)的積累量及分配和轉(zhuǎn)移量決定著作物的群體產(chǎn)量的形成，不同生長調(diào)節(jié)劑濃度下和密度下具有明顯差異。群體干物質(zhì)隨密度增加而上升，單株隨密度的增加而下降，在玉米全生育期內(nèi)干物質(zhì)積累呈“S”型曲線。大量的研究發(fā)現(xiàn)，玉米群體生物產(chǎn)量隨密度增加而上升，施用化控劑對玉米有一定的影響，而高密度下群體干物質(zhì)積累量和籽粒產(chǎn)量呈正相關(guān)[15]，因此適宜高密度和施用化控劑條件下，通過提高密度或化控調(diào)控增加干物質(zhì)積累[16]，是玉米高產(chǎn)重要途徑?；貏┰谔岣哂衩坠夂献饔谩⒃黾痈晌镔|(zhì)積累、增加產(chǎn)量等方面具有積極的作用[17]。研究發(fā)現(xiàn)在M2種植密度下和A3濃度生長調(diào)節(jié)劑下，能夠顯著提高玉米產(chǎn)量，不同濃度生長調(diào)節(jié)劑在噴藥后10、20、30 d及成熟期均能使植株干物質(zhì)提高，顯著高于對照。研究發(fā)現(xiàn)，群體的玉米產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)隨著密度的提高呈現(xiàn)上升趨勢，當(dāng)密度過大時(shí)群體間的平衡遭到破壞產(chǎn)量開始下降，合理的增加密度是提高玉米產(chǎn)量的有效措施之一。生長調(diào)節(jié)劑可以協(xié)調(diào)高密度下的玉米群體與個(gè)體間的矛盾，拔節(jié)期噴施生長調(diào)節(jié)劑能夠促進(jìn)植株矮壯，光合速率增長，干物質(zhì)積累增多，從而使穗粒數(shù)增加玉米產(chǎn)量增高。

［1］侯月，王鵬文.玉米種植密度對其產(chǎn)量及穗部性狀的影響［J］.天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，20（6）：94-96.

［2］湯彬，李宏志，曹鐘洋，等.不同種植密度13個(gè)玉米品種產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的影響［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（1）：17-21.

［3］宋以玲，賀明榮，張吉旺，等.硝化抑制劑型包膜肥料對玉米生理特性、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響［J］.河北科技師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，29（1）：6-12.

［4］楊振芳，顧萬榮，魏湜，等.化控對不同種植密度下東北春玉米光合特性及產(chǎn)量的影響［J］.玉米科學(xué)，2015（5）：66-74.

［5］劉曉航，安金花，金龍范，等.吉林省水稻新育成品系產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀比較分析［J］.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2015（4）：296-301.

［6］鄧天福，王霞.不同植物生長調(diào)節(jié)劑和溫度處理對苘麻種子萌發(fā)的影響［J］.河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，43（1）：20-24.

［7］陳書強(qiáng)，趙海新，楊麗敏，等.寒地水稻高產(chǎn)抗倒伏調(diào)控技術(shù)的初步研究［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2013，28（6）：159-165.

［8］邊大紅，張瑞棟，段留生，等.局部化控夏玉米冠層結(jié)構(gòu)、熒光特性及產(chǎn)量研究［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2011，26（3）：139-145.

［9］趙春玲，王秀萍，董朋飛，等.化學(xué)調(diào)控對玉米抗倒防衰及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，42（5）：41-44.

［10］龍友華，邱紅波，何騰兵.4種植物生長調(diào)節(jié)劑浸種對玉米調(diào)控效應(yīng)［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（9）：6-11.

［11］邊大紅，張瑞棟，段留生，等.局部化控對夏玉米冠層結(jié)構(gòu)，光合速率及產(chǎn)量的影響［J］.玉米科學(xué)，2012，20（1）：73-78.

［12］馬靜靜，南張杰，韓俊.不同玉米品種主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（13）：3832-3834.

［13］趙黎明，李明，馮乃杰，等.植物生長調(diào)節(jié)劑對寒地水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015（3）：43-48.

［14］叢艷霞，趙明，董志強(qiáng)，等.乙酶合劑對東北春玉米干物質(zhì)積累和莖稈形態(tài)的化學(xué)調(diào)控［J］.玉米科學(xué)，2009，17（5）：85-89.

［15］黃振喜，王永軍，王空軍，等.產(chǎn)量15 000 kg·hm-2以上夏玉米灌漿期間的光合特性［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（9）：1898-1906.

［16］張杰，鄭根昌，張瑞富，等.肥料用量與種植密度對春玉米產(chǎn)量及效益的影響［J］.內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015（3）：235-239.

［17］史磊，王曉琳，肖萬欣，等.化控劑對遼單145光合、農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響［J］.玉米科學(xué)，2012，20（6）：76-80.

Effects of Growth Regulators and Density on Photosynthetic Characteristics and Yield of Maize

Wang Guangming1，2，F(xiàn)eng Naijie1，Liu Zhongfu2，Wei Ping2
（1.College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.Heilongjiang Province Changshuihe Farm）

The influence of different growth regulator concentrations under different planting densities on maize photosynthetic performance，dry matter accumulation，yield and yield component factors was studied to provide theoretical and practical basis for the local maize planting density and usage of growth regulator.De Meyer 1th was used as material，with 3 kinds of planting density and 4 kinds of plant growth regulator concentration，jointing spraying uniconazole.Test results showed that，with the increase of plant density，photosynthesis rate，chlorophyll content，dry matter accumulation decreased，LAI was on the rise.With the increase of growth regulator concentration，at first the indicators increased and then the downward trend，where A3 concentration was significantly higher than the others，the average index higher than control group，6.25%，13.76%，and 20.62%.90，000·hm-2planting densities，uniconazole-treated yield the highest of 10 064.19 kg·hm-2，14.05%more than control.In the condition of high density，growth regulators uniconazole application on plant had great value for enhancing maize photosynthetic performance and increasing corn yield.

maize；growth regulator；density；photosynthetic performance；yield

S513

A

1002-2090（2017）01-0001-05

2015-11-12

王廣明（1987-），男，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院2012級碩士研究生。

馮乃杰，女，教授，博士研究生導(dǎo)師，E-mail：dqfnj@126.com。