割苗对河南省夏玉米生长及产量的影响

王彦坡，李 昂，杨豫龙，孟 恩，潘利文，朱暖暖，刘天学

(河南农业大学 农学院/河南粮食作物协同创新中心/小麦玉米作物学国家重点实验室，河南 郑州 450002)

自2012年以来，玉米种植面积和产量均居全国三大粮食作物首位，在保障国家粮食安全中的地位举足轻重。然而，我国的玉米产量长期在6 000 kg/hm2左右徘徊，与美国的差距很大。因此，在我国耕地面积十分有限的前提下，大力提高玉米产量水平是玉米科技创新和生产发展的主攻目标。玉米是一种具有一定再生能力的作物，当用作青饲料时，可以通过适宜的刈割来提高产量和品质[1-2]。在普通籽粒玉米方面，近年来，在我国春玉米区通过苗期割苗实现增产的报道不断出现[3-9]，引起了广大玉米栽培工作者和种植户的关注和思考。河南省地处黄淮海平原南部，是我国夏玉米的主要产区，播种面积和产量均占全国播种面积和产量的10%以上[10]。与东北春玉米区相比，河南省夏玉米苗期和穗期短，割苗技术能否适用于河南省夏玉米还未见报道。为此，以登海605、豫单9932、金秋119三个玉米品种为材料，在河南省许昌市进行了夏玉米割苗试验，研究割苗对河南省夏玉米生长及产量的影响，以期为判断割苗技术在河南省夏玉米生产上的有效性提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试玉米品种为登海605(DH605)、豫单9932(YD9932)和金秋119(JQ119)。

1.2 试验设计

试验于2017年在许昌市陈曹乡史庄试验地进行，前茬作物为小麦，玉米采用机械化种肥同播方式，宽(70 cm)窄(50 cm)行种植。每个品种播种12行，面积约1 334 m2。在苗期5～6片可见叶时，于中间10行人工剪去第一片叶以上的部分，各品种割苗处理(T)面积为22 m2，以未割苗处理为对照(CK)，3次重复。3个品种的割苗处理与对照均按照同一高产栽培模式进行相同的田间管理。拔节后实测平均密度为63 450株/hm2。2017年6月3日播种，9月28日统一收获。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 生育时期 割苗后记录玉米重要生育时期。

1.3.2 虫害 在看到明显虫害的播后25 d(6月28日)，在割苗区与对照区随机选择3行，观察连续10株，调查虫株率。

1.3.3 叶面积 在各品种割苗区和对照区随机选取3点，每点标记长势一致的10株，分别在拔节期、大口期和吐丝期测定叶面积，叶面积指数(LAI)是叶片总面积与植株所占土地面积的比值。

1.3.4 株高、穗位高、茎粗和干物质积累量 吐丝期，在各品种割苗区、对照区分别挖取3株代表性玉米植株，田间测量株高、穗位高、茎粗。吐丝期和成熟期，在各品种割苗区、对照区分别挖取3株代表性玉米植株，洗根后分地上和地下两部分于烘箱中105 ℃杀青30 min，然后60 ℃烘干至恒质量，称质量。

1.3.5 产量及籽粒营养品质指标 在成熟期，各小区随机选择不同的3行(非边行)，收获连续10株的穗，调查穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、百粒质量，并计算籽粒产量。采用近红外光谱分析仪测量籽粒粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪、赖氨酸含量。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2003、Sigmaplot 12.5和SPSS 17.0进行数据处理、统计分析及作图。

2 结果与分析

2.1 割苗对玉米生育进程的影响

由表1可知，割苗使玉米生育时期后移。与对照相比，DH605割苗后各生育时期延迟3～4 d；YD9932拔节期、抽雄期分别延迟5、4 d，吐丝期、开花期分别延迟8、7 d；JQ119拔节期延迟3 d，吐丝期延迟5 d，抽雄期、开花期均延迟6 d。

表1 割苗对玉米生育时期的影响Tab.1 Effect of cutting seedlings on the growth periods of maize d

注：表中数据为播种后的天数。

Note:Data are the days after seed sowing.

2.2 割苗对玉米虫害发生的影响

在割苗处理当天，经观察叶片上均没有虫卵。播后25 d，对照区3个品种虫株率均为10%；DH605、YD9932割苗区虫害现象明显，幼苗虫株率均显著高于对照，而JQ119的虫株率较对照显著减少了50%(图1)。

2.3 割苗对玉米株高、穗位高和茎粗的影响

割苗处理后，3个玉米品种的株高、穗位高、茎粗均较对照降低(表2)。DH605割苗后株高降低8.55%，差异达到极显著水平；穗位高降低6.92%，差异达到显著水平；茎粗减小11.17%，差异达到显著水平。YD9932割苗后株高下降5.52%，差异达到显著水平；穗位高降低20.21%，差异达到极显著水平；茎粗减小1.32%，差异不显著。JQ119割苗后株高降低11.44%，差异达到显著水平；穗位高降低9.38%，差异达到显著水平；茎粗减小4.60%，差异不显著。

*表示割苗处理与对照间差异显著(P<0.05)，下同

处理Treatments株高/cmPlant height穗位高/cmEar height茎粗/mmStem diameterDH605T229.44∗∗86.56∗19.89∗DH605CK250.8993.0022.39YD9932T271.56∗94.33∗∗24.00YD9932CK287.44118.2224.32JQ119T255.44∗104.11∗24.28JQ119CK288.44114.8925.45

注：同列数据后*、**分别表示同一品种割苗处理与对照间差异显著(P<0.05)、极显著(P<0.01)，下同。

Note：*，**mean significant differences between CK and cutting seedlings treatment at 0.05，0.01 levels，respectively，the same below.

2.4 割苗对玉米LAI的影响

割苗使玉米LAI均显著降低，随着生育进程的推进，割苗处理LAI与对照的差异逐渐缩小(图2)。DH605、YD9932、JQ119拔节期LAI分别较对照降低56.99%、48.54%、53.01%；大口期LAI分别较对照降低35.23%、31.28%、36.74%；吐丝期LAI分别较对照降低12.95%、13.76%、8.32%。

2.5 割苗对玉米干物质积累量的影响

割苗使玉米吐丝期和成熟期干物质积累量均显著减少，地下干物质减少的幅度大于地上部分，根冠比显著降低，并且随着生育进程的推进未得到有效补偿(表3)。DH605、YD9932、JQ119吐丝期干物质积累量分别较对照降低27.88%、18.62%、19.57%，根冠比分别降低11.78%、8.36%、18.69%；成熟期干物质积累量分别较对照降低16.02%、27.99%、24.56%，根冠比分别降低18.11%、11.11%、35.92%。

**表示割苗处理与对照间差异极显著(P<0.01)

表3 割苗对玉米干物质积累量和根冠比的影响Tab.3 Effect of cutting seedlings on the dry matter accumulation and root-shoot ratio of maize

2.6 割苗对玉米产量和品质的影响

2.6.1 割苗对玉米穗部性状的影响 由表4可见，与对照相比，割苗后DH605和YD9932穗长变短，JQ119穗长变长，但差异均不显著；穗粗均有不同程度地降低，其中，DH605显著降低6.02%；DH605穗行数无变化，YD9932和JQ119穗行数增加，差异均不显著；DH605和YD9932行粒数分别显著降低9.80%和10.17%，JQ119行粒数增加2.81%。另外，与对照相比，割苗处理DH605百粒质量极显著增加了14.75%，穗粒数显著减少了9.77%；YD9932百粒质量显著增加了4.60%，穗粒数显著降低了7.71%；JQ119百粒质量显著降低了13.45%，穗粒数显著增加了9.33%。

表4 割苗对玉米穗部性状的影响Tab.4 Effect of cutting seedlings on the ear characters of maize

2.6.2 割苗对玉米产量、收获指数和出籽率的影响 由图3可知，与对照相比，割苗处理YD9932产量降低3.46%，JQ119产量降低2.18%，DH605产量提高3.52%，差异均不显著；割苗处理YD9932、JQ119、DH605的出籽率分别降低1.26%、0.53%、2.28%，仅DH605差异显著；DH605和JQ119的收获指数分别显著提高了4.55%和4.46%，YD9932的收获指数下降了2.25%。

图3 割苗对玉米产量、出籽率和收获指数的影响

2.6.3 割苗对玉米籽粒营养品质的影响 由表5可看出，割苗对玉米籽粒营养品质的影响因品种而异。与对照相比，割苗后DH605籽粒粗淀粉含量显著增加，赖氨酸含量显著降低；YD9932粗淀粉含量显著降低，赖氨酸含量显著增加；JQ119粗蛋白含量显著降低，粗淀粉含量显著增加，赖氨酸含量无显著变化。

表5 割苗对玉米籽粒营养品质的影响

3 结论与讨论

苗期是玉米根、茎、叶等营养器官分化发育的关键时期，此时割苗会影响营养器官的分化和发育进程，使生育时期推迟。本研究结果表明，割苗后3个玉米品种的拔节、抽雄、吐丝、开花期等生育时期均向后推迟，这与张凤路等[3]在春玉米上的研究结果是一致的。

张凤路等[3]研究表明，春玉米割苗后田间病虫害减轻。本研究结果表明，对照3个玉米品种虫株率无明显差异，均为10%；割苗后只有JQ119虫害减轻，DH605和YD9932虫害均明显加重。有研究发现，绿叶气味(主要成分：顺-3-己烯-1-醇和顺-3-己烯基乙酸酯)会刺激昆虫取食和产卵[11-12]。割苗后DH605、YD9932虫害加重可能是由叶片伤口分泌的刺激昆虫取食的物质含量提高造成的。而JQ119虫害减轻可能是由伤口分泌的刺激昆虫取食的物质含量降低造成的。

玉米倒伏与株高和穗位高具有显著的正相关性，与茎粗具有显著的负相关性[13]。玉米割苗后株高和穗位高降低，茎秆变细，这与张凤路等[3]和张春燕等[4]在春玉米上的试验结果一致。由于该年份试验田并未出现大风倒伏现象，割苗能否增强玉米的抗倒伏能力还有待进一步研究。

较大的叶面积和较多的干物质积累量是玉米高产的基础。割苗后玉米叶面积指数降低，不利于群体光合物质的生产，从而导致干物质积累量减少。吐丝期是玉米根系量最大的时期，本研究发现，割苗后3个玉米品种在吐丝期根冠比显著降低，说明割苗不利于根系的生长，这与张春燕等[4]、朱永康[5]、牛震等[8]研究得出的割苗可控上促下的结果不一致。

前人研究表明，不同时期刈割主茎对玉米产量和品质的影响是不同的，且品种间也存在差异[14-15]。本研究发现，割苗对玉米产量和品质的影响也具有品种间的差异，且产量性状的变化也各具特点。割苗后，DH605穗粒数显著减少而百粒质量极显著增加，产量增加但不显著；YD9932穗粒数极显著减少，而百粒质量显著增加，产量减少但不显著；JQ119穗粒数显著增加，而百粒质量极显著减少，产量减少但不显著。割苗后3个品种的出籽率均低于对照，这与在春玉米上的结果[9]不同。割苗后，DH605粗淀粉含量显著增加，而赖氨酸含量显著降低；YD9932粗淀粉含量显著降低，而赖氨酸含量显著增加；JQ119粗淀粉含量显著增加，而粗蛋白含量显著降低。

一般来说，在河南省夏玉米播种越早产量越高，播种推迟会因秋季低温影响籽粒灌浆而降低产量。春玉米生育期比夏玉米长[16]，尤其是苗期气温低、生长期长，割苗后具有充足的缓冲时间，不影响整个生育期的生长，这可能是割苗增产的主要原因之一。与东北春玉米相比，河南省夏玉米苗期和穗期温度高、生长快、用时短，割苗后缓冲补偿时间短，同时延缓了玉米苗期和穗期，缩短了花粒期，不具有明显的增产要素。因此，在现有生产条件下，综合考虑成本因素，割苗技术在河南省夏玉米生产区不具有推广价值。