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作物杂志,2020, 第3期: 161–168 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.03.025

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

夏玉米粒收质量及水分利用效率的化学调控效应研究

刘见1,2, 孙彬1, 张伟强2,3(), 冯晓曦4, 张寄阳2, 宁东峰2, 秦安振2, 刘战东2, 乔淼1, 沈红丽1, 徐燕1   

  1. 1许昌市农田水利技术试验推广站,461000,河南许昌
    2中国农业科学院农田灌溉研究所/农业农村部作物需水与调控重点实验室,453002,河南新乡
    3河南省科学技术发展战略研究所,450000,河南郑州
    4驻马店市农业科学院,463000,河南驻马店
  • 收稿日期:2019-10-08 修回日期:2019-12-12 出版日期:2020-06-15 发布日期:2020-06-10
  • 通讯作者: 张伟强 E-mail:zmaizer@163.com
  • 作者简介:刘见,从事农业节水新技术推广与应用研究,E-mail: liujiancaas@163.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2017YFD0301102);中央级科研院所基本科研业务费专项(FIRI2018-01);国家现代农业产业技术体系建设专项资金(nycytx-02)

Effects of Chemical Regulating on Grain Harvest Quality and Water Use Efficiency in Summer Maize

Liu Jian1,2, Sun Bin1, Zhang Weiqiang2,3(), Feng Xiaoxi4, Zhang Jiyang2, Ning Dongfeng2, Qin Anzhen2, Liu Zhandong2, Qiao Miao1, Shen Hongli1, Xu Yan1   

  1. 1Xuchang Experiment and Extension Station of Farmland Water Conservancy, Xuchang 461000, Henan, China
    2Farmland Irrigation Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Crop Water Use and Regulation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Xinxiang 453002, Henan, China
    3Henan Institute of Science and Technology for Development, Zhengzhou 450000, Henan, China
    4Zhumadian Academy of Agricultural Sciences, Zhumadian 463000, Henan, China
  • Received:2019-10-08 Revised:2019-12-12 Online:2020-06-15 Published:2020-06-10
  • Contact: Weiqiang Zhang E-mail:zmaizer@163.com

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253

摘要：

解析不同水分处理条件下,夏玉米粒收质量及水分利用效率的化学调控效应。以登海605和豫单9953为供试品种,设置植物生长调节剂（HK: 8~9片叶喷施植物生长调节剂,CK: 喷施同量清水）和灌水量25（W1）、45（W2）和65mm（W3）两因素试验,采用随机区组试验设计,分析比较调节剂下玉米粒收质量和水分利用效率的差异。结果表明,与CK相比,2个品种HK处理的秃尖长和总损失率均值分别下降12.08%和7.78%,百粒重和产量水分利用效率（WUEY）分别增加4.88%和3.65%。灌水量对2个品种的产量、WUEY、总损失量和总损失率影响极显著。植物生长调节剂和灌水量对豫单9953的破碎率表现出明显互作效应。籽粒含水率与耗水量呈极显著正相关（登海605,r=0.885**;豫单9953,r=0.872**）,与土壤含水率呈显著或极显著相关（登海605，r=0.527*;豫单9953,r=0.683**）。兼顾节水增产和粒收质量,推荐8~9片叶时喷施植物生长调节剂、土壤水分下限设置为田间持水率的65%~70%、喷灌定额45mm作为黄淮平原井灌区夏玉米适宜田间栽培及灌水管理方案。

关键词: 植物生长调节剂, 喷灌, 玉米, 耗水量, 籽粒含水率

Abstract:

The effects of chemical regulating on water use efficiency (WUE) and grain harvest quality in summer maize were investigated under different irrigation treatments. Two popular maize varieties (Denghai 605 and Yudan 9953) were selected as experimental materials. Meanwhile, two factors, irrigation methods and plant growth regulator scheduling patterns were set. Plant growth regulator treatments included 8-9 leaves spraying regulator (Duntianbao, HK) and Control i.e. spray the same amount of water (CK). Irrigation treatments were comprised of 25mm (W1), 45mm (W2), 65mm (W3). The fixed irrigation was started when the soil moisture reached 70% field capacity and randomized complete block design was adopted. The results showed that compared to CK, the HK treatment decreased the mean of bare tip length and total loss rate by 12.08% and 7.78%, in contrast, increased 100-kernel weight and WUEY by 4.88% and 3.65%, respectively. Irrigation had extremely significant effects on yield, WUEY, total loss mass and total loss rate. Chemical regulation obviously interacted with irrigation to control grain broken rate of Yudan 9953. There is positive significant correlation between Grain moisture content and evapotranspiration with the correlation coefficients of 0.885 (Denghai 605) and 0.872 (Yudan 9953) as well as significantly or extremely significantly correlated with soil water content of 0.527 (Denghai 605) and 0.683 (Yudan 9953). It was concluded that 8-9 leaves spraying regulator, irrigating when the soil moisture content reached 65%-70% field capacity and spraying irrigation 45mm were the optimal recommendation of summer maize for the well-irrigated regions of Huang-Huai Plain.

Key words: Plant growth regulator, Sprinkler, Maize, Water consumption rate, Grain moisture content

图1

试验区日降雨量及温度变化"

图2

各处理不同生育期土壤含水率动态变化"

表1

植物生长调节剂和灌溉处理对产量及其构成因素的影响"

植物生长调节剂
Plant growth regulator		 灌水量
Irrigation		 登海605 Denghai 605 豫单9953 Yudan 9953
穗长
Ear length
(cm)		 穗粗
Ear diameter
(cm)		 秃尖长
Bare tip
length (cm)		 百粒重
100-kernel
weight (g)		 产量
Yield
(kg/hm2)		 穗长
Ear length
(cm)		 穗粗
Ear diameter
(cm)		 秃尖长
Bare tip
length (cm)		 百粒重
100-kernel
weight (g)		 产量
Yield
(kg/hm2)
HK W1 19.8±0.4d 3.27±0.06c 1.25±0.05d 28.13±0.72d 9 652±109d 16.5±0.3b 4.11±0.08b 0.39±0.03c 24.1±0.8c 9 085±156c
W2 21.9±0.2a 4.14±0.10a 1.05±0.08e 34.47±0.41a 11 484±320a 17.3±0.2a 4.25±0.06a 0.31±0.01c 29.5±0.6a 10 773±383a
W3 20.6±0.2c 4.10±0.05ab 1.51±0.04b 32.43±0.90bc 10 343±248c 17.0±0.2a 4.01±0.02c 0.51±0.04b 28.2±1.1ab 9 683±216b
CK W1 19.0±0.3e 3.25±0.03c 1.43±0.07c 26.60±1.36e 9 453±112d 16.5±0.4b 4.04±0.03bc 0.49±0.02b 21.7±0.9d 8 887±317c
W2 21.5±0.3b 4.11±0.09ab 1.22±0.05d 33.13±0.69ab 11 002±241b 16.9±0.2ab 4.19±0.05a 0.35±0.05c 28.7±1.4a 10 502±220a
W3 19.8±0.2d 4.08±0.06b 1.63±0.04a 31.53±0.64c 10 271±421c 17.3±0.1a 3.97±0.10c 0.59±0.02a 26.9±0.7b 9 803±412b
植物生长调节剂
Plant growth regulator (R)		 102.86** 6.78** 301.54** 10.68** 6.16* 0.01 6.62* 12.14** 14.01** 1.41
灌水量Irrigation (I) 408.94** 4 421.70** 792.43** 99.33** 93.59** 13.98** 41.52** 38.13** 86.64** 93.85**
植物生长调节剂×灌水量R×I 3.17 0.02 5.60 0.24 1.43 4.24* 0.13 0.81 1.36 1.48

表2

植物生长调节剂和灌水处理对玉米机械粒收收获质量的影响"

植物生长调节剂
Plant growth regulator		 灌水量
Irrigation		 登海605 Denghai 605 豫单9953 Yudan 9953
籽粒破碎率
Grain broken
rate (%)		 杂质率
Impurity rate
(%)		 总损失量
Total loss mass
(kg/hm2)		 总损失率
Total loss rate
(%)		 籽粒破碎率
Grain broken
rate (%)		 杂质率
Impurity rate
(%)		 总损失量
Total loss mass
(kg/hm2)		 总损失率
Total loss rate
(%)
HK W1 4.22±0.3c 1.64±0.6b 281±13cd 2.91±0.16b 3.63±0.10d 1.02±0.09e 196±17bc 2.15±0.17a
W2 5.46±0.4b 2.56±0.3a 265±19d 2.31±0.15d 4.18±0.22c 1.35±0.11c 178±12c 1.65±0.10b
W3 5.61±0.3b 3.10±0.3a 313±12ab 3.03±0.24ab 4.52±0.15b 1.59±0.13b 210±9ab 2.17±0.21a
CK W1 4.17±0.2c 1.82±0.2b 299±21bc 3.16±0.21ab 3.59±0.31d 1.07±0.07d 204±15b 2.29±0.22a
W2 5.09±0.3b 3.05±0.3a 289±12bcd 2.62±0.10c 4.12±0.25c 1.39±0.10c 192±11bc 1.83±0.18b
W3 6.27±0.5a 2.72±0.4a 327±10a 3.19±0.08a 4.76±0.19a 1.65±0.03a 229±13a 2.33±0.16a
植物生长调节剂
Plant growth regulator (R)		 0.18 0.37 8.30* 13.91** 2.46 14.50** 6.85* 7.56*
灌水量Irrigation (I) 51.30** 20.50** 16.15** 39.53** 376.80** 601.70** 15.30** 33.78**
植物生长调节剂×灌水量R×I 3.20 2.16 0.20 0.51 10.38** 0.13 0.39 0.05

表3

不同处理玉米水分利用效率"

植物生长调节剂
Plant growth regulator		 灌水量
Irrigation		 登海605 Denghai 605 豫单9953 Yudan 9953
耗水量
Water consumption (mm)		 产量水分利用效率
Yield water use efficiency (kg/m3)		 叶片水分利用效率
Leaf water use efficiency
(μmol/mmol)		 籽粒含水率
Grain moisture content (%)		 耗水量
Water consumption (mm)		 产量水分利用效率
Yield water use efficiency(kg/m3)		 叶片水分利用效率
Leaf water use efficiency
(μmol/mmol)		 籽粒含水率
Grain moisture content (%)
HK W1 337±11d 2.86±0.06bc 5.6±0.2a 23.3±0.6d 296±18d 3.07±0.05b 6.2±0.3a 20.4±1.2c
W2 374±9c 3.07±0.04a 5.1±0.1b 25.4±0.8c 330±12c 3.26±0.06a 5.7±0.1bc 23.0±0.3ab
W3 389±5b 2.66±0.06de 5.2±0.1b 27.5±0.9a 360±8a 2.68±0.14d 5.3±0.1c 24.0±0.5a
CK W1 341±13d 2.78±0.09cd 5.5±0.1a 24.2±0.6d 303±11d 2.93±0.03c 6.0±0.2ab 21.0±0.9c
W2 378±4c 2.91±0.06b 4.9±0.1b 26.2±1.0bc 332±14c 3.16±0.09ab 5.6±0.2bc 22.5±0.2b
W3 397±2a 2.59±0.10e 5.0±0.2b 27.3±0.4ab 376±20a 2.61±0.09d 5.3±0.1c 23.9±0.6a
植物生长调节剂
Plant growth regulator (R)		 18.72** 11.22** 1.90 2.55 6.00* 8.85* 0.40 1.40
灌水量Irrigation (I) 694.10** 43.54** 13.50** 47.58** 145.50** 90.23** 17.08** 81.20**
植物生长调节剂×灌水量R×I 1.03 0.72 0.02 1.57 1.50 0.20 0.13 0.70

表4

玉米籽粒含水率和其他参数的相关性分析"

参数
Variable		 籽粒含水率
Grain moisture content		 籽粒破碎率
Grain broken rate		 土壤含水率
Soil moisture content		 耗水量
Water consumption		 杂质率
Impurity rate		 总损失量
Total loss mass		 总损失率
Total loss rate
籽粒破碎率Grain broken rate 0.771**（0.891**）
土壤含水率Soil moisture content 0.527*（0.683**） -0.508*（0.587*）
耗水量Water consumption 0.885**（0.872**） -0.937**（0.906**） -0.604**（0.600**）
杂质率Impurity rate 0.772**（0.901**） -0.655**（0.759**） -0.378（0.690**） 0.702**（0.823**）
总损失量Total loss mass 0.490*（0.290） -0.441（0.468） -0.175（0.226） 0.541*（0.528*） -0.210（0.312）
总损失率Total loss rate 0.083（-0.072） -0.017（0.051） -0.043（0.076） 0.102（0.126） -0.187（-0.082） -0.837**（0.867**）
产量Yield 0.385（0.476*） -0.515*（0.463） -0.265（0.127） 0.415（0.395） -0.537*（0.515*） -0.324（-0.388） -0.786**（-0.794**）

图3

玉米籽粒含水率与耗水量的关系 DH605和YD9953分别代表登海605和豫单9953,下同"

图4

玉米籽粒含水率与收获时土壤含水率的关系"

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