硅磷配施对春玉米抗倒性及产量的影响

摘要 为探明最适硅磷配比对春玉米抗倒性及产量的影响，采用裂区试验设计，以磷肥施用量为主因素，硅肥施用量为副因素。结果表明，增施硅肥有助于提高玉米的穗长、穗粗、穗粒数和百粒重，从而提高籽粒产量。增加磷肥用量对穗长和行粒数的增加起到一定的作用，进而提高玉米产量；增施磷肥有增加玉米植株株高、穗位高和重心高的趋势，在 A1和A2这2个磷水平下，硅磷配施处理下的平均穗位高和重心高分别较单施磷肥处理降低3.1%和0.6%，较A2B0降低2.0%和0.8%；随着硅肥施用量的增加，吐丝期和灌浆期的2种磷肥水平下各节间的穿刺强度呈先增后降的趋势。在该试验条件下，春玉米嫩单22推荐的高产抗倒磷肥施用量为45  kg/hm2，硅肥施用量在90～150  kg/hm2。

关键词 玉米；磷肥；硅肥；抗倒性；产量

中图分类号 S 513  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）03-0156-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.03.035

Effects of Combined Application of Silicon and Phosphorus on Lodging Resistance and Yield of Spring Maize

ZHOU Chao，WANG Jun-qiang，HAN Ye-hui et al

（Qiqihar Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Qiqihar，Heilongjiang 150000）

Abstract In order to find out the effect of the optimum silicon-phosphorus ratio on the lodging resistance and yield of spring maize， this study adopted a split-plot test design， with the application rate of phosphorus fertilizer as the main factor and the application amount of silicon fertilizer as a secondary factor. The results showed that increasing the application of silicon fertilizer could help to increase the ear length， ear diameter， grain number per ear and 100-grain weight of maize， thereby increasing the grain yield. Increasing the amount of phosphate fertilizer had a certain effect on the increase of ear length and row number of grains， thereby improving corn yield; increasing phosphate fertilizer application tends to increase the plant height， ear height and center of gravity height of corn plants. At the horizontal level， the average ear height and center of gravity height under the combined application of silicon and phosphorus decreased by 3.1% and 0.6%， respectively， compared with the single application of phosphorus fertilizer，and increased by 2.0% and 0.8% compared with A2B0.The puncture intensity of the lower internodes showed a trend of increasing first and then decreasing. Under the conditions of this experiment， the recommended application rate of high-yield and lodging-resistant phosphate fertilizer for spring maize Nendan 22 was 45  kg/hm2， and the application rate of silicon fertilizer was 90-150  kg/hm2.

Key words Corn;Phosphate fertilizer;Silicon fertilizer;Lodging resistance;Yield

基金项目 国家现代农业产业技术体系（CARS-02-46）；黑龙江省应用技术研究与开发计划（GA20B102-05）。

作者简介 周超（1986—），女，黑龙江绥化人，助理研究员，硕士，从事玉米遗传育种研究。

收稿日期 2022-03-04；修回日期 2022-04-01

玉米是黑龙江省大量种植的作物，但单产和总产因倒伏受到严重影响，尤其在生育中后期遇到极端强对流天气，就会引发玉米大面积倒伏，可减产20%～25%［1］甚至造成绝收，倒伏还不利于机械收获，人工成本增多，阻碍我国玉米稳产、高产［2-3］和现代农业的发展。但当今农业生产中离不开化肥的使用，同时氮、磷肥过量及不合理的施用也是导致农业面源污染的重要原因之一 ［4］。磷肥是植物的必需营养元素，也是农业生产中的必备肥料之一。磷肥如果施用量过多及施用方法不对，就会出现污染环境，破坏生态平衡，作物对磷肥的利用率极低。磷肥的合理施用对提高作物的抗逆性、提早成熟、增产和改善品质起到一定的作用［5］。硅是作物生长发育的有益元素，对大多数植物的生长发育、提高抗逆性都有促进作用［1，5］。因此，笔者选用春玉米新品种嫩单22，采用裂区试验设计，明确硅磷配施对玉米茎基部形态特征、力学特性及产量构成的影响，探明玉米高产抗倒的最适硅磷配比，对指导玉米抗倒栽培具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 于2020—2021年在黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院试验基地进行。试验田土壤类型为黑土，土壤基本理化性状为pH 6.9，土壤有机质17.37 g/kg，碱解氮89.51 mg/kg，速效磷10.7 mg/kg，速效钾80.3 mg/kg。

1.2 试验材料 选用黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院自育玉米品种嫩单22为试验材料。嫩单22是以N8924为母本、N2035为父本，杂交方法选育而成，适宜在黑龙江省≥10 ℃活动积温2 750 ℃左右区域种植，具有高产、抗病、抗倒伏、耐密植、脱水快、籽粒品质好、适宜机械化收获等特点。

1.3 试验设计

采用裂区试验设计，磷肥施用量为主因素，设A1（45  kg/hm2）和A2（90  kg/hm2）2个水平；硅肥施用量为副因素，设 B0（0  kg/hm2）、B1（45  kg/hm2）、B2（90  kg/hm2）、B3（150  kg/hm2）和B4（225  kg/hm2）共5个水平，另设一个不施磷肥不施硅肥的空白AB0，共11个处理，3次重复，共计33个小区。每小区10行，长10 m，行距65 cm，面积65 m2。所有小区其他肥料施用量：纯N 200  kg/hm2，K2O 95  kg/hm2，所用磷肥为P2O5≥12%，硅肥是SiO2≥20%，所有肥料全作底肥一次性施用，按株距直接播种（每穴2粒），7 d后定苗，田间管理同大田。2年试验分别于4月27日和5月1日播种，9月28日和10月1日收获。

1.4 测定项目与方法

（1）农艺性状。玉米定苗后选长势一致的10株植株挂牌，测量株高、穗位高和重心高度。

（2）茎秆力学特性。节间长度：用游标卡尺对地上部第2～7节进行测量，分别测定各节间长；穿刺强度：在吐丝期、灌浆期初期和乳熟期采用3YJ-1型玉米茎秆硬度计，分别选取3株测定穿刺指标，将一定横截面积的测头在茎秆节间中部垂直于茎秆方向均匀插入，读取穿透茎秆外皮的最大值。即为该茎的硬皮穿刺强度；3次重复，取平均值。

（3）产量。    在收获期，每行5 m作为实际收获，每个重复选择中间的4行，选取10个均匀穗带回室内进行考种，测量其穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、平均果穗重等，然后按小区实收计产。

1.5 数据处理 采用Excel 2007整理试验数据，用SPSS 19.0软件进行方差分析，其中处理间差异显著性采用LSD法进行检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对春玉米产量及其构成因素的影响 由表1可知，硅肥不同施用量对产量及构成因素（秃尖长除外）的影响达差异显著，在A1B4、A2B3和A2B4处理下产量较高。在2个磷肥水平下，硅磷配施处理的平均产量分别比A1B0和A2B0分别提高了6.4%和8.3%。随着硅肥施用量的增加，对秃尖长影响不大，但对其他产量构成因素的影响较大，由此可知，硅肥施用量的增加有助于玉米穗长、穗粗、穗行数、行粒数等指标的提高，进而提高籽粒产量。在高硅施入量情况下，磷肥用量的逐渐增加可在一定程度上增加行粒数，从而提高产量。

2.2 不同处理对玉米形态特征的影响

2.2.1 株高、穗位高、重心高。

由表2可知，各处理对玉米株高的影响不大，在A1磷肥水平下，随着硅肥施用量的增加，穗位高呈先降后升的趋势，重心高则呈先略降低后略升高趋势。在A1和A2磷肥水平下，硅磷配施处理的平均穗位高和重心高分别较A1B0降低3.1%和0.6%，较A2B0降低2.0%和0.8%。在2个磷肥水平下均以B2处理降低幅度最大，由此可知，硅肥的合理施用量在降低玉米穗位高和重心高上起到一定的作用。

2.2.2 玉米基部节间长。

由表3可知，玉米植株第2～7节节间长随着节位的上升呈逐渐增长趋势。A2水平较A1水平的平均节间长分别减小-2.5%、9.8%、5.4%、2.4%、6.3%和4.1%。2个磷水平下硅磷配施处理较单施磷肥处理第2～7节节间长分别增加了5.3%、1.0%、1.4%、3.3%、0.6%、1.6%和-2.5%、8.7%、12.1%、4.5%、15.5%、13.7%；硅磷配施显著影响玉米的基部节间长，随着硅肥施用量的增加，玉米基部各节间长总体呈升高趋势。

2.3 不同处理对玉米穿刺强度的影响 从表4可以看出，茎秆基部节间的穿刺强度随着节位的上升而降低，从吐丝期至灌浆期，基部第2～5节节间的穿刺强度变化不大，第6、7节呈上升趋势，表明穿刺强度最先形成并稳定。适量增施硅肥可以显著提高玉米茎秆各节间的穿刺强度。在吐丝期和灌浆期，A1处理下，玉米基部第2～7节穿刺强度施硅处理较不施硅（A1B0）处理分别平均增大69.9%、25.1%、26.5%、29.9%、-1.2%、-0.6%和7.5%、8.7%、14.9%、19.7%、24.2%、10.8%；在A2处理下，玉米基部第2～7节穿刺强度施硅处理较不施硅（A1B0）处理分别平均增大49.5%、24.0%、41.9%、29.4%、13.7%、15.6%和 12.6%、15.2%、15.7%、10.4%、3.8%、27.0%。在吐丝期和灌浆期，A1和A2这2个磷肥水平下，随着硅肥施用量的增加，各节间的穿刺强度呈先增后降的趋势，以B2和B3处理较高，说明适量增施硅肥可以增加玉米基部节间的机械强度，进而增强玉米植株抗倒能力。

3 讨论

硅在作物生长过程中发挥重要作用，如提高抗倒伏、抗病虫、提高光合能力等［1］。硅肥施用量对玉米产量有明显的影响［6-8］，适量硅磷配施可增加玉米产量［9］。在该试验条件下，施用硅肥可使玉米产量增加6.4%～8.3%，与前人研究结果相比，增产幅度降低，可能是2020年试验地在玉米吐丝后10 d左右有一次极端天气，造成玉米试验地出现成片倒伏的现象，致使玉米植株的叶面光合效率受到影响，同时使植株对养分的吸收、作物的生长发育受到影响，最终影响产量。硅肥的适量施用还可通过改善穗部性状，提高千粒重、有效穗数和每穗实粒数［8，10］进而提高玉米籽粒产量。该研究中，合理施用硅肥改善了玉米的穗部性状，进而提高产量，在施硅量最大（B4）时玉米产量最高。该试验结果表明，随着硅肥不断施入，玉米茎秆穿刺强度先增后降，以B3和B4处理最高，表明硅肥用量要适宜。

4 结论

该研究结果表明，如果硅肥施用量合理对玉米植株株高影响不大，但对植株的穗位高和重心高起到一定的改善作用，同时增强玉米茎秆的强度，从而降低植株发生茎秆倒伏的风险，减少玉米籽粒产量的损失。该试验条件下，春玉米嫩单22推荐的施磷量为45 kg/hm2，硅量应在90～150  kg/hm2。但在玉米大田生产中，应考虑到所种地块土壤中磷、硅的含量，确定适宜磷肥和硅肥用量。

参考文献

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