不同密度下化控對夏玉米葉片衰老及產(chǎn)量的影響

張 艷，郭書亞，尚 賞，盧廣遠(yuǎn)，湯其寧

(河南省商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南 商丘 476000)

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不同密度下化控對夏玉米葉片衰老及產(chǎn)量的影響

張 艷，郭書亞，尚 賞，盧廣遠(yuǎn)*，湯其寧

(河南省商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南 商丘 476000)

探討了不同種植密度條件下化控對夏玉米穗位葉衰老及產(chǎn)量的影響，為夏玉米化控栽培增產(chǎn)提供理論和試驗依據(jù)。選用鄭單958 為玉米試驗品種，設(shè)置6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2共4個密度，在拔節(jié)期葉面噴施玉黃金。結(jié)果表明，清水處理隨密度的增加玉米穗位葉SPAD值和SOD、POD、CAT活性降低，MDA含量增加，可溶性蛋白含量降低。玉黃金處理較清水處理SPAD值增加，SOD、POD、CAT活性增強(qiáng)，MDA含量降低，可溶性蛋白含量增加。在8.25萬株/hm2的種植密度條件下，化控處理后的產(chǎn)量最高，達(dá)到10815.29 kg/hm2，顯著高于其他處理。

密度；化控；夏玉米；衰老；產(chǎn)量

種植密度是影響玉米產(chǎn)量的重要因素[1-3]，在一定密度范圍內(nèi)，玉米產(chǎn)量隨著密度的增加而增加，而超過一定的密度后，產(chǎn)量會隨著密度的增加而減少。而隨著密度的增加，玉米的群體透光性降低，衰老程度加劇，穗粒數(shù)和千粒重降低，倒伏率增加。而化控劑能夠降低玉米株高、穗位高，塑造較為理想的株型[4]，增強(qiáng)葉片的持綠性，減緩衰老[5]，從而增加玉米產(chǎn)量。因此，研究不同密度下化控對夏玉米衰老及產(chǎn)量的影響具有重要意義。前人就不同密度對玉米生長發(fā)育、光合作用、衰老機(jī)制和產(chǎn)量的影響做了大量的研究[6-9]，基本明確了各個玉米品種在不同地區(qū)的最適密度。而對化控劑的研究主要集中在形態(tài)指標(biāo)上[10-11]，對其生理指標(biāo)尤其是衰老的研究較少。因此，本文通過對不同種植密度條件下玉黃金施用后玉米生育后期衰老進(jìn)程及產(chǎn)量的研究，為化控劑在豫東地區(qū)的進(jìn)一步合理施用提供理論和試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2015年在夏邑縣會亭鎮(zhèn)崔樓村(34°06′N，116°04′ E)進(jìn)行。試驗區(qū)常年平均日照2200～2400 h，氣溫14 ℃，降雨量680 mm左右，玉米生長的6～9月份降水占65%左右。試驗田土壤為黃潮土，質(zhì)地中壤，耕層(0～20 cm)土壤含有機(jī)質(zhì)12.8 g/kg、堿解氮89 mg/kg、速效磷12.21 mg/kg、速效鉀138 mg/kg。前茬小麥產(chǎn)量7200 kg/hm2。

1.2 試驗方法

試驗設(shè)化控和密度兩個因素，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，每小區(qū)12行，行長10 m，行距60 cm，小區(qū)面積72 m2。試驗密度設(shè)6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2共4個處理。供試品種為鄭單958，化控設(shè)“玉黃金”(主要成分為胺鮮脂和乙烯利)噴霧和清水對照處理。2015年6月2日使用等株距人工點播，用300 mL/hm2“玉黃金”兌水450 kg后于玉米拔節(jié)期(6片展開葉)均勻噴霧，清水處理為對照。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 葉綠素SPAD值 采用CCM-200+葉綠素測定儀于各個生育時期測定葉綠素SPAD值。每個處理于拔節(jié)期選取葉齡指數(shù)一致、具代表性的植株3株，掛上記號牌，各生育時期均于上午8:30～10:00選擇穗位葉進(jìn)行測定。分別測定葉片的葉尖、葉中和葉基，計算平均值作為該葉片的測定值，將各處理掛牌3株的測定值取平均值作為該處理的SPAD測定值。

1.3.2 葉片生理生化指標(biāo)測定 在開花時(7月31日)標(biāo)記同一天開花的單莖，然后分別在開花時、花后15、30、45 d取玉米穗位葉，先用液氮速凍，然后保存于-70 ℃低溫冰箱，所有取樣結(jié)束后在實驗室內(nèi)進(jìn)行各種酶活性的測定。

SOD活性的測定：按照王愛國等的方法，以反應(yīng)抑制氮藍(lán)四唑(NBT)光氧化還原50%的酶量為一個酶活力單位，用U/(g·min)表示。

POD活性的測定：用愈創(chuàng)木酚法測定，以△OD470/(g·min)表示酶活力單位。

CAT活性的測定：采用紫外吸收法測定，以△OD240/(g·min)表示酶活力單位。

MDA含量的測定：參照薛金濤[10]的方法。

可溶性蛋白的測定：采用考馬氏亮藍(lán)染色法測定。

1.3.3 測產(chǎn)及產(chǎn)量構(gòu)成因素分析 每個處理選取2個連續(xù) 4 m 行長，計算株數(shù)、穗數(shù)、空稈和禿尖數(shù)，全部收獲并隨機(jī)選取10穗計算穗行數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重并計算理論產(chǎn)量。每個處理重復(fù) 3 次，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003，顯著性檢驗采用DPS 7.05軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 對玉米穗位葉SPAD值的影響

從圖1可以看出，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，玉米穗位葉SPAD值呈逐漸下降趨勢，清水對照和化控處理的玉米穗位葉SPAD值都隨著密度的增加而降低。清水對照處理在開花期7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2的SPAD值分別比6.75萬株/hm2的低0.64%、2.22%、8.45%；而到花后45 d的SPAD值分別降低了29.64%(6.75萬株/hm2)、39.43%(7.50萬株/hm2)、46.18%(8.25萬株/hm2)和51.68%(9.00萬株/hm2)。與清水對照相比，化控處理下不同密度玉米葉片的SPAD值大于相應(yīng)的清水對照的，6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2在開花后0～45 d 的 SPAD 值分別下降了26.68%、32.15%、43.17%、46.55%，在花后45 d測定的SPAD值玉黃金處理較清水處理依次高 3.64%、4.12%、5.34%、6.51%。

綜上，隨著密度的增加穗位葉SPAD值降低，玉黃金處理下玉米穗位葉SPAD值降幅減小。在本試驗條件下，8.25萬株/hm2和9.00萬株/hm2密度效果較好。

圖1 密度和化控對夏玉米穗位葉SPAD值的影響

2.2 對穗位葉保護(hù)酶活性的影響

2.2.1 對穗位葉SOD活性的影響 從圖2可以看出，清水處理下玉米穗位葉SOD活性呈逐漸下降趨勢，并且隨著密度的增加而降低；在開花期，7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2的SOD活性分別比6.75萬株/hm2的低1.36%、5.54%、10.13%。化控處理下玉米穗位葉SOD活性變化趨勢與清水對照相似，與清水對照相比，化控處理下不同密度玉米葉片的SOD活性大于相應(yīng)的清水對照，在開花期，化控處理SOD活性較清水處理高1.89% (6.75萬株/hm2)、2.00% (7.50萬株/hm2)、3.15% (8.25 萬株/hm2)、2.04%(9.00萬株/hm2)；在花后45 d，化控處理的SOD活性較清水處理依次高 3.19%、4.24%、6.37%、6.06%。

2.2.2 對穗位葉POD活性的影響 從圖3可以看出，清水處理下玉米穗位葉POD活性呈逐漸下降趨勢，并且隨著密度的增加而降低；在開花期，7.50萬、8.25 萬、9.00萬株/hm2的POD活性分別比6.75萬株/hm2的低5.54%、10.91%、15.95%?；靥幚硐掠衩姿胛蝗~POD活性變化趨勢與清水對照相似，與清水對照相比，化控處理下不同密度玉米葉片的POD活性大于相應(yīng)的清水對照，在花后45 d，化控處理的POD活性較清水處理依次高 6.52%、10.50%、12.38%、9.98%。

圖3 密度和化控對夏玉米穗位葉POD活性的影響

2.2.3 對穗位葉CAT活性的影響 從圖4可以看出，清水處理下玉米穗位葉CAT活性呈逐漸下降趨勢，并且隨著密度的增加而降低；在開花期，7.50萬、8.25 萬、9.00萬株/hm2的CAT活性分別比6.75萬株/hm2的低6.46%、12.82%、19.11%?；靥幚硐掠衩姿胛蝗~CAT活性變化趨勢與清水對照相似，與清水對照相比，化控處理下不同密度玉米葉片的CAT活性大于相應(yīng)的清水對照，在花后45 d，化控處理的CAT活性較清水處理依次高 7.37%、12.13%、16.39%、7.73%。

圖4 密度和化控對夏玉米穗位葉CAT活性的影響

2.3 對MDA含量的影響

從圖5可以看出，清水處理下玉米穗位葉MDA含量呈逐漸升高趨勢，并且隨著密度的增加而升高；在開花期，7.50萬、8.25 萬、9.00萬株/hm2的MDA含量分別比6.75萬株/hm2的高14.71%、20.59%、26.47%?；靥幚硐掠衩姿胛蝗~MDA含量變化趨勢與清水對照相似，與清水對照相比，化控處理下不同密度玉米葉片的MDA含量小于相應(yīng)的清水對照，在花后45 d，化控處理MDA含量較清水處理依次低 4.88%、5.81%、6.74%、3.92%。

圖5 密度和化控對夏玉米穗位葉MDA含量的影響

2.4 對穗位葉可溶性蛋白含量的影響

從圖6可以看出，清水處理下玉米穗位葉可溶性蛋白含量呈逐漸下降趨勢，并且隨著密度的增加而降低；在開花期，7.50萬、8.25 萬、9.00萬株/hm2的可溶性蛋白含量分別比6.75萬株/hm2的低3.27%、5.61%、9.35%。化控處理下玉米穗位葉可溶性蛋白含量變化趨勢與清水對照相似，與清水對照相比，化控處理下不同密度玉米葉片的可溶性蛋白含量大于相應(yīng)的清水對照，在花后45 d，化控處理的可溶性蛋白含量較清水對照處理依次高2.46%、5.19%、7.04%、4.92%。

圖6 密度和化控對夏玉米穗位葉可溶性蛋白含量的影響

2.5 對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表1 可以看出，清水處理的產(chǎn)量隨密度的增加呈先升高后降低的趨勢，在8.25萬株/hm2密度時最高，產(chǎn)量為10031.21 kg/hm2，比6.75萬、7.50萬株/hm2的分別高 4.09%、1.66%，差異不顯著，比9.50萬株/hm2處理的產(chǎn)量高4.97%，差異達(dá)到了顯著水平。玉黃金處理下玉米產(chǎn)量變化趨勢與清水處理相似，與清水處理相比化控處理下的玉米產(chǎn)量均有所增加，與對照一樣在8.25萬株/hm2密度下達(dá)到最高產(chǎn)量，為10815.29 kg/hm2，顯著高于其他處理。不同密度種植條件下，噴施玉黃金后的6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2下的產(chǎn)量分別比對照增加了0.96%、3.55%、7.82%、0.92%。由此可以看出，本試驗化控處理和8.25萬株/hm2密度下增產(chǎn)效果最好，化控處理和密度的合理搭配能夠提高產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

前人許多研究表明[12-13]，葉片衰老與葉片的葉綠素含量顯著相關(guān)，保持葉片較高的葉綠素含量對延緩葉片衰老，增加產(chǎn)量具有重要作用。本試驗研究表明，清水處理 SPAD 值隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)而降低，并且隨密度的增加而減低，密度越高，SPAD 值降幅越大。化控處理下不同密度玉米葉片的SPAD值大于相應(yīng)的清水對照，在花后45 d測定的 SPAD值化控處理較清水處理依次高 3.64%、4.12%、5.34%、6.51%。因此，化控處理能夠保持較高葉綠素含量，延緩了葉片衰老，為獲得高產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

表1 密度和化控對夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

植物體內(nèi)保護(hù)酶(SOD、POD、CAT等)和非保護(hù)酶(維生素C、可溶性蛋白等)系統(tǒng)能夠清除活性自由基，一旦這些保護(hù)酶和非保護(hù)酶活性或含量減少就會造成膜脂的過氧化作用，MDA的含量增加，細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞[14-15]。本試驗研究表明，清水處理下玉米穗位葉SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白含量呈逐漸下降趨勢，并且隨著密度的增加而降低；化控處理下玉米穗位葉SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白含量變化與清水對照相似，與清水對照相比，化控處理下不同密度玉米葉片的SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白含量大于相應(yīng)的清水對照。清水處理下玉米穗位葉MDA含量呈逐漸升高趨勢，并且隨著密度的增加而升高；化控處理下玉米穗位葉MDA含量變化與清水對照相似，與清水對照相比，化控處理下不同密度玉米葉片的MDA含量小于相應(yīng)的清水對照。綜上所述，增加密度會導(dǎo)致SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白含量的降低，MDA含量的增加，而化控處理能夠提高保護(hù)酶活性，增加可溶性蛋白含量，降低MDA含量，從而延緩葉片衰老，增加產(chǎn)量。

前人許多研究表明[1-3]，密度是影響玉米產(chǎn)量的重要因素，隨著密度的增加，玉米產(chǎn)量先增加后下降，本文研究結(jié)果與其基本一致。許多研究[16-17]指出，采用玉黃金或烯施美等化控劑可以使玉米增產(chǎn)5%～7%，孟之萬等[18]報道可增產(chǎn)19.6%，而張子學(xué)等[11]研究表明化控能使玉米減產(chǎn)16.6%～42.6%。本試驗研究表明，玉黃金處理下玉米產(chǎn)量變化趨勢與清水處理相似，與清水處理相比化控處理下的玉米產(chǎn)量均有所增加，與對照一樣在8.25萬株/hm2密度下達(dá)到最高產(chǎn)量，為10815.29 kg/hm2。不同密度種植條件下，噴施玉黃金后的6.75萬、7.50萬、8.25萬、 9.00萬株/hm2下的產(chǎn)量分別比對照增加了0.96%、3.55%、7.82%、0.92%。所以，合理的密度加上化控能夠獲得更高的產(chǎn)量，本試驗化控條件下，密度為8.25萬株/hm2產(chǎn)量最高效果最好，值得推廣。

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(責(zé)任編輯：許晶晶)

Effect of Chemical Regulation on Leaf Senescence and Yield of Summer Maize at Different Planting Densities

ZHANG Yan, GUO Shu-ya, SHANG Shang, LU Guang-yuan*, TANG Qi-ning

(Shangqiu Academy of Agriculture and Forestry Sciences in Henan Province, Shangqiu 476000, China)

The objective of this experiment was to investigate the effect of chemical regulation measures on the ear leaf senescence and yield of summer maize at different plant densities, and to provide theoretical and experimental evidences for the high-yielding cultivation of summer maize through chemical regulation. Maize variety Zhengdan 958 was planted at different densities (67500, 75000, 82500 and 90000 plant/hm2), and its leaves were sprayed by the chemical regulator Yuhuangjin at jointing stage. The results showed that: in the treatment of spraying pure water, along with the increase in planting density, the SPAD value and the activities of SOD, POD, CAT of ear leaf were declined, the content of MDA was increased, and the content of soluble protein was decreased. In comparison with the treatment of spraying pure water, the treatment of spraying Yuhuangjin increased the leaf SPAD value, the soluble protein content, and the activities of SOD, POD and CAT, and reduced the content of MDA. Under the condition of planting density 82500 plant/hm2, the treatment of chemical regulation could make maize yield reach the highest level (10815.29 kg/hm2), which was significantly higher than the yield in other treatments.

Planting density; Chemical regulation; Summer maize; Senescence; Yield

2016-05-25

河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項“河南省玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系-商丘綜合試驗站”(Z2015-02-02)；河南省博士后研 發(fā)基地項目“商丘市科技攻關(guān)項目“高產(chǎn)多抗適宜機(jī)械化生產(chǎn)玉米新品種選育”。

張艷(1979─)，女，河南虞城人，助理研究員，主要從事玉米育種的研究工作。*通訊作者：盧廣遠(yuǎn)。

S513

A

1001-8581(2016)11-0015-05