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Effects of strong wind lodging at pre and posttasseling stages on growth and yield of summer maize.

抽雄期前后大风倒伏对夏玉米生长及产量的影响


利用2013年8月1日河南省南阳地区夏玉米大风倒伏灾害的调查数据,分析抽雄期前后不同类型倒伏对夏玉米生长及产量形成的影响,研究不同品种的抗倒性差异和适播期.调查对象为5个播期的浚单20和3个播期的郑单958,倒伏类型划分为根斜、根倒、茎折和折断4种.研究表明: 各品种及播期均于抽雄前~抽雄后15 d倒伏率较高.浚单20各播期的总倒伏率为86.0%~98.5%,郑单958各播期的总倒伏率为60.0%~76.4%,且播种越早的播期总倒伏率越低.浚单20倒伏发生时,播期Ⅱ~Ⅴ的夏玉米生育时期接近抽雄,以根倒类型为主,倒伏率为53.0%~84.3%,已过抽雄期的播期Ⅰ夏玉米以茎折倒伏为主,倒伏率为37.5%.倒伏发生后干物质积累显著降低,各倒伏类型对干物质积累的影响总体表现为茎折>根倒>根斜,播种越晚的总干物质积累越少.倒伏对干物质分配比例影响表现为叶片和茎杆干物质比例增大,果穗干物质比例减少.根倒和茎折两种倒伏类型使穗长显著变短,穗粗显著变细,穗粒数显著减少,抽雄后发生倒伏也会使百粒重显著降低;而根斜倒伏类型对各性状的影响均不显著.倒伏后产量损失严重,不同倒伏类型中茎折类型减产最多,浚单20和郑单958平均减产率分别为74.2%和68.7%,尤其是茎折发生在抽雄之前难以形成产量;其次是根倒,平均减产率分别为46.3%和46.5%;根斜产量损失最小,平均分别为8.4%和13.2%.大风倒伏灾害后,浚单20产量平均为4959.9 kg·hm-2,产量随播期的推迟而减少;郑单958平均为6026.1 kg·hm-2,随播期变化不明显.总体上,郑单958品种抗倒性好于浚单20.

Surveying data for wind lodging disaster happening in Nanyang of Henan Province in August 1, 2013, were used to analyze the effects of strong wind lodging at pre and posttasseling stages on growth and yield of summer maize, and to determine the differences in lodging resistance among varieties and the suitable sowing time for summer maize. The survey included two varieties of summer maize, Xundan 20 and Zhengdan 958, with five and three sowing dates, respectively. The lodging was divided into four types, i.e., root slope (RS), root lodging (RL), stem bending (SB) and stem broken (SBK). The results showed that wind lodging occurring at pre and posttasseling stages resulted in high lodging percentages for both varieties and all sowing dates. The lodging percentage of Xundan 20 variety ranged between 86.0% and 98.5% for five sowing dates. For Zhengdan 958 variety, it ranged between 60.0% and 76.4% for three sowing dates. After tasseling, the earlier the sowing date, the lower the lodging rate occurred. The main lodging types happening around the tasseling stage were RL with the lodging rate of 53.0%-84.3% for sowing dates Ⅱ-Ⅴ of Xundan 20. The main lodging type for sowing date Ⅰwas SB with the lodging rate of 37.5%. Lodging reduced the aboveground dry matter with the greatest reduction rate occurring in SB, followed by RS and RL. Lodging increased the allocation of dry matter to leaves and stems, but decreased the allocation to spikes. RL and SB shortened the length and diameter of spike, and reduced the grain number per spike. The lodging occurring after the tasseling stage also reduced 100grain mass. RS had no significant effects on spike characters and yield components. The lodging had serious effects on the yield of summer maize. The yield loss was highest for SB with the reduction percentages of 74.2% and 68.7% for Xundan 20 and Zhengdan 958, respectively. SB occurring before the tasseling stage would lead to a complete crop failure. RL decreased the average yield by 46.3% and 46.5% for Xundan 20 and Zhengdan 958, respectively. RS decreased the averaged yield by 8.4% and 13.2% for Xundan 20 and Zhengdan 958, respectively. The mean  yields of Xundan 20 and Zhengdan 958 were 4959.9 and 6026.1 kg·hm-2 after the wind lodging, respectively. The later the sowing date, the higher the yield loss rate was observed for Xundan 20, however, there were no significant difference in yield loss among different sowing dates of Zhengdan 958. In general, Zhengdan 958 had stronger lodging resistance than Xundan 20.


全 文 :抽雄期前后大风倒伏对夏玉米生长及产量的影响∗
李树岩1∗∗  王宇翔2  胡程达1  闫  瑛2
( 1中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点实验室 /河南省气象科学研究所,郑州 450003; 2南阳市气象局,河南南阳
473000)
摘  要  利用 2013年 8月 1日河南省南阳地区夏玉米大风倒伏灾害的调查数据,分析抽雄
期前后不同类型倒伏对夏玉米生长及产量形成的影响,研究不同品种的抗倒性差异和适播
期.调查对象为 5个播期的浚单 20 和 3 个播期的郑单 958,倒伏类型划分为根斜、根倒、茎折
和折断 4种.研究表明: 各品种及播期均于抽雄前 ~抽雄后 15 d 倒伏率较高.浚单 20 各播期
的总倒伏率为 86.0%~98.5%,郑单 958各播期的总倒伏率为 60.0%~76.4%,且播种越早的播
期总倒伏率越低.浚单 20倒伏发生时,播期Ⅱ~Ⅴ的夏玉米生育时期接近抽雄,以根倒类型为
主,倒伏率为 53.0% ~84.3%,已过抽雄期的播期Ⅰ夏玉米以茎折倒伏为主,倒伏率为 37.5%.
倒伏发生后干物质积累显著降低,各倒伏类型对干物质积累的影响总体表现为茎折>根倒>根
斜,播种越晚的总干物质积累越少.倒伏对干物质分配比例影响表现为叶片和茎杆干物质比
例增大,果穗干物质比例减少.根倒和茎折两种倒伏类型使穗长显著变短,穗粗显著变细,穗
粒数显著减少,抽雄后发生倒伏也会使百粒重显著降低;而根斜倒伏类型对各性状的影响均
不显著.倒伏后产量损失严重,不同倒伏类型中茎折类型减产最多,浚单 20和郑单 958平均减
产率分别为 74.2%和 68.7%,尤其是茎折发生在抽雄之前难以形成产量;其次是根倒,平均减
产率分别为 46.3%和 46.5%;根斜产量损失最小,平均分别为 8.4%和 13.2%.大风倒伏灾害后,
浚单 20产量平均为 4959.9 kg·hm-2,产量随播期的推迟而减少;郑单 958 平均为 6026.1
kg·hm-2,随播期变化不明显.总体上,郑单 958品种抗倒性好于浚单 20.
关键词  抽雄期; 根倒伏; 茎倒伏; 产量灾损; 夏玉米
∗河南省科技计划项目(122300413219)和公益性行业(气象)科研专项(GYHY201006041)资助.
∗∗通讯作者. E⁃mail: lsy_126com@ 126.com
2014⁃10⁃17收稿,2015⁃04⁃15接受.
文章编号  1001-9332(2015)08-2405-09  中图分类号  S152.7, S512.1  文献标识码  A
Effects of strong wind lodging at pre⁃ and post⁃tasseling stages on growth and yield of sum⁃
mer maize. LI Shu⁃yan1, WANG Yu⁃xiang2, HU Cheng⁃da1, YAN Ying2 ( 1Henan Provincial Key
Laboratory of Agrometeorological Safeguard and Applied Technique, China Meteorological Adminis⁃
tration / Henan Institute of Meteorological Science, Zhengzhou 450003, China; 2Nanyang Meteoro⁃
logical Bureau, Nanyang 473000, China) . ⁃Chin. J. Appl. Ecol., 2015, 26(8): 2405-2413.
Abstract: Surveying data for wind lodging disaster happening in Nanyang of Henan Province in
August 1, 2013, were used to analyze the effects of strong wind lodging at pre⁃ and post⁃tasseling
stages on growth and yield of summer maize, and to determine the differences in lodging resistance
among varieties and the suitable sowing time for summer maize. The survey included two varieties of
summer maize, Xundan 20 and Zhengdan 958, with five and three sowing dates, respectively. The
lodging was divided into four types, i.e., root slope (RS), root lodging (RL), stem bending (SB)
and stem broken (SBK). The results showed that wind lodging occurring at pre⁃ and post⁃tasseling
stages resulted in high lodging percentages for both varieties and all sowing dates. The lodging per⁃
centage of Xundan 20 variety ranged between 86.0% and 98.5% for five sowing dates. For Zhengdan
958 variety, it ranged between 60.0% and 76.4% for three sowing dates. After tasseling, the earlier
the sowing date, the lower the lodging rate occurred. The main lodging types happening around the
tasseling stage were RL with the lodging rate of 53.0%-84.3% for sowing dates Ⅱ-Ⅴ of Xundan
20. The main lodging type for sowing date Ⅰwas SB with the lodging rate of 37.5%. Lodging re⁃
duced the aboveground dry matter with the greatest reduction rate occurring in SB, followed by RS
应 用 生 态 学 报  2015年 8月  第 26卷  第 8期                                                         
Chinese Journal of Applied Ecology, Aug. 2015, 26(8): 2405-2413
and RL. Lodging increased the allocation of dry matter to leaves and stems, but decreased the allo⁃
cation to spikes. RL and SB shortened the length and diameter of spike, and reduced the grain num⁃
ber per spike. The lodging occurring after the tasseling stage also reduced 100⁃grain mass. RS had
no significant effects on spike characters and yield components. The lodging had serious effects on
the yield of summer maize. The yield loss was highest for SB with the reduction percentages of
74.2% and 68.7% for Xundan 20 and Zhengdan 958, respectively. SB occurring before the tasseling
stage would lead to a complete crop failure. RL decreased the average yield by 46.3% and 46.5%
for Xundan 20 and Zhengdan 958, respectively. RS decreased the averaged yield by 8. 4% and
13.2% for Xundan 20 and Zhengdan 958, respectively. The mean yields of Xundan 20 and Zheng⁃
dan 958 were 4959.9 and 6026.1 kg·hm-2 after the wind lodging, respectively. The later the so⁃
wing date, the higher the yield loss rate was observed for Xundan 20, however, there were no sig⁃
nificant difference in yield loss among different sowing dates of Zhengdan 958. In general, Zhengdan
958 had stronger lodging resistance than Xundan 20.
Key words: tasseling stage; root lodging; stem lodging; yield loss; summer maize.
    玉米是我国主要粮食作物,黄淮海地区是夏播
玉米的主要分布区,播种面积和总产量约占全国的
40%,该区玉米生产的稳定性在保障全国粮食安全
中具有重要意义.黄淮海夏玉米生长季主要集中在
6—9月雨热同期的夏季,受大陆性季风气候的影
响,夏季约集中了全年降水量的 70%,且常伴随短
时雷雨大风等强对流天气.高温、多雨使玉米茎秆的
生长速度加快,寡照易使玉米的茎秆发育不良,大风
则是玉米倒伏的直接诱因[1],玉米生产中常有倒伏
发生.有研究表明,每年因倒伏造成的玉米产量损失
有 5%~25%[2],在玉米生产中倒伏率每增加 1%,产
量下降 108 kg·hm-2[3] .如 2009 年 8 月底的一次大
风降雨过程,造成河南省中南部近 65 万 hm2玉米严
重倒伏,大面积农田严重减产甚至绝收.
倒伏是由于外界因素引发的茎秆从直立状态到
倒折的现象[4] .玉米倒伏是品种特性、栽培技术以及
土壤、气候等内外因素综合作用的结果[5-6] .根据倒
伏位置,倒伏主要分为根倒和茎倒[7-8] .根倒是直立
茎杆由根茎的倾斜而产生的歪倒,在地表湿润、土壤
疏松的情况下易发生[9-11] .茎倒伏是基部以上某个
节位折断,折断的部位多是抗折能力弱的节或节间.
茎杆弯折会破坏作物的输导系统,影响水分和养分
的传输[12-15];如果茎杆折断,生育进程可能停止甚
至造成绝收.倒伏还改变了植株群体结构,通风透光
性变差,群体光合效率下降,加剧病虫害发生.果穗
贴近地面易引起霉变、穗发芽或虫鼠啃噬,大大降低
玉米产量和品质[16-17] .
如何提高作物的抗倒能力一直是遗传育种和作
物栽培等领域研究的重要方向[18] .目前,从农艺性
状、茎杆解剖结构及化学成分、力学原理等角度提出
了作物抗倒性评价的指标和方法[19-24],并研究种植
密度、水肥、化控等栽培管理措施对作物抗倒能力的
影响[3,25-28],但基于实地灾情调查,针对不同时段和
倒伏类型的产量灾损评估尚不多见.2013 年在河南
省南阳市农业气象试验田进行了 2个品种分期播种
试验,8月 1日各播期夏玉米正处于抽雄期前后,一
场较大范围的强对流天气造成当地夏玉米大面积倒
伏.在玉米倒伏发生后,及时调查取样,根据受灾情
况,划分不同倒伏类型进行倒伏灾害影响分析,研究
结果可以为灾害损失评估、政府决策及农业保险制
定等提供科学参考.
1  研究地区与研究方法
1􀆰 1  研究区概况
2013年 8月 1 日 17:00 左右,河南省南阳地区
开始出现大风降雨过程,当地地面气象观测站观测
资料显示,2 h内降水量达 41.4 mm,10 min 平均最大
风速 11􀆰 3 m·s-1 .南阳农业气象试验站(33.05° N,
112􀆰 23° E,海拔 161.5 m)正开展夏玉米浚单 20 和
郑单 958 两个品种的分期播种试验,强对流天气造
成试验田内夏玉米大面积倒伏.灾害发生后对 2 个
品种及播期田块进行受灾情况调查,分不同倒伏类
型和程度调查各试验小区倒伏率,收获时各小区按
倒伏类型分别取样进行产量测定和产量要素分析.
浚单 20自 6月 1日开始第一期播种,每隔 5 d
一个播期,共 5期,每播期 4个重复,分别于 9月 13、
14、18、21和 25 日成熟收获;郑单 958 自 5 月 27 日
开始第一期播种,每隔 10 d 一个播期,共 3 期,每播
期 3个重复,分别于 9月 5、12 日和 16 日成熟收获.
播种密度均为 67500 株·hm-2,试验小区随机排列,
长 6 m,宽 4 m,各小区之间间隔 1 m.土壤质地为
砂壤土,0~30 cm土层土壤含有机质 20􀆰 41 g·kg-1、
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碱解氮 137.9 mg·kg-1、速效磷 57􀆰 4 mg·kg-1、速效
钾 255 mg·kg-1 .播种方式为免耕播种,不施底肥,
拔节期追肥,施尿素 450 kg·hm-2,过磷酸钙 700
kg·hm-2,播种后浇蒙头水保证出苗,生育期内遇阶
段性干旱及时灌溉.
1􀆰 2  测定项目与方法
1􀆰 2􀆰 1倒伏类型划分  不同倒伏类型对玉米生长和
产量的影响差异很大[11-12],根据倒伏发生后茎杆倒
(折)的部位和程度不同,参照已有倒伏类型划分方
法[13-14]进行归类,如表 1所示.
1􀆰 2􀆰 2调查测定项目  灾害发生后第二天进行倒伏
率调查,各试验小区连续调查 50 株(边行除外),统
计各类型倒伏的株数,计算各类型倒伏株数占调查
总株数的比例,即为倒伏率.
收获时各小区按照倒伏类型分别取 5株(<5 株
的取全部),按照茎杆、叶片和果穗进行剥离,采用
烘箱烘干,测定各器官干物质量.
各小区按照倒伏类型分别取 5 株的果穗,测定
果穗长(cm)、果穗粗( cm)、穗粒数(穗行数×行粒
数)、百粒重(g)、穗粒重(g),并计算各倒伏类型理
论产量(g·m-2).
由于折断(SBK)类型倒伏发生后无产量形成,
不进行生物量和产量的测定.
1􀆰 3  数据处理
采用 Excel 2007软件进行数据统计分析,采用
SPSS 17.0软件进行方差分析和显著性检验(LSD),
采用 Duncan检验进行处理间多重比较(α= 0.05).
利用下式计算各类型倒伏相对损失率:
RLR=
VCK-VWL
VCK
×100% (1)
式中:RLR为各类型倒伏相对损失率(%);VCK为对
照样本测定值;VWL为倒伏调查样本测定值.
根据各类型倒伏对产量的影响程度及各类型倒
表 1  倒伏类型代码及划分标准
Table 1  Lodging type code and its classification standard
倒伏类型
Lodging type
代码
Code
类型划分标准
Classification standard
未倒伏
Control
CK 茎杆直立未倒伏
根斜
Root slope
RS 茎杆从根部倾斜,主茎与地面
夹角>30°
根倒
Root lodging
RL 茎杆从根部倾斜,主茎与地面
夹角<30°或贴地面
茎折
Stem bending
SB 茎杆从穗位叶以下弯折,上下
两段未完全断裂
折断
Stem broken
SBK 茎杆从穗位叶以下折断,上下
两段分离,不能形成产量
伏发生比例,利用下式计算每个小区平均产量:
Ya =∑

i = 1
Ymi × WLR i (2)
式中:Ya为小区理论产量(kg·hm
-2);Ymi为小区各
倒伏类型及对照的理论产量(kg·hm-2);WLRi为各
类型倒伏及对照发生的比例;i 为 5 种调查类型(表
1),即 4种倒伏类型和对照.
2  结果与分析
2􀆰 1  不同播期倒伏率分析
2􀆰 1􀆰 1总倒伏率分析   抽雄期植株高度基本固定,
但茎杆韧性不够,节间脆嫩易折断,是倒伏多发的一
个重要时期,8月 1日倒伏灾害发生时,各播期田块
大都处于抽雄期前后(表 2),浚单 20 在 5 个播期平
均总倒伏率为 93.7%,郑单 958 在 3 个播期平均总
倒伏率为 75.3%,表明郑单 958 的抗倒性比浚单 20
强.由浚单 20 的 5 个播期倒伏率差异可知,抽雄后
生长日数越长倒伏发生率越低.播期Ⅰ(抽雄后 12
d)总倒伏率显著低于播期Ⅱ~Ⅴ,而播期Ⅱ~Ⅴ之
间差异不显著.郑单 958 各播期倒伏率也呈相似的
变化趋势,播期越接近抽雄,倒伏率越高,但各播期
总倒伏率之间的差异未达显著水平.
2􀆰 1􀆰 2倒伏类型分析  如图 1 所示,在浚单 20 各播
期倒伏类型中,根倒所占比例最大,播期Ⅲ倒伏发生
时处于抽雄后 4 d,根倒伏比例最高为 84.3%,播期
Ⅰ最低为 25.5%.5个播期中,除播期Ⅰ外,生育时期
接近抽雄的播期Ⅱ ~ Ⅴ均以根倒为主,倒伏率为
53􀆰 0%~84.3%;茎折也占有一定比例,第Ⅰ期最高
为 37􀆰 5%,第Ⅱ期次之,为22.5%,播期Ⅲ~Ⅴ接近
表 2  倒伏发生时各播期玉米所处生育时期及总倒伏率
Table 2  Growth stage of maize when lodging occurred and
the lodging rate of all types (mean±SD)
品种
Variety
播期
Sowing
date
抽雄期
Tasseling
date
倒伏时
生育时期
Growth stage
when lodging
总倒伏率
Rate of
lodging
(%)
浚单 20 Ⅰ 07⁃19 抽雄后 12 d 86.0±5.3b
Xundan 20 Ⅱ 07⁃23 抽雄后 8 d 90.0±5.4ab
Ⅲ 07⁃27 抽雄后 4 d 97.5±0.5a
Ⅳ 08⁃01 抽雄 96.5±1.7a
Ⅴ - 未抽雄 98.5±1.5a
郑单 958 Ⅰ 07⁃17 抽雄后 15 d 70.0±9.9a
Zhengdan 958 Ⅱ 07⁃25 抽雄后 7 d 76.0±3.5a
Ⅲ 08⁃01 抽雄 80.0±2.8a
同列不同字母表示处理间差异显著(P<0.05) Different letters in the
same column meant significant difference among different treatments at
0􀆰 05 level. 下同 The same below.
70428期                        李树岩等: 抽雄期前后大风倒伏对夏玉米生长及产量的影响           
图 1  不同播期各类型倒伏发生的比例
Fig.1  Lodging rate of each type in different sowing dates.
A: 浚单 20 Xundan 20; B: 郑单 958 Zhengdan 958. SBK: 折断 Stem
broken; SB: 茎折 Stem bending; RL: 根倒 Root lodging; RS: 根斜
Root slope; CK: 对照 Control. 下同 The same below.
抽雄期茎折倒伏率,为 3% ~ 10%;根斜在各播期中
也都有发生,但所占比例不高,总体上也随播期提前
而增大,最小值是第Ⅴ期,仅 3%,最大的是第Ⅰ期,
为 23%;折断发生最少,仅在第Ⅳ、Ⅴ期出现,且未
抽雄的第Ⅴ播期为 16%,大于第Ⅳ期(3.5%),表明
抽雄前茎杆比较脆嫩,遇强风容易折断,随着生育进
程发展,茎杆韧性不断增强,不易断裂.
在不同播期条件下,郑单 958 各倒伏类型发生
比例存在较大差异.其中,茎折主要发生在抽雄后
7~15 d的播期Ⅰ和播期Ⅱ,分别占 37.7%和 40.6%;
根斜发生比例也较大,是播期Ⅲ最主要的倒伏类型,
占 55. 0%,在播期Ⅰ和播期Ⅱ分别占 18. 4%和
15􀆰 9%;根倒在 3个播期所占比例均不高,约 7.0%~
18􀆰 2%;折断发生比例最低,播期Ⅲ为 13.0%,播期
Ⅱ仅为 1.3%,可见抽雄后生长时间越长,茎秆折断
的可能性越小.
由于根斜和根倒都是从根倒倾倒,只是植株倾
斜角度不同,可统一划为“根部倒伏”,同理也可以
将茎折和折断划为“茎杆倒伏”.因此,按“根部倒
伏”和“茎杆倒伏”来区分,玉米在抽雄期或抽雄期
之前以“根部倒伏”为主,抽雄期后随生育进程发
展,“茎杆倒伏”增加,比例逐渐超过“根部倒伏”,这
种趋势两品种总体较为一致.
2􀆰 2  不同播期各倒伏类型对干物质积累的影响
2􀆰 2􀆰 1对各器官干物质量的影响   如表 3 所示,倒
伏对玉米叶、茎、穗各器官干物质量的影响程度与总
干物质量变化较为一致,表明倒伏同时影响各个
器官.
浚单 20在所有播期中,根倒和茎折两种倒伏类
型总干物质量均显著低于对照.根斜总干物质量略
低于对照,二者差异未达到显著水平.随播期推迟各
类型倒伏对干物质量的影响也有差异,浚单 20在播
期Ⅰ~Ⅲ中,茎折和根倒之间总干物质量差异不显
著,播期Ⅳ、Ⅴ中茎折倒伏显著低于根倒,表明倒伏
发生时段在抽雄期之前,茎折倒伏对干物质量影响
越显著.
不同播期各类型倒伏总干物质量损失率在播期
Ⅰ~Ⅲ较为接近,3 个播期平均为 7. 2% (根斜)、
40􀆰 8%(根倒)和 47.6%(茎折);播期Ⅳ、Ⅴ各类型
倒伏损失率较为接近,2 个播期平均为 6. 1% (根
斜)、32􀆰 9%(根倒)和 78.7%(茎折),可知在未抽雄
之前发生茎折倒伏干物质损失更大.综合 5 个播期
总干物质损失率平均分别为 6.8%(根斜)、37.7%
(根倒)和 54􀆰 6%(茎折).
    郑单 958干物质量在各播期根倒和茎折倒伏均
显著低于对照.根斜倒伏总干物质量也低于对照,在
播期Ⅰ和播期Ⅲ差异达到显著水平.各播期 3 种倒
伏类型根斜、根倒和茎折的平均损失率分别为
15􀆰 1%、44.5%和 46.0%.
综合 2 个品种,不同倒伏类型对夏玉米干物质
积累的影响总体表现为茎折>根倒>根斜,且播期越
接近抽雄,总干物质积累越少.
2􀆰 2􀆰 2对各器官干物质量分配比例的影响  如图 2
所示,两品种根倒和茎折倒伏叶片和茎杆所占比例
较对照明显增大,果穗所占比例减少.其中,茎折倒
伏果穗减少比例均达到显著水平.根斜类型倒伏与
对照的叶茎穗分配比例均较一致,影响较小.浚单 20
茎折倒伏果穗所占比例显著低于根倒,而郑单 958
茎折和根倒两种倒伏类型之间差异不显著.
2􀆰 3  不同播期各类型倒伏对果穗性状的影响
由图 3可知,浚单 20品种 5个播期根斜的果穗
长与对照均无显著差异;播期Ⅰ~Ⅳ中,根倒和茎折
的果穗长均显著低于对照.这 4 个播期中,除播期Ⅳ
的茎折显著低于根倒外,其他 3 个播期茎折和根倒
之间无显著差异.处于未抽雄的播期Ⅴ茎折没有形
成果穗,显著低于对照,其他类型的果穗长与对照无
显著差异.郑单958在播期Ⅰ和Ⅱ中,根倒和茎折类
8042 应  用  生  态  学  报                                      26卷
表 3  不同播期和倒伏类型下单株叶、茎、穗干物质量
Table 3  Biomass of leaf, stem and spike of per plant in each lodging type and different sowing dates (g)
品种
Variety
播期
Sowing date
倒伏类型
Lodging type
叶质量
Leaf mass
茎质量
Stem mass
单穗质量
Spike mass
总干物质量
Total dry mass
浚单 20 Ⅰ CK 35.2±1.9a 100.7±4.4a 179.3±8.7a 315.2±12.3a
Xundan 20 RS 31.0±0.9a 74.8±9.3a 166.7±4.4a 272.5±7.3b
RL 22.2±2.7b 59.9±6.5b 92.4±9.7b 174.5±16.4c
SB 21.4±2.8b 47.6±5.7b 76.8±13.5b 145.8±13.9c
Ⅱ CK 41.2±1.4a 117.1±5.5a 166.3±12.9a 324.5±14.6a
RS 36.5±1.0a 104.5±3.9a 156.3±6.2a 297.2±5.4a
RL 26.5±2.5b 76.4±5.7b 90.3±8.3b 193.1±16.2b
SB 28.4±2.4b 74.4±4.4b 85.9±3.5b 188.6±8.0b
Ⅲ CK 41.0±5.5a 123.6±7.5a 170.2±12.2a 318.2±30.7a
RS 39.7±2.8a 124.7±12.4a 163.6±6.1a 319.2±14.3a
RL 29.8±2.7ab 90.0±2.2b 86.6±13.3b 199.9±18.6b
SB 26.6±3.7b 91.0±6.2b 60.8±10.5b 168.4±24.2b
Ⅳ CK 37.6±0.8a 90.8±6.9a 200.2±5.9a 339.8±8.9a
RS 36.7±2.0a 88.3±7.5a 175.2±12.5a 300.1±19.5a
RL 29.4±0.7b 72.5±3.8ab 101.8±7.2b 203.6±7.5b
SB 19.6±3.9c 56.1±8.2b 8.0±4.8c 81.2±17.3c
Ⅴ CK 35.8±0.8a 93.9±6.7a 181.0±19.7a 310.8±12.8a
RS 35.9±0.7a 106.8±13.4a 166.6±15.5a 309.3±11.7a
RL 27.4±0.8b 72.9±9.8b 103.4±2.6b 230.8±7.8b
SB 12.1±3.4c 47.7±6.4c 0c 58.4±7.7c
郑单 958 Ⅰ CK 41.6±1.7a 125.3±10.9a 163.1±8.0a 343.1±28.0a
Zhengdan 958 RS 31.4±1.6b 99.5±7.3a 142.1±5.3b 273.0±12.4b
RL 19.9±2.4c 65.0±3.8b 91.7±1.9c 181.5±14.3c
SB 25.2±1.9d 64.5±10.4b 52.1±1.4d 135.7±1.5c
Ⅱ CK 43.4±0.9a 124.5±5.5a 152.5±8.9a 320.5±10.8a
RS 37.4±3.4ab 111.5±2.5a 135.6±6.5a 276.4±18.6a
RL 31.9±0.6b 75.7±5.4b 99.8±4.5b 207.4±9.9b
SB 32.4±2.8b 92.0±8.6b 80.1±10.7b 212.0±25.3b
Ⅲ CK 39.9±0.6a 90.4±5.7a 181.9±5.7a 312.1±6.7a
RS 39.2±1.7a 89.6±10.2a 142.2±2.5b 269.4±15.4b
RL 27.0±2.3b 60.3±6.7b 59.8±17.4c 147.1±12.4c
图 2  不同倒伏类型对叶、茎、穗分配比例
Fig.2  Allocation rates of leaf, stem and spike in each lodging
type.
不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)Different letters meant significant
difference among different treatments at 0.05 level. 下同 The same below.
型果穗长均显著低于对照;播期Ⅲ茎折类型也没有
形成产量,其他倒伏类型果穗长与对照无显著差异.
不同类型倒伏后果穗粗的变化趋势与果穗长基
本一致,根倒和茎折类型均显著低于对照,根斜类型
与对照差异不显著.其中,倒伏发生时所处生育时期
在抽雄期后的(包括浚单 20 的播期Ⅰ~Ⅲ和郑单
958的播期Ⅰ~Ⅱ),茎折和根倒类型之间果穗粗差
异不显著;而处于抽雄期或未抽雄的播期(包括浚
单 20的播期Ⅳ~Ⅴ和郑单 958 的播期Ⅲ),茎折类
型倒伏的果穗很小或没有果穗形成,显著低于其他
处理类型.
2􀆰 4  不同播期各倒伏类型对产量及其要素的影响
2􀆰 4􀆰 1对穗粒数的影响  抽雄后 10 d之内是穗粒数
形成的重要时期,此次倒伏灾害发生时夏玉米大都
处于此关键期,对穗粒数影响很大.如图 4 所示,浚
单 20除播期 V 外,根倒和茎折倒伏的穗粒数均显
著低于对照,且播种越晚穗粒数越少.根斜倒伏穗粒
数与未倒伏对照的差异均不显著 .3种倒伏类型中
90428期                        李树岩等: 抽雄期前后大风倒伏对夏玉米生长及产量的影响           
图 3  不同播期和倒伏类型下玉米果穗长和果穗粗
Fig.3  Spike length and diameter of summer maize in each lodging type and different sowing dates.
茎折倒伏的穗粒数减少最明显,播期Ⅰ~Ⅲ的穗粒
数分别较对照减少 35.5%、38.1%和 64.3%,处于抽
雄期的播期Ⅳ平均穗粒数仅 3.5 粒,播期Ⅴ没有果
穗形成穗粒数为 0.根倒类型倒伏各播期穗粒数差异
不大,相对损失率除播期Ⅴ较小为 15.1%外,其他播
期较接近于 36.5%~44.7%.
郑单 958播期Ⅰ倒伏发生时处于抽雄后 15 d,
避过了穗粒数形成的关键期,穗粒数损失相对较
少,茎折和根倒倒伏相对损失率分别为25􀆰 5%和
图 4  不同播期和倒伏类型下玉米穗粒数
Fig.4  Spike number of summer maize in each lodging type and
different sowing dates.
21􀆰 9%,显著低于对照,根斜类型倒伏穗粒数损失率
为 12.6%,与对照差异不显著;播期Ⅱ为抽雄后 7 d,
是玉米开花授粉末期,对穗粒数形成仍有较大影响,
茎折类型倒伏穗粒数最少,显著低于对照和其他类
型倒伏,相对损失率为 46.1%,根倒类型倒伏也显著
低于对照,穗粒数降低 24.4%,根斜类型倒伏穗粒数
损失率最少为 3.7%,与对照差异不显著;播期Ⅲ在
倒伏灾害发生时正处于抽雄开花期,植株倒伏后相
互遮蔽,影响花粉的有效传播,根斜和根倒穗粒数均
显著低于对照,相对损失率分别为 25.7%和 35.4%,
茎折倒伏的植株没有产量形成,穗粒数为 0.
2􀆰 4􀆰 2对百粒重的影响  由图 5 可知,影响浚单 20
百粒重较大的倒伏类型是根倒和茎折,播期Ⅰ~Ⅳ
处于抽雄期或抽雄之后,根倒和茎折倒伏百粒重显
著低于对照,播期越晚,两种倒伏类型与对照百粒重
差距越小,根倒倒伏百粒重相对损失率由播期Ⅰ的
24.5%降低至播期Ⅳ的 7%,茎折倒伏由播期Ⅰ的
29.6%降低至播期Ⅳ的 12.8%.处于未抽雄的播期
Ⅴ,各倒伏类型与对照之间均无显著差异.
郑单 958不同播期百粒重变化与浚单 20 类似,
播期Ⅰ处于抽雄后 15 d,根倒和茎折两种倒伏类型
百粒重显著低于对照,相对损失率分别为 20.1%和
23.8%.播期Ⅱ和播期Ⅲ各倒伏类型与对照差异均不
显著,即倒伏发生时段接近抽雄期或抽雄之前,百粒
重受倒伏影响较小.
2􀆰 4􀆰 3对产量的影响   如图 6 所示,各倒伏类型中
产量损失最大的是茎折,与对照相比两品种各播
0142 应  用  生  态  学  报                                      26卷
图 5  不同播期和倒伏类型下玉米百粒重
Fig.5   100⁃grain mass of summer maize in each lodging type
and different sowing dates.
图 6  不同播期和倒伏类型下玉米理论产量
Fig.6  Theoretical yield of summer maize in each lodging type
and different sowing dates.
期减产幅度为 49.6% ~ 100%(浚单 20)和 46.6% ~
100%(郑单 958),平均减产分别为 74.2%和 68.7%,
且播期越晚产量损失越大.倒伏产量损失较大的是
根倒类型,两品种产量相对损失率为 36.6% ~52.6%
(浚单 20)和 36.6% ~ 56.3%(郑单 958),平均减产
分别为 46.3%和 46.5%.产量损失最小的是根斜,两
品种产量相对损失率为 2.0% ~ 21.1%(浚单 20)和
1 1.6% ~ 15.5%(郑单958),平均为8.4%和13.2%,
图 7  不同播期下玉米产量
Fig.7  Yield of summer maize at different sowing dates.
且随播期推后产量损失有增大的趋势.
    如图 7 所示,浚单 20 小区产量播期Ⅰ最高为
5702.3 kg·hm-2,播期Ⅴ最低为 4106.0 kg·hm-2,5
个播期平均为 4959.9 kg·hm-2 .小区产量整体上随
播期的推迟呈减少趋势,与各播期倒伏率呈显著负
相关.郑单 958小区产量随播期变化不明显,3 个播
期平均为 6026.1 kg·hm-2,高于浚单 20.其中,播期
Ⅰ的小区产量最高为 6434.0 kg·hm-2,播期Ⅱ最低
为 5304.7 kg·hm-2 .各播期之间产量的差异主要受
倒伏类型的影响,播期Ⅲ倒伏发生类型主要为根斜,
倒伏率为 55.0%,播期Ⅱ的主要倒伏发生类型为茎
折,倒伏率为 40.6%,根斜倒伏造成的产量损失显著
低于茎折.
3  讨    论
关于气象条件对作物倒伏的影响,前人曾有一
些人工模拟试验研究[29-31] .刘战东等[32]利用人工模
拟倒伏试验,即通过充分灌水使玉米根部湿润,用手
轻压玉米茎杆使其根倒伏,研究不同倒伏程度对叶
面积指数、产量及生物产量的影响.但人工控制难以
还原灾害的真实性,相应的灾损评估结果也存在一
定的局限性.此次南阳地区的大风降雨过程对于玉
米产量和品质均有一定的影响,这是开展玉米倒伏
基础及应用研究的良机,是所有的室内模拟逆境或
室外胁迫无法真实模拟的倒伏灾害,此研究结果更
具有真实性和可靠性.
11428期                        李树岩等: 抽雄期前后大风倒伏对夏玉米生长及产量的影响           
抽雄开花期是夏玉米产量形成的一个重要时
期,倒伏发生时各品种及播期夏玉米生育时期大都
处于这一阶段,相差约 5 ~ 15 d,但遭遇同样的灾害
天气后,倒伏发生的类型和危害程度有较大差异,表
明这一阶段夏玉米对倒伏灾害的响应较敏感.有研
究表明,在吐丝至乳熟中期,倒伏越早减产越严
重[12,14] .卜俊周等[28]通过郑单 958 玉米品种两次倒
伏的大田调查,得出倒伏减产率分别为 29􀆰 3%和
19􀆰 2%.本研究也表明,倒伏发生时玉米生育时期越
早,产量损失越大.另外,本研究是基于分期播种试
验开展的灾害调查,受播种早晚影响,不同播期产量
本身存在差异,因此研究中测算出的产量水平是倒
伏灾害和播期共同影响的结果.
两品种之间各倒伏类型造成的产量损失差别不
大,茎折平均减产分别为 74.2%和 68.7%,根倒平均
减产分别为 46.3%和 46.5%,根斜平均为 8.4%和
13.2%,但总体倒伏率郑单 958 为 75.3%,明显低于
浚单 20(93.7%),因此,郑单 958 最终小区产量更
高.可见,倒伏后影响产量的主要因素是倒伏率.
穗粒数和百粒重共同影响产量,在产量构成要
素分析中发现,倒伏对穗粒数的影响更明显.受倒伏
灾害影响,播期越晚百粒重越高,与穗粒数的变化趋
势基本相反,这主要由于穗粒数减少后,籽粒个体养
分供给更充分,百粒重相应增加所致.
倒伏灾害不仅降低玉米产量,对玉米品质也有
较大影响,收获时取样调查发现,根斜倒伏的果穗约
2.3%的籽粒会发生霉变,和正常生长的果穗(霉变
比例 2.5%)基本一致,根倒倒伏能造成 7.3%的果穗
籽粒霉变,茎折倒伏霉变比例最高平均为 12.9%.另
外,籽粒霉变的程度也与当年成熟期前后的气象条
件和收获时机密切相关,灌浆后期多阴雨天气,群体
混乱通风透光性差,甚至有的果穗直接贴在地面,极
易发霉变质.同时,也要注意适时早收,降低霉变
比例.
本研究中,倒伏发生时各品种及播期夏玉米基
本集中在抽雄前后,研究结果较好地体现了这一时
期倒伏发生的特点,但对于灌浆期尤其是中后期倒
伏的影响没有涉及.因此,不同类型及时期倒伏对玉
米生长的影响研究还有待于更全面的开展.根据不
同发育阶段倒伏发生的类型特点和程度,采取适当
的防御和减缓措施,也是倒伏灾害调查研究的重要
方面.如适当加大行距降低种植密度,有利于促进基
部茎节的发育,同时也会减轻田间玉米植株对风的
阻力,适当推迟追施氮肥,增施钾肥降低玉米节间长
度,增强秸秆强度和韧性,在一定程度上降低倒伏的
风险.另外,在玉米倒伏后及时采取补救措施,能较
有效的降低灾害损失[10,15,33],此方面的研究可以结
合灾害调查同步开展.
4  结    论
夏玉米播期越早倒伏率越低.各播期总倒伏率
浚单 20 为 86. 0% ~ 98. 5%,郑单 958 为 60􀆰 0% ~
76􀆰 4%;倒伏发生在抽雄期附近或抽雄之前,以根斜
和根倒 2种倒伏类型为主,抽雄后逐渐转化为以茎
折类型为主.根倒和茎折类型的倒伏使穗长显著变
短,穗粗变细,穗粒数显著减少,如果倒伏发生在抽
雄后百粒重也显著降低.不同倒伏类型对夏玉米干
物质积累的影响总体表现为茎折>根倒>根斜,且播
期越迟总干物质积累越少.根倒和茎折类型的倒伏
会增加叶片和茎杆在总干物质中的比例,使果穗所
占比例减少.倒伏灾害直接造成减产,产量损失最大
的是茎折倒伏,浚单 20和郑单 958减产率平均分别
为 74.2%和 68.7%,其次是根倒倒伏,二者减产率平
均为 46􀆰 3%和 46􀆰 5%,产量损失最小的是根斜倒伏
类型,减产率平均为 8.4%和 13.2%.浚单 20 小区产
量整体上随播期的推迟而减少,各播期平均为
4959􀆰 9 kg·hm-2,郑单 958 小区产量与播期关系不
明显,各播期平均为 6026.1 kg·hm-2 .
由 2 个品种倒伏率和产量分析可知,郑单 958
的抗倒性要好于浚单 20.因此,在灾害风险较高的地
区建议采用郑单 958,可降低由倒伏带来的产量损
失.另外,这次倒伏发生时,播期早的玉米已过抽雄
开花期,产量损失相对较小.但每年气象条件不尽相
同,因此应在倒伏发生规律统计及风险分析的基础
上,确定当地的合理播期,使夏玉米生长关键期避开
灾害性天气的多发时段.
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作者简介  李树岩,女,1979 年生,硕士,高级工程师. 主要
从事农业气象灾害风险评估、作物模型应用研究. E⁃mail:
lsy_126com@ 126.com
责任编辑  孙  菊
31428期                        李树岩等: 抽雄期前后大风倒伏对夏玉米生长及产量的影响