玉米種植密度對產(chǎn)量影響的研究

侯月　王沖　王鵬文

摘 要：在試驗條件下，在2 500～8 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，不同種植密度處理對玉米產(chǎn)量有極顯著影響。隨著種植密度的增加，產(chǎn)量增加，當(dāng)種植密度超過一定范圍后，隨著密度的增加，產(chǎn)量反而下降。種植密度對不同玉米品種的影響存在差異，鄭單958在5 263株·（667 m2）-1種植密度下達到最高產(chǎn)量521.8 kg·（667 m2）-1，登海618在6 108株·（667 m2）-1達到最高產(chǎn)量777.73 kg·（667 m2）-1。除了禿尖長隨種植密度的增加而增加外，穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、單穗質(zhì)量和單穗粒質(zhì)量等穗部性狀均隨種植密度的增加而降低。

關(guān)鍵詞：玉米；種植密度；產(chǎn)量；產(chǎn)量性狀

中圖分類號：S513 文獻標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.10.018

Abstract：Under the experimental conditions， the different planting density treatments had significant influence on maize yield in the 2 500～8 500 plants·（667 m2）-1.With the increasing of planting density， the yield increases. When planting density exceeds a certain range， with the increase in density， the yield decreased. The different maize varieties existed the different reaction in the plant density. Under the 5 263 plants·（667 m2）-1，Zhengdan958 reached the maximum yield and the maximum yield was 521.8 kg·（667 m2）-1.Denghai618 reached the highest yield when the density in 6 108 plants·（667 m2）-1 and the maximum yield was 777.73 kg·（667 m2）-1.With the increasing of planting density， bald tip length showed the increasing trend. With the increasing of planting density， the long bald， ear length， ear diameter， rows per ear， kernels per row， single panicle weight and single grain weight decreased.

Key words： maize；plant density；yield；yield components

合理的種植密度可以通過調(diào)整單株與群體的矛盾來實現(xiàn)高產(chǎn)[1-5]。高種植密度可以實現(xiàn)玉米高產(chǎn)[6-7]，現(xiàn)如今美國玉米種植密度平均為8.55萬～10.95萬株·hm-2，中國平均僅為5.25萬～6.0萬株·hm-2，因此，在選用耐密品種的前提下增加種植密度是我國玉米產(chǎn)量進一步提高的重要途徑[8]。玉米種植的最佳密度會因品種特性、栽培措施和生態(tài)環(huán)境等不同而有一定的差異。因此研究某類型玉米品種在一定生態(tài)條件和生產(chǎn)力水平下的最適種植密度具有重要意義[9]。本研究旨在通過對全國大范圍內(nèi)推廣的緊湊型、耐密型品種的種植密度對玉米產(chǎn)量影響的研究，尋找緊湊型玉米在天津地區(qū)的最適種植密度，以便為天津地區(qū)玉米高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地點及土壤基本理化性質(zhì)

試驗于2013—2014年分別在天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院特用作物改良工程中心試驗地和天津市武清區(qū)南蔡村鎮(zhèn)張辛莊村進行。天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院特用作物改良工程中心試驗地土壤基本理化性質(zhì)概括如下：土壤為砂壤土，耕層（0～30 cm）土壤平均養(yǎng)分含量為土壤有機質(zhì)含量為1.15%，土壤全氮含量為0.69 g·kg-1，土壤有效P含量為12.76 mg·kg-1，土壤速效K含量101 mg·kg-1，土壤含鹽量為0.52 g·kg-1，土壤pH值為8.26。

1.2 試驗材料

本試驗選用鄭單958和登海618為供試玉米品種。鄭單958為全國大面積推廣品種，登海618為緊湊型玉米品種。

1.3 試驗設(shè)計及田間管理

2013年選用鄭單958為試驗材料，2014年選用鄭單958和登海618，鄭單958在天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院特用作物改良工程中心試驗地進行試驗，登海618在天津市武清區(qū)南蔡村鎮(zhèn)張辛莊村進行。兩個品種均采用單因素隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，6行區(qū)種植，行長10.0 m，行距0.60 m，小區(qū)面積36.0 m2。試驗均設(shè)7個種植密度處理，即處理1，2 500株·（667 m2）-1；處理2，3 500株·（667 m2）-1；處理3，4 500株·（667 m2）-1；處理4，5 500株·（667 m2）-1；處理5，6 500株·（667 m2）-1；處理6，7 500株·（667 m2）-1；處理7，8 500株·（667 m2）-1，四周設(shè)保護行。

天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院特用作物改良工程中心試驗地試驗，按照25 kg·（667 m2）-1的施肥水平施入底肥純N為6 kg，P2O5為30 kg，無追肥。天津市武清區(qū)南蔡村鎮(zhèn)張辛莊村試驗，播種前底肥撒施牛糞4 m3·（667 m2）-1，于7月6號追施純N為11.4 kg，P2O5為10.7 kg。無灌溉，其他田間管理同當(dāng)?shù)厣a(chǎn)田。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對產(chǎn)量的影響

2014年鄭單958在不同種植密度條件下的產(chǎn)量表現(xiàn)詳見表1，2014年鄭單958產(chǎn)量在不同種植密度處理下的方差分析詳見表2，2014年鄭單958在不同種植密度下產(chǎn)量的顯著性差異詳見表3。由表1、2、3數(shù)據(jù)可以看出，在2 500～8 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，不同種植密度處理對鄭單958的產(chǎn)量有極顯著影響。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)可以看出，在2 500～8 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，隨種植密度的增加，鄭單958產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢；在種植密度為5 500株·（667 m2）-1時，鄭單958的產(chǎn)量達到最高值536.5 kg；在8 500株·（667 m2）-1種植密度條件下，產(chǎn)量最低351.2 kg。根據(jù)表3種植密度對鄭單958產(chǎn)量差異顯著性分析可知，在2 500～8 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，5 500株·（667 m2）-1種植密度條件下的產(chǎn)量與7 500， 2 500，8 500株·（667 m2）-1密度時的產(chǎn)量均達極顯著差異水平；5 500株·（667 m2）-1密度的產(chǎn)量與3 500，4 500株·（667 m2）-1密度處理下的產(chǎn)量未達顯著性差異，表明在3 500～5 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)鄭單958能獲得較高的產(chǎn)量。2013年種植密度對產(chǎn)量的影響與2014年試驗結(jié)果的趨勢表現(xiàn)一致。

登海618在不同種植密度條件下的產(chǎn)量表現(xiàn)詳見表4，登海618產(chǎn)量在不同種植密度處理下的方差分析詳見表5，登海618在不同種植密度下產(chǎn)量的顯著性差異詳見表6。由表4、5、6可知，在本試驗2 500～7 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，不同種植密度處理對登海618的產(chǎn)量有極顯著影響。根據(jù)表4的數(shù)據(jù)可以看出，在2 500～7 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，隨種植密度的增加，登海618的產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢；在種植密度為6 500株·（667 m2）-1時，產(chǎn)量達最高值757.5 kg；在2 500株·（667 m2）-1種植密度條件下，產(chǎn)量最低580.0 kg。根據(jù)表6數(shù)據(jù)可以看出，種植密度對產(chǎn)量差異顯著性分析可知，在2 500～7 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，6 500株·（667 m2）-1種植密度條件下的產(chǎn)量與3 500，2 500株·（667 m2）-1密度時的產(chǎn)量均達極顯著差異水平；6 500株·（667 m2）-1密度的產(chǎn)量與5 500，4 500，7 500株·（667 m2）-1密度處理下的產(chǎn)量未達顯著性差異，表明在4 500～6 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，登海618能獲得較高的產(chǎn)量；在種植密度條件為7 500株·（667 m2）-1時，仍維持較高的產(chǎn)量，說明登海618耐密性較好。

2.2 種植密度與產(chǎn)量的回歸關(guān)系

2014年鄭單958產(chǎn)量與種植密度的回歸曲線，詳見圖1。由圖1可知，在本試驗2 500～8 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，鄭單958的產(chǎn)量隨種植密度的增加而增加，但當(dāng)達到一定密度閾值后，產(chǎn)量隨種植密度的增加而降低。通過以2014年鄭單958產(chǎn)量為目標(biāo)，產(chǎn)量Y（kg·（667 m2）-1）與種植密度X（株·（667 m2）-1）進行回歸模擬，得到產(chǎn)量與種植密度的回歸曲線，即Y=-1.5×10-5X2 +0.157 877X+106.369 9（R2=0.908 8），通過回歸曲線可知，產(chǎn)量與種植密度呈二次拋物線的關(guān)系，當(dāng)dY/dX=0時，y有極大值，最高產(chǎn)量為521.8 kg·（667 m2）-1，此時的種植密度為最佳密度，即在本試驗條件下的密度閾值為5 263株·（667 m2）-1。在本試驗條件下，從2 500株·（667 m2）-1增加到5 263株·（667 m2）-1時，產(chǎn)量隨種植密度的增加而增加，超過此種植密度以后，產(chǎn)量隨種植密度的增加而降低。

2013年產(chǎn)量與種植密度的回歸關(guān)系和2014年試驗結(jié)果的變化趨勢一致。

登海618產(chǎn)量與種植密度的回歸曲線詳見圖2。由圖2可知，在本試驗2 500～7 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，登海618的產(chǎn)量隨種植密度的變化與鄭單958一致，而登海618產(chǎn)量達到最大值后的下降趨勢較鄭單958緩慢。以登海618產(chǎn)量為目標(biāo)，對產(chǎn)量Y（kg·（667 m2）-1）與種植密度X（株·（667 m2）-1）進行回歸模擬，得到產(chǎn)量與種植密度的回歸曲線，即Y=-1.5×10-5X2 +0.183 242X +218.097 9（R2=0.998 6），通過回歸曲線可知，產(chǎn)量與種植密度呈二次拋物線的關(guān)系，最高產(chǎn)量為777.73 kg·（667 m2）-1），此時的種植密度為最佳密度，即在本試驗條件下的密度閾值為6 108株·（667 m2）-1）。表明在本試驗處理條件下，登海618的產(chǎn)量隨種植密度的增加而增加，超過此密度閾值后，產(chǎn)量隨種植密度增加而降低。

2.3 種植密度對產(chǎn)量性狀的影響

2014年鄭單958、登海618的穗部性狀與種植密度的相關(guān)性分析，詳見表7。由表7數(shù)據(jù)可以看出，禿尖長與種植密度呈正相關(guān)，其中登海618的禿尖長與種植密度達顯著正相關(guān)水平，鄭單958的禿尖長與種植密度未達顯著相關(guān)水平。穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、單粒質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量與種植密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，且品種間存在差異。登海618的穗長與種植密度達顯著負(fù)相關(guān)水平，鄭單958達極顯著負(fù)相關(guān)水平；登海618的穗粗與種植密度呈負(fù)相關(guān)，未達顯著水平，而鄭單958達極顯著負(fù)相關(guān)水平；行粒數(shù)的變化趨勢與穗粗一致；穗行數(shù)與種植密度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，品種間無差異。鄭單958的單穗質(zhì)量和單穗粒質(zhì)量均與種植密度呈負(fù)相關(guān)，且二者均與種植密度達極顯著負(fù)相關(guān)水平。2013年種植密度與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性與2014年試驗結(jié)果的表現(xiàn)趨勢一致。

3 結(jié)論與討論

大量研究表明，玉米群體產(chǎn)量由品種本身的遺傳特性、生態(tài)環(huán)境條件和栽培條件共同決定[10-15]。因此研究某一類型玉米品種在一定生態(tài)條件和生產(chǎn)力水平下的最適密度尤為重要。本試驗選取緊湊型耐密品種鄭單958和登海618在較低地力水平條件下進行最適種植密度研究。

在本試驗條件下，在2 500～8 500株·（667 m2）-1種植密度范圍內(nèi)，不同種植密度處理對玉米產(chǎn)量有極顯著影響。隨種植密度的增加，產(chǎn)量增加，當(dāng)種植密度超過一定范圍后，隨著密度的增加，產(chǎn)量反而下降。不同玉米品種對種植密度的反應(yīng)存在差異，對產(chǎn)量與種植密度進行回歸模擬，鄭單958在5 263株·（667 m2）-1達到最高產(chǎn)量521.8 kg·（667 m2）-1，登海618在6 108株·（667 m2）-1達到最高產(chǎn)量777.73 kg·（667 m2）-1。除了禿尖長隨種植密度的增加而增加以外，穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、單穗質(zhì)量和單穗粒質(zhì)量等均隨種植密度的增加而降低。

由于試驗條件有限，本試驗僅對緊湊型玉米品種鄭單958和登海618在天津地區(qū)的最適種植密度進行了研究。針對不同玉米株型最佳種植密度的研究，在今后有待進一步。由于2013年8 500株·（667 m2）-1這一密度處理的邊際效應(yīng)較為明顯，出現(xiàn)較大誤差，故在對2013年產(chǎn)量與種植密度進行回歸模擬時將其舍去。2014年種植密度對產(chǎn)量、產(chǎn)量性狀的影響與2013年、2013和2014年平均值的試驗結(jié)果表現(xiàn)趨勢一致，試驗結(jié)果具有可靠性。

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