種植密度對(duì)玉米瑞華968產(chǎn)量及生理特性的影響

任仰濤+金彥剛+李珍富+夏中華+余先邦

摘 要：該文以瑞華968 為供試材料，研究了不同種植密度對(duì)該品種的植株農(nóng)藝性狀、生理特性、籽粒產(chǎn)量及相關(guān)要素的影響，以探究瑞華968的最佳種植密度，為提高單產(chǎn)和生產(chǎn)推廣提供參考。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著種植密度的增加，瑞華968的株高、穗位、倒伏倒折率、空稈率呈上升趨勢(shì)，而百粒體積和百粒重則下降，產(chǎn)量與凈光合速率則呈現(xiàn)先升后降的拋物線變化趨勢(shì)。當(dāng)種植密度為在6.75萬(wàn)株/hm2時(shí)，瑞華968產(chǎn)量最高為8 628.90kg/hm2，為最佳種植密度。

關(guān)鍵詞：玉米；瑞華968；種植密度；產(chǎn)量；生理特性

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）07-0043-03

玉米現(xiàn)已成為我國(guó)第一大糧食作物[1]，在我國(guó)糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)率高達(dá)58.1%，然而現(xiàn)階段與世界玉米生產(chǎn)先進(jìn)水平相比，我國(guó)仍然有巨大差距，平均單產(chǎn)只有美國(guó)的2/3[2]；且隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)耕種土地面臨持續(xù)減少的嚴(yán)峻形勢(shì)，因而提高玉米單產(chǎn)水平成為了實(shí)現(xiàn)玉米增產(chǎn)的唯一切實(shí)可行的途徑[3-4]。其中，種植密度是影響玉米單產(chǎn)的關(guān)鍵性因素之一[5]。一定范圍內(nèi)隨密度的增加，玉米產(chǎn)量得以提高[6]，但過(guò)大的種植密度增加了群體間的競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)導(dǎo)致玉米群體通風(fēng)透光變差，特別是中下部的葉片受光不好，光合速率顯著下降，植株的有機(jī)物質(zhì)積累減少，最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低[7]。為此，研究玉米品種在相應(yīng)生態(tài)條件與生產(chǎn)水平下的最佳種植密度，為品種的生產(chǎn)推廣提供有力的理論支撐，是極為重要的課題。

瑞華968是江蘇省最新審定的玉米品種，具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆性好、熟期早等優(yōu)勢(shì)，在淮北地區(qū)具有較大的推廣價(jià)值。為充分發(fā)揮瑞華968的產(chǎn)量潛力，筆者研究了不同種植密度對(duì)瑞華968農(nóng)藝性狀、生理特性、籽粒產(chǎn)量及相關(guān)要素的影響，以探究瑞華968的最佳種植密度，為提高產(chǎn)量和市場(chǎng)推廣提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料 選用瑞華968為試驗(yàn)品種，由江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司供種。

1.2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)于2016年在江蘇省宿遷市湖濱新區(qū)塘湖良種場(chǎng)夏播種植。設(shè)置7個(gè)密度處理梯度，分別為4.50萬(wàn)株/hm2（D1）、5.25萬(wàn)株/hm2（D2）、6.00萬(wàn)株/hm2（D3）、6.75萬(wàn)株/hm2（D4）、7.50萬(wàn)株/hm2（D5）、8.25萬(wàn)株/hm2（D6）、9.00萬(wàn)株/hm2（D7），隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積36m2，行長(zhǎng)10m，6行區(qū)，行距0.6m，四周設(shè)保護(hù)行。6月18日播種，基施復(fù)合肥750kg/hm2，7月9日田間定苗，成熟后于10月6日統(tǒng)一收獲。分別在拔節(jié)期和孕穗期按照450kg/hm2和300kg/hm2追施尿素。其他管理措施與大田生產(chǎn)相同。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 玉米植株農(nóng)藝性狀 在玉米乳熟末期，選擇每個(gè)小區(qū)的中間2行逐一進(jìn)行株高、穗位高測(cè)量，并調(diào)查整區(qū)空稈率與倒伏率。

1.3.2 葉片凈光合速率 在玉米拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄期、吐絲期、灌漿期和成熟期，選擇天氣晴好的上午，于10：00—12：00利用植物光合測(cè)定儀，設(shè)置開(kāi)放式氣路，人工光源強(qiáng)度為1 500mol·m–2s–1，測(cè)定玉米植株穗位葉的凈光合速率。

1.3.3 籽粒灌漿特性 授粉后，每個(gè)處理每隔15d取5株具有代表性的植株的果穗，選擇中部籽粒100粒測(cè)其體積（體積采用排水法測(cè)定[8]）和鮮重，烘干后稱重記為百粒重。

1.3.4 產(chǎn)量和產(chǎn)量因素調(diào)查 玉米成熟后，每個(gè)小區(qū)選擇20株具有代表性的首個(gè)果穗，測(cè)定其穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗粒數(shù)、行粒數(shù)等穗部性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理 運(yùn)用Excel及分析軟件SPSS 17.0進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度對(duì)玉米植株農(nóng)藝性狀的影響 通過(guò)表1可知，種植密度對(duì)玉米植株農(nóng)藝性狀具有顯著性影響，隨著種植密度的增加，玉米株高、穗位、空稈率、倒伏率均隨之增加。當(dāng)種植密度為6.75萬(wàn)株/hm2及以下時(shí)，空稈率和倒伏率均為0，而當(dāng)種植密度達(dá)到7.50萬(wàn)株/hm2時(shí)，空稈率和倒伏率分別為0.5%和2.4%，說(shuō)明瑞華968在植株抗逆性方面具有較為廣泛的密度適應(yīng)性。

2.2 不同種植密度對(duì)玉米植株凈光合速率的影響 根據(jù)圖1可知，不同種植密度下，玉米植株群體從拔節(jié)期到成熟期，其葉片凈光合速率大致呈拋物線變化趨勢(shì)，其中，從拔節(jié)期隨著植株的生長(zhǎng)發(fā)育，凈光合速率逐漸增強(qiáng)，到灌漿期達(dá)到頂峰，而后迅速下降。對(duì)于不同栽培密度而言，不同的栽培密度對(duì)玉米植株凈光合速率有明顯影響，同一品種，栽培密度越大，凈光合速率越小，且到了成熟期，凈光合速率衰減速率越快。反之，栽培密度越小，對(duì)于植株越有利于進(jìn)行光合作用，對(duì)于延長(zhǎng)植株光合作用功能期越有利。

2.3 不同種植密度對(duì)花后灌漿特性的影響 根據(jù)表2可知，瑞華968花后的百粒體積和百粒重不同時(shí)期間均呈現(xiàn)顯著性差異。兩者均與種植密度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，同一時(shí)期，密度越大，百粒體積與百粒重越小。相同密度不同時(shí)期條件下，百粒體積呈現(xiàn)先增大后減小，其中花后0～15d，百粒體積增加較快，灌漿15～30d百粒體積增加減緩，而灌漿30～45d，百粒體積又稍有減小，而百粒重則呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)。這表明瑞華968花后前期以充實(shí)籽粒體積為主，后期則以充實(shí)籽重為主。

2.4 種植密度對(duì)果穗性狀和產(chǎn)量的影響 由表3可知，瑞華968果穗的穗長(zhǎng)、禿尖、穗粗、穗粒數(shù)等受種植密度的顯著性影響。差異在于穗長(zhǎng)、穗粗和穗粒數(shù)隨種植密度的增加表現(xiàn)出緩慢降低趨勢(shì)，而禿尖長(zhǎng)則隨密度增加呈上升趨勢(shì)。最終籽粒產(chǎn)量隨密度增加呈現(xiàn)先增后降的拋物線變化趨勢(shì)，且在密度D4（6.75萬(wàn)株/hm2）時(shí)產(chǎn)量為8 628.90kg/hm2，達(dá)到最大。

3 結(jié)論與討論

相關(guān)研究報(bào)道玉米的倒伏率與種植密度之間具有顯著正相關(guān)性[9]。本研究結(jié)果表明，瑞華968的株高、穗位高、倒伏率與空稈率，隨著種植密度的增加而升高，雙穗率則顯著下降。這與其他眾多研究結(jié)果具有一致性。玉米物質(zhì)的積累及最終產(chǎn)量的形成與其光合作用密不可分，凈光合速率代表植株物質(zhì)積累的能力，凈光合速率越高，表明植株具有越強(qiáng)的有機(jī)物質(zhì)的制造能力。玉米光合作用的主要場(chǎng)所為植株綠色葉片，植株種植密度的增加，使植株光合作用葉面積增大。然而，種植密度過(guò)大，會(huì)使植株葉片相互遮蔽，使葉片受光不足，降低了單位面積葉片的光合速率。與此同時(shí)，葉片面積的增大，其呼吸消耗速率也大幅增加，最終導(dǎo)致光合物質(zhì)的積累減少[10]。瑞華968凈光合速率的變化，受種植密度的影響，呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)，并在各生育期具有不同的凈光合速率，且在灌漿期凈光合速率達(dá)到最大值，這一結(jié)果與趙麗[11]的研究呈現(xiàn)一致性。

種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量的構(gòu)成因素具有顯著影響[12]，在一定的密度范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨密度增加而增加，而當(dāng)密度達(dá)到一定限度后，產(chǎn)量則下降。這與本文的研究結(jié)果相一致。合理密植是充分挖掘品種產(chǎn)量潛力的重要前提條件，密度過(guò)大，會(huì)造成植株間的競(jìng)爭(zhēng)加劇，繼而空稈率、倒伏倒折率、果穗禿尖顯著升高，穗粗變小，穗長(zhǎng)減小，穗粒數(shù)與百粒重也隨之降低[13]。增加密度會(huì)使玉米的穗數(shù)增加，但穗數(shù)的增加無(wú)法彌補(bǔ)因穗粒數(shù)與百粒重降低對(duì)產(chǎn)量造成的損失[13]。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著密度增加，瑞華968單產(chǎn)呈先增后減趨勢(shì)，當(dāng)密度增加到6.75萬(wàn)株/hm2時(shí)，產(chǎn)量達(dá)最高，當(dāng)密度為7.50萬(wàn)株/hm2時(shí)，產(chǎn)量次之，產(chǎn)量差距不大。表明瑞華968具有較強(qiáng)的密度耐受性，這也是瑞華968高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此在生產(chǎn)上，瑞華968的最適種植密度定為6.75萬(wàn)株/hm2左右較為合適。

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