種植密度對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響研究進(jìn)展

姜宇鵬　錢春榮　姜宇博　于洋　李梁　呂國依

摘要? ? 通過對國內(nèi)外相關(guān)研究成果進(jìn)行分析和整理，對種植密度與玉米生長發(fā)育、籽粒產(chǎn)量的關(guān)系進(jìn)行歸納和總結(jié)。從玉米株型、株高、穗位、莖粗等方面歸納了種植密度對玉米性狀選擇和植株生長發(fā)育的影響;從產(chǎn)量構(gòu)成因子及籽粒品質(zhì)等方面總結(jié)了種植密度與玉米產(chǎn)量的關(guān)系。最后對未來我國玉米密植研究發(fā)展進(jìn)行了展望，指出我國不同玉米產(chǎn)區(qū)應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，采用適宜當(dāng)?shù)赜衩咨a(chǎn)的種植密度。

關(guān)鍵詞? ? 玉米;種植密度;生長發(fā)育;產(chǎn)量

中圖分類號? ? S513? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）03-0025-01

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Research? Progress? on? Effect? of? Planting? Density? on? Growth，Development? and? Yield? of? Maize

JIANG Yu-peng 1，2? ? QIAN Chun-rong 2 *? ? JIANG Yu-bo 2? ? YU Yang 2? ? LI Liang 2? ? LV Guo-yi 2

（1 Heilongjiang Agricultural Engineering Vocational College，Harbin Heilongjiang 150088; 2 Institute of Crop Cultivation and Tillage，

Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences）

Abstract? ? Through the analysis and collation of the relevant research results at home and abroad，the relationship between planting density and maize growth，development and yield was summarized.The effect of planting density on character selection，growth and development of maize was summarized from the aspects of plant type，plant height，ear height and stem diameter，and the relationship between planting density and maize yield was summarized from the aspects of yield components and grain quality.Finally，this paper prospected the research on close planting of maize in China in the future，and pointed out that the suitable planting density for local maize production should adopted according to the production practice in different maize planting density in China.

Key words? ? maize;planting density;growth and development;yield

玉米是我國年產(chǎn)量最高的糧食作物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的地位，是保障國家糧食安全的重要戰(zhàn)略資源。我國是全球范圍內(nèi)玉米生產(chǎn)面積最大的國家，但單位面積的產(chǎn)量卻低于美國等國家。為了提高玉米單位面積產(chǎn)量、進(jìn)一步縮小與美國等國家的單產(chǎn)差距，適度提升種植密度已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)玉米增產(chǎn)和農(nóng)民增收的重要途徑。目前，國內(nèi)外多位學(xué)者已經(jīng)在玉米種植密度與生長發(fā)育及產(chǎn)量的關(guān)系等方面進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，通過對相關(guān)研究進(jìn)行梳理，可為未來我國玉米耐密研究的發(fā)展提供一定的參考。

1? ? 種植密度對玉米生理特征的影響

玉米株型是指雄穗體積、葉片在植株上的垂直排列、植株高度、葉片大小及葉片著生角度等。株型影響玉米群體內(nèi)光的分布，尤其是地上部群體結(jié)構(gòu)的生長動態(tài)。因此，株型是影響玉米群體生長發(fā)育的重要因素。自Donald正式提出理想株型（ideal-type）的概念以來，各國學(xué)者將玉米植株劃分成3種不同的株型，分別是平展型、中間型和緊湊型[1]。緊湊型品種根系發(fā)達(dá)、莖稈硬度高，有良好的倒伏和倒折抗性[2]。不同株型的玉米品種對應(yīng)不同的適宜種植密度。一般情況下，平展型玉米品種隨著種植密度的增加，在玉米生育后期單株的光照條件逐漸惡化，從而對產(chǎn)量造成影響;相比較而言，緊湊型的玉米品種植株干物質(zhì)積累和整體的光合速率隨著密度的提高而提高，對光能的利用效率相對更高[3]。因此，部分研究人員認(rèn)為，緊湊型玉米適宜高密度種植，高種植密度有利于提升光合作用效率，進(jìn)而提高玉米產(chǎn)量。王? 珍等[4]指出，種植密度增加，葉夾角角度降低、透光率升高、玉米可以接收到更多的陽光照射。劉建棟等[5]研究指出，作物株型會對群體內(nèi)光能分布產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響作物光合作用速率。隨著我國玉米種植密度的增加，生產(chǎn)中緊湊型品種的應(yīng)用比例也呈現(xiàn)上升趨勢[6-9]。有學(xué)者研究表明，玉米的株高與產(chǎn)量顯著相關(guān)[10-11]，隨著植株高度增加，玉米產(chǎn)量也隨之提高。然而，陳玉水等[12]研究指出，株高增長易導(dǎo)致植株重心提升，增加玉米的倒伏率。張澤民等[13]研究指出，玉米植株穗位/株高越低，重心越低，光能利用率隨之提升;同時，玉米倒伏率也會隨之降低。此外，種植密度對玉米的禿尖率、空稈率、倒伏率和倒折率也產(chǎn)生一定影響。隨著種植密度的增加，玉米植株禿尖率和空稈率呈現(xiàn)出上升趨勢[14-15]。玉米倒伏是因外界原因引起莖稈倒伏、倒折狀態(tài)的現(xiàn)象，研究表明，倒伏使玉米減產(chǎn)15%～25%。部分學(xué)者對玉米倒伏的種類進(jìn)行劃分，指出玉米倒伏的3種類型，即莖折、根倒及根莖復(fù)合倒[16]。種植密度在一定程度上影響玉米抗倒伏性和產(chǎn)量，王寧堂[17]認(rèn)為，玉米種植密度過大，株高增加，穗位升高，抗倒性下降，易出現(xiàn)倒折或倒伏現(xiàn)象。玉米的抗倒伏能力與其種植密度成負(fù)相關(guān)，楊錦越等[18]通過對20個玉米品種在種植密度5.25萬株/hm2和6.75萬株/hm2下進(jìn)行試驗(yàn)得出，隨著種植密度的不斷增加，各試驗(yàn)品種的倒伏率和倒折率都呈現(xiàn)出不同程度的上升。因此，在玉米生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)不同的種植條件，選擇適宜的玉米品種，綜合考慮種植密度與株型、株高、穗位、抗逆性等因素，合理提升玉米的種植密度，對光、熱、水等自然資源充分利用可以進(jìn)一步提升玉米的產(chǎn)量[19]。

2? ? 種植密度對玉米產(chǎn)量的影響

種植密度通過影響玉米群體內(nèi)的光照、溫度、CO2濃度、風(fēng)速等因素以及土壤微生物活動，最終對玉米產(chǎn)量造成影響。合理密植是玉米優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的重要措施，部分學(xué)者對玉米籽粒產(chǎn)量與玉米種植密度之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，慕瑞瑞等[20]選取大豐30和先玉698等玉米品種分別在5個不同種植密度下進(jìn)行試驗(yàn)，得出種植密度對試驗(yàn)品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因子有顯著影響，產(chǎn)量、百粒重等隨種植密度的增加呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢。郭書磊等[21]選擇ZD133等玉米品種在2個種植密度下研究玉米穗位變化與倒伏率的關(guān)系認(rèn)為，應(yīng)根據(jù)品種的耐密特性合理密植，過高的種植密度會導(dǎo)致穗位高度增加、提升玉米的倒伏率，從而降低產(chǎn)量。這與趙化春等[22]的試驗(yàn)結(jié)果相符，玉米群體的產(chǎn)量隨密度的增加呈現(xiàn)出先增后減的變化趨勢。

穗粒數(shù)與玉米種植密度成負(fù)相關(guān)，在密度、施肥品種等因素中，密度對玉米產(chǎn)量影響最顯著[23]。在適度密植的條件下，玉米群體的生長更加協(xié)調(diào)合理，植株個體的生產(chǎn)潛力高、更有利于產(chǎn)量提升[24-25]。李? 洪等[26]利用11個玉米品種在60 000株/hm2密度下種植，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，千粒重、出籽率、行粒數(shù)和產(chǎn)量之間呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性;千粒重和出籽率成顯著負(fù)相關(guān)。王鵬文[27]對緊湊型玉米的淀粉含量研究表明，在種植密度5萬、6萬、7萬、8萬株/hm2的條件下，玉米籽粒的淀粉含量表現(xiàn)為先減后增的趨勢。關(guān)義新等[28]研究結(jié)果顯示，玉米單株產(chǎn)量、千粒重與種植密度成負(fù)相關(guān)，籽粒淀粉含量與種植密度成正相關(guān)。許崇香等[29]選用四早11等4個玉米品種分別在4個種植密度下種植，分別測定百粒重等數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，種植密度增加對百粒重、籽粒大小等產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，認(rèn)為種植密度應(yīng)選取所種植的玉米品種適宜種植密度的下限進(jìn)行種植。宋云峰等[30]對高淀粉玉米品種的種植密度研究結(jié)果表明，隨著密度的增加，籽粒的外部特征變化并不明顯，通過對比不同密度條件下玉米籽粒的大小、顏色以及飽滿度，得出較低的種植密度更有利于籽粒品質(zhì)的提升。

3? ? 展望

國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對種植密度與玉米株型等生長發(fā)育指標(biāo)和產(chǎn)量構(gòu)成因子等產(chǎn)量指標(biāo)的關(guān)系進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。整體而言，合理密植有利于玉米產(chǎn)量的提升，但會對群體中植株個體產(chǎn)量和個體品質(zhì)造成一定的影響。

因此，在未來的研究工作中，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)生產(chǎn)實(shí)際，因地制宜地研究適宜當(dāng)?shù)赜衩咨a(chǎn)種植密度，對進(jìn)一步提升玉米的產(chǎn)量和種植效率以及保障國家的糧食安全做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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