不同種植密度對(duì)玉米品種產(chǎn)量形成及生長(zhǎng)發(fā)育特性的影響

鄭 偉，邊麗梅，董 喆，張麗妍，張 昊，郝春雷，孟繁盛，慈艷華，杜江洪

(赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 赤峰 024031)

玉米是我國(guó)的第一大糧食作物，也是集糧食、飼料、加工、能源于一身的多元用途作物，是我國(guó)的主要飼料糧和重要的工業(yè)原料，在糧食生產(chǎn)中占有重要位置。2019年全國(guó)玉米種植面積0.413億hm2，玉米的產(chǎn)量占全國(guó)糧食總產(chǎn)的40%。玉米是內(nèi)蒙古自治區(qū)主要的糧、飼作物，2019年內(nèi)蒙古玉米種植面積377.6萬(wàn)hm2，產(chǎn)量是2 700萬(wàn)t。赤峰市地處我國(guó)東北向華北延伸的黃金玉米帶中心位置，位于國(guó)家規(guī)劃建設(shè)的東北向內(nèi)蒙古專(zhuān)用玉米優(yōu)勢(shì)區(qū)，土壤、氣候等自然條件非常適合種植玉米，近五年赤峰市玉米播種面積都在53.3萬(wàn)hm2以上，年產(chǎn)玉米達(dá)400萬(wàn)t以上。但是，赤峰市的玉米生產(chǎn)形勢(shì)面臨一大突出問(wèn)題，即生產(chǎn)穩(wěn)定性差，年際間產(chǎn)量波動(dòng)大，因此深入挖掘玉米增產(chǎn)增效潛力，迫切需要提高玉米單產(chǎn)。玉米種植密度不斷增加是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的綜合體現(xiàn)。多年來(lái)，世界各地圍繞種植密度開(kāi)展了大量研究和實(shí)踐，增加種植密度，成為提高產(chǎn)量的有效和首選途徑[2～5]，深入了解增產(chǎn)內(nèi)因，是進(jìn)一步提高玉米產(chǎn)量的有效途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及地點(diǎn)

試驗(yàn)品種是先玉335、迪卡159、京科968、赤單228四個(gè)品種。

試驗(yàn)于2019-2020年在內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院水地試驗(yàn)基地(海拔530.44m，東經(jīng)119.9'，北緯42.21')進(jìn)行，試驗(yàn)地基礎(chǔ)肥力pH值7.05，有機(jī)質(zhì)19.64%、全氮1.13%、速效磷9.57 mg·kg-1和速效鉀152.7mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，以品種為主區(qū)(A)，密度為副區(qū)(B)。品種設(shè)4個(gè)水平．密度設(shè)置3個(gè)水平，分為6.75萬(wàn)株·hm-2、7.50萬(wàn)株·hm-2和8.25萬(wàn)株·hm-2，12個(gè)處理，每品種7米行長(zhǎng)，5行區(qū)，3次重復(fù)，2粒人工點(diǎn)播。

前茬作物玉米，清種，5月初播種，10月初收獲。開(kāi)溝時(shí)一次性施入底肥，磷酸二銨210 kg·hm-2和氯化鉀75 kg·hm-2，拔節(jié)期追施尿素510 kg·hm-2。抽雄吐絲期灌溉2次。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

試驗(yàn)過(guò)程中，采集玉米生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中氣候數(shù)據(jù)、生育期、不同時(shí)期的生長(zhǎng)特性進(jìn)行記錄和調(diào)查，后期進(jìn)行測(cè)產(chǎn)和考種。

樣株標(biāo)記。在玉米吐絲前，調(diào)查記錄長(zhǎng)勢(shì)均勻，有代表性的植株的株高、穗位高和地上部第3節(jié)間的莖粗(這些數(shù)據(jù)主要用于樣株的選擇)。在玉米吐絲期，選擇同一天吐絲，并且株高、穗位高和地上部第3節(jié)間的莖粗基本一致的植株(即該處理小區(qū)內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育一致/相似的植株)10株，進(jìn)行掛牌標(biāo)記，用于植株散粉特性以及果穗吐絲與生長(zhǎng)特性的調(diào)查。

玉米果穗前期生長(zhǎng)特性調(diào)查：在標(biāo)記的樣株上進(jìn)行。在玉米剛剛吐絲、吐絲后5 d、10 d和15 d，每次分別取以上標(biāo)記植株果穗至少3株，調(diào)查果穗的生長(zhǎng)特性，包括分化的小花數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粗和單穗重。

生理成熟期果穗性狀調(diào)查：在標(biāo)記的樣株上進(jìn)行。在玉米生理成熟期，調(diào)查不同品種果穗生長(zhǎng)特性，包括穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、穗粗和單穗重(籽粒+穗軸)與單穗粒重，同時(shí)調(diào)查穗行數(shù)和行粒數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 16.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度對(duì)玉米品種葉面積指數(shù)(LAI)的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，4個(gè)玉米品種在不同種植密度條件下，葉面積指數(shù)(LAI)隨生育期的進(jìn)展呈曲線(xiàn)增加，其中，苗期葉面積指數(shù)增長(zhǎng)緩慢，拔節(jié)后葉面積指數(shù)開(kāi)始迅速增加，到抽雄吐絲期葉面積指數(shù)達(dá)到高峰值，此后葉面積指數(shù)開(kāi)始逐漸變小。并且，在整個(gè)生育期，各個(gè)玉米品種的葉面積指數(shù)(LAI)均隨著密度的增加而增大。赤單228、迪卡159的葉面積指數(shù)(LAI)在吐絲期密度為8.25萬(wàn)株·hm-2達(dá)到最大。京科968和先玉335的葉面積指數(shù)(LAI)吐絲期和成熟期在密度為7.5萬(wàn)株·hm-2達(dá)到最大。

2.2 不同密度對(duì)玉米品種果穗生長(zhǎng)情況的影響

試驗(yàn)表明，同一玉米品種的散粉期一般都在5～7 d，主要集中在3～4 d內(nèi)，吐絲期一般需要6～8 d，主要集中在4～5 d，但是個(gè)體之間也存在差異，從散粉首日到50%散粉，一般需要2～3 d，從吐絲首日到50%吐絲則需要2～4 d，有的個(gè)體散粉、吐絲較早。

表1 不同種植密度對(duì)玉米品種葉面積指數(shù)的影響

通過(guò)表2可知：玉米不同品種果穗生長(zhǎng)情況是慢快慢的生長(zhǎng)曲線(xiàn)。其中赤單228、迪卡159的果穗前期生長(zhǎng)情況隨著密度的增加果穗干重增加，京科968、先玉335的果穗前期生長(zhǎng)情況隨著密度的增加果穗干重先增加后減小。這一結(jié)論和柯福來(lái)等[1]人研究的種植密度對(duì)先玉335群體子粒灌漿特征的影響，隨著密度增加粒重漸增，后期再增加種植密度，籽粒干重降低的結(jié)果一致。

表2 不同密度下玉米品種果穗生長(zhǎng)情況

2.3 不同密度對(duì)玉米品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，不同玉米品種在不同密度水平下對(duì)玉米產(chǎn)量有重要影響。種植密度由6.75萬(wàn)株·hm-2增加到8.25萬(wàn)株·hm-2時(shí)，玉米的產(chǎn)量有不同影響。其中，迪卡159種植密度由6.75萬(wàn)株·hm-2增加到8.25萬(wàn)株·hm-2時(shí)，產(chǎn)量由13 763.1 kg·hm-2增加到15 709.1 kg·hm-2；赤單228種植密度由6.75萬(wàn)株·hm-2增加到8.25株·hm-2時(shí)，產(chǎn)量由13 844.3 kg·hm-2增加到15 111.5 kg·hm-2；但是先玉335種植密度由6.75萬(wàn)株·hm-2增加到7.50萬(wàn)株·hm-2時(shí)，產(chǎn)量由12 718.5 kg·hm-2增加到13 842.8 kg·hm-2，由7.50萬(wàn)株·hm-2增加到8.25萬(wàn)株·hm-2時(shí)，產(chǎn)量下降到13 349.4 kg·hm-2；京科968種植密度由6.75萬(wàn)株·hm-2增加到7.50萬(wàn)株·hm-2時(shí)產(chǎn)量由13 862.4 kg·hm-2增加到14 262.5 kg·hm-2，由7.50萬(wàn)株·hm-2增加到8.25萬(wàn)株·hm-2時(shí)，產(chǎn)量下降到12 915 kg·hm-2，這是由于先玉335和京科968種植密度過(guò)大到8.25萬(wàn)株·hm-2。因此本區(qū)域種植迪卡159和赤單228可以達(dá)到8.25萬(wàn)株·hm-2，先玉335和京科968可以達(dá)到7.5萬(wàn)株·hm-2。

玉米穗粒數(shù)、穗數(shù)和千粒重是構(gòu)成產(chǎn)量的3個(gè)因素這三種因素受到品種特性、土壤條件、水肥條件和栽培管理技術(shù)等方面的影響，三種因素相互制約，其中群體密度是通過(guò)影響穗數(shù)從而影響產(chǎn)量的一項(xiàng)重要因子。因此篩選適合的種植密度能夠提高玉米單位面積的產(chǎn)量。從表1中可以看出，隨著種植密度的增加，4個(gè)玉米品種穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)和千粒重均呈逐漸減少的規(guī)律性變化，這表明種植密度的增加影響玉米果穗的形成和灌漿。

表3 4個(gè)玉米品種不同密度處理的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素

3 結(jié)論與討論

不同種植密度的玉米品種，對(duì)其形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的研究結(jié)果表明：在合理的密度下，增加玉米種植密度，產(chǎn)量增加，繼續(xù)增加玉米種植密度，產(chǎn)量反而下降，這是產(chǎn)量三因素協(xié)調(diào)發(fā)展，最優(yōu)組合的結(jié)果。隨著密度增加粒重增加的時(shí)期被稱(chēng)作漸增期，漸增期群體子粒灌漿速率對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大。另外，隨著種植密度的增加，株高有顯著增高的趨勢(shì)，因此在適當(dāng)增加種植密度的同時(shí)，要配套有效的措施，以控制株高，防止倒折倒伏。同時(shí)，考慮不同品種的株型特點(diǎn)，進(jìn)行合理密植，相應(yīng)地增施肥料和平衡配方施肥，保持理想的葉面積和光合勢(shì)，充分利用良種良法，達(dá)到高產(chǎn)目的。在本區(qū)域玉米生產(chǎn)栽培水平條件下，赤單228和迪卡159 2個(gè)品種的種植密度為8.25萬(wàn)株·hm-2為宜，而京科968、先玉335 2個(gè)品種的種植密度為7.50萬(wàn)株·hm-2為宜，過(guò)高和過(guò)低會(huì)引起產(chǎn)量下降。因此應(yīng)加強(qiáng)玉米品種的耐密研究，最大限度地發(fā)揮玉米品種本身的增產(chǎn)潛力，為玉米節(jié)本高效生產(chǎn)、農(nóng)民增產(chǎn)增收提供理論依據(jù)。