密度對(duì)不同玉米品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

曹改萍，董紅建，侯 波，曹計(jì)云，張 正

（1.山西省農(nóng)業(yè)種子總站，山西太原030006；2.山西中農(nóng)賽博種業(yè)股份有限公司，山西太原030006；3.懷仁市農(nóng)技推廣中心，山西懷仁038300；4.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)研究院，山西太原030031）

玉米在我國乃至全球都是第一大作物，在保障全球糧食安全中占有重要地位。品種對(duì)玉米產(chǎn)量的增加作出了一定的貢獻(xiàn)，不同品種間的產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀、抗逆性、籽粒品質(zhì)、脫水速率等有很大差異。湯彬等[1]研究了13個(gè)玉米品種間的產(chǎn)量差異，結(jié)果表明，相同條件下高產(chǎn)品種比低產(chǎn)品種增產(chǎn)57%。董朋飛等[2]以17個(gè)玉米品種為研究對(duì)象，分析了穗部性狀與機(jī)械粒收質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)果表明，不同玉米品種間機(jī)械粒收質(zhì)量指標(biāo)差異顯著，高產(chǎn)品種比低產(chǎn)品種增產(chǎn)40%左右。邊麗梅等[3]對(duì)20個(gè)玉米品種進(jìn)行耐密性評(píng)價(jià)，并將20份玉米品種分成耐密性強(qiáng)、耐密性中等和耐密性差3類。許健等[4]對(duì)3個(gè)玉米品種的萌發(fā)期進(jìn)行PEG模擬干旱脅迫研究，結(jié)果表明，3個(gè)玉米品種的抗旱性存在差異。趙繼玉等[5]對(duì)不同熟期的4個(gè)玉米品種進(jìn)行生長發(fā)育特性與產(chǎn)量形成的關(guān)系研究，結(jié)果表明，不同熟期夏玉米品種生長發(fā)育特性具有較大差異，中晚熟品種的產(chǎn)量顯著高于早熟品種。張瑩瑩等[6]對(duì)7個(gè)玉米品種的籽粒脫水特性進(jìn)行分析，結(jié)果表明，不同玉米品種的籽粒脫水相關(guān)性狀均存在顯著差異，依據(jù)收獲時(shí)籽粒含水量將7個(gè)參試品種劃分為低水分、中水分和高水分3種類型，不同品種生理成熟后延遲收獲天數(shù)不同。劉化濤等[7]對(duì)20個(gè)不同基因型的玉米品種進(jìn)行產(chǎn)量、抗旱性及水分利用效率差異研究，結(jié)果表明，不同品種間產(chǎn)量和抗旱性排序不同。

合理的種植密度對(duì)玉米生產(chǎn)也很關(guān)鍵。適宜的種植密度可以增加產(chǎn)量，提高商品性，降低生產(chǎn)成本，減少病害發(fā)生。劉建勛[8]以鄭單958、先玉335、良玉99為研究對(duì)象，分析產(chǎn)量與密度間的關(guān)系，結(jié)果表明，隨著種植密度的增加，鄭單958與良玉99的產(chǎn)量持續(xù)增加，而先玉335的產(chǎn)量呈先增加后降低。馬現(xiàn)斌等[9]對(duì)襄玉1317在不同密度下產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀進(jìn)行比較，結(jié)果表明，不同種植密度對(duì)產(chǎn)量性狀影響顯著；倒伏率、倒折率、空稈率和發(fā)病率均隨著密度增加變化明顯，呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。葉翠玉等[10]研究不同密度對(duì)京農(nóng)科728農(nóng)藝性狀以及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，隨著密度增加，生育期延長，抗性減弱，籽粒含水率增加，產(chǎn)量呈先增加后降低。前人對(duì)密度、產(chǎn)量與品種間的關(guān)系有過不少研究，但是對(duì)于品種耐密特性、產(chǎn)量和果穗表現(xiàn)間的研究較少。

本試驗(yàn)以3個(gè)不同玉米品種為研究對(duì)象，分析不同密度下不同品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素間的關(guān)系，旨在為玉米新品種選育與改良提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為3種不同耐密型的玉米品種，即天農(nóng)9號(hào)（適宜密度4.95萬～5.25萬株/hm2）、太玉339（適宜密度6.00萬～6.75萬株/hm2）、太玉803（適宜密度7.50萬～8.25萬株/hm2）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2020年5月17日在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)東陽試驗(yàn)基地進(jìn)行，田間采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)低密（6.0萬株/hm2）、中密（7.5萬株/hm2）和高密9.0萬株/hm2）3種密度，小區(qū)面積為20 m2，5行區(qū)種植，行距50 cm，重復(fù)3次。試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行，田間管理與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)相同。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

每小區(qū)取中間3行測(cè)量小區(qū)產(chǎn)量，從3行中選取10穗進(jìn)行考種。測(cè)定的性狀有穗長（cm）、禿尖長（cm）、穗行數(shù)（行）、行粒數(shù)（粒）、穗粗（cm）、出籽率（%）、籽粒含水率（%）及百粒質(zhì)量（g）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Excel 2010軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度對(duì)不同品種產(chǎn)量的影響

從圖1可以看出，太玉339的產(chǎn)量最高；在6.0萬株/hm2時(shí)，天農(nóng)9號(hào)產(chǎn)量高于太玉803；在7.5萬、9.0萬株/hm2時(shí)，太玉803產(chǎn)量高于天農(nóng)9號(hào)。太玉339豐產(chǎn)性最優(yōu)，產(chǎn)量隨密度增加而增加；太玉803密植性好，產(chǎn)量隨密度增加而增加且增加幅度較穩(wěn)定，7.5萬株/hm2比6.0萬株/hm2增產(chǎn)10.22%，9.0萬株/hm2比7.5萬株/hm2增產(chǎn)10.59%；天農(nóng)9號(hào)密植性較差，產(chǎn)量隨密度增加而降低。天農(nóng)9號(hào)適宜種植密度為6.0萬株/hm2，太玉339適宜種植密度為7.5萬株/hm2，太玉803適宜種植密度為9.0萬株/hm2。以產(chǎn)量為劃分依據(jù)，天農(nóng)9號(hào)可以劃為低密品種，太玉339劃為中密品種，太玉803劃為高密品種。

2.2 不同種植密度對(duì)不同品種出籽率的影響

從圖2可以看出，出籽率最高的是太玉339在9.0萬株/hm2時(shí)，出籽率最低的是天農(nóng)9號(hào)在9.0萬株/hm2時(shí)。太玉339的出籽率隨著密度增加而增加，且變化幅度較大；太玉803的出籽率隨著密度增加呈先降低后增加；天農(nóng)9號(hào)的出籽率隨著密度增加呈先增加后降低。

2.3 不同種植密度對(duì)不同品種籽粒含水率的影響

由圖3可知，籽粒含水率最高的是天農(nóng)9號(hào)在6.0萬株/hm2時(shí)，含水率最低的是太玉339在9.0萬株/hm2時(shí)。天農(nóng)9號(hào)與太玉339籽粒含水率都隨著密度增加而降低，太玉803的籽粒含水率隨著密度增加呈先增加后降低。

2.4 不同種植密度對(duì)不同品種單穗粒質(zhì)量的影響

由圖4可知，單穗粒質(zhì)量最高的是太玉339在7.5萬株/hm2時(shí)，最低的是天農(nóng)9號(hào)在9.0萬株/hm2時(shí)。天農(nóng)9號(hào)與太玉803的單穗粒質(zhì)量都隨著密度的增加而降低，太玉339的單穗粒質(zhì)量隨著密度的增加呈先增加后降低。相同密度下，太玉339的單穗粒質(zhì)量高于太玉803，天農(nóng)9號(hào)的最低。

2.5 不同種植密度對(duì)不同品種百粒質(zhì)量的影響

由圖5可知，百粒質(zhì)量最高的是太玉339在6.0萬株/hm2時(shí)，最低的是太玉803在9.0萬株/hm2時(shí)。天農(nóng)9號(hào)與太玉339的百粒質(zhì)量都隨著密度增加而降低，太玉803的百粒質(zhì)量隨著密度增加呈先增加后降低。相同密度下，太玉339的百粒質(zhì)量最高。

2.6 不同種植密度對(duì)不同品種穗長的影響

從圖6可以看出，穗長最高的是太玉339在7.5萬株/hm2時(shí)，最低的是天農(nóng)9號(hào)在9.0萬株/hm2時(shí)。太玉803與太玉339的穗長都隨著密度增加呈先升高后降低，天農(nóng)9號(hào)的穗長隨著密度增加而降低。相同密度下，太玉339的穗長最高。太玉803穗長隨密度變化小，對(duì)密度敏感性差，適宜高密種植。

2.7 不同種植密度對(duì)不同品種穗粗的影響

由圖7可知，3個(gè)玉米品種的穗粗在4.62～4.97 cm。太玉339的穗粗隨著密度增加而增加，但差異較小。天農(nóng)9號(hào)與太玉803的穗粗均隨著密度增加而降低。

2.8 不同種植密度對(duì)不同品種穗行數(shù)的影響

從圖8可以看出，3個(gè)品種的穗行數(shù)都隨著密度增加呈先降低后增加。太玉339的平均穗行數(shù)為15.02行，太玉803的平均穗行數(shù)為16.73行，天農(nóng)9號(hào)的平均穗行數(shù)為16.93行。天農(nóng)9號(hào)的穗行數(shù)大于太玉803，太玉339穗行數(shù)最小。

2.9 不同種植密度對(duì)不同品種行粒數(shù)的影響

由圖9可知，太玉339的行粒數(shù)隨著密度增加先增加后降低，太玉803和天農(nóng)9號(hào)的行粒數(shù)都隨著密度的增加而降低。太玉803的行粒數(shù)隨密度增加變化較小。

2.10 不同種植密度對(duì)不同品種禿尖長的影響

從圖10可以看出，太玉339和太玉803的禿尖長均隨密度增加而增加，天農(nóng)9號(hào)的禿尖長隨密度增加呈先降低后增加。相同密度下，太玉339的禿尖長度最大，太玉803次之，天農(nóng)9號(hào)禿尖長度最小。

3 結(jié)論與討論

3.1 品種是影響玉米產(chǎn)量的主要因素

本研究結(jié)果表明，不同品種間產(chǎn)量差異明顯，3個(gè)品種中太玉339產(chǎn)量最高，低密度時(shí)太玉803產(chǎn)量低于天農(nóng)9號(hào)，可能與太玉803屬于早熟品種，生育期較短有關(guān)。玉米產(chǎn)量由種植密度與單穗粒質(zhì)量2個(gè)主要因素構(gòu)成，太玉339和太玉803產(chǎn)量隨密度增加而增加，單穗粒質(zhì)量隨密度增加而降低；天農(nóng)9號(hào)產(chǎn)量和單穗粒質(zhì)量均隨密度增加而降低；說明中密品種和高密品種種植密度對(duì)產(chǎn)量的影響力大于單穗粒質(zhì)量，低密品種單穗粒質(zhì)量對(duì)產(chǎn)量的影響力大于種植密度；高密品種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)。品種間的豐產(chǎn)性差異和適應(yīng)性差異可能與品種聚集優(yōu)良基因多少有關(guān)，這也是品種更新?lián)Q代的基礎(chǔ)。

3.2 種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素有較大影響

玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素有多個(gè)，除了種植密度與品種外，單穗粒質(zhì)量[11]、出籽率[12-13]對(duì)產(chǎn)量的影響較大，行粒數(shù)[14]、百粒質(zhì)量[15]、穗長[16]、穗粗[17]等對(duì)產(chǎn)量也有影響。玉米生產(chǎn)中，除了產(chǎn)量外玉米果穗的表觀性狀也是生產(chǎn)者關(guān)注的方面，如果穗大小、籽粒含水率、籽粒長短、禿尖長短等。天農(nóng)9號(hào)種植密度增加使產(chǎn)量降低，果穗變小，禿尖變長，出籽率降低，脫水變快，產(chǎn)量的變化受構(gòu)成因素共同影響，其中受穗長與行粒數(shù)影響最大。太玉339種植密度增加使產(chǎn)量、禿尖長與出籽率增加，籽粒含水率降低，穗長、行粒數(shù)、單穗粒質(zhì)量與百粒質(zhì)量呈先增加后降低；產(chǎn)量變化主要受密度影響，單穗粒質(zhì)量變化主要受穗長穩(wěn)定與出籽率增加影響，密度增加脫水變快。太玉803密度增加后單穗粒質(zhì)量、穗粗與行粒數(shù)減少，產(chǎn)量與禿尖長增加，出籽率與籽粒含水率總體增加，穗行數(shù)變化較小，百粒質(zhì)量總體降低；產(chǎn)量變化主要受密度影響，單穗粒質(zhì)量變化主要受穗粗降低影響，可能是籽粒長度降低引起，脫水性快慢差異較小。

3.3 種植密度對(duì)不同玉米果穗和籽粒大小的影響不同

種植密度增加，天農(nóng)9號(hào)果穗大小降低，籽粒大小呈先升高后降低；太玉339果穗大小呈先升高后降低，籽粒大小升高；太玉803果穗大小降低，籽粒大小降低；百粒質(zhì)量整體呈下降趨勢(shì)。隨著種植密度增加，低密品種果穗和籽粒均明顯變小；中密品種果穗變小，籽粒變大；高密品種果穗和籽粒均變小但幅度較小。玉米籽粒大小還與籽粒長度有關(guān)，通過穗粗、穗長、穗行數(shù)和行粒數(shù)來判斷不夠全面。結(jié)合播種面積與果穗大小，種植密度增加果穗直觀大小變化越小，推廣面積越大。

高密下玉米具有較高的穗位有利于群體獲得高產(chǎn)，但玉米抗倒伏能力會(huì)下降[18]。本試驗(yàn)只研究了密度對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，不同耐密型玉米植株性狀、籽粒品質(zhì)、病害、生育期及倒伏倒折與種植密度的關(guān)系有待于進(jìn)一步研究。