淺析不同種植密度對3個粒型玉米親本產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

王 飛，周華安，何 新，劉 振，郭泓鋆

(四川天宇種業(yè)有限責任公司，成都 610000)

1 緒論

玉米是一種重要的糧食和飼料作物,隨著畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，玉米產(chǎn)量和質(zhì)量成為關(guān)鍵因素，影響玉米產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的因素。影響產(chǎn)量和質(zhì)量的主要因素是玉米基因和種植密度的差異。提高產(chǎn)量和質(zhì)量是玉米育種的主要目標，合理的種植密度是實現(xiàn)玉米高產(chǎn)的重要途徑。不同類型品種的產(chǎn)量和質(zhì)量(硬粒型、馬齒型、中間型)，因種植密度不同而不同。所以，考慮播種密度對不同類型玉米品種的研究對玉米品種的選擇和創(chuàng)新方法的實施具有重要的理論和實踐意義。沈杰[1]看來就3種不同種植密度對產(chǎn)量以及農(nóng)藝性狀的影響表明，在玉米種植密度較高時，實收產(chǎn)量會呈現(xiàn)出上升趨勢。在主要農(nóng)藝性狀方面，隨著玉米種植密度的不斷增加，植株會呈現(xiàn)出增高、果穗變小，穗位上升等趨勢，生育期及出籽率等性狀無明顯差異。不同品種的玉米對栽培強度的反應(yīng)不同，只有在它們設(shè)計得足夠好，才可以達到理想的玉米生產(chǎn)目標。因此，通過建立不同的種植密度能有效提高不同類型玉米品種的產(chǎn)量。利用3個粒型玉米親本材料，以西南玉米品種硬粒型、馬齒型和中間型為試材，確定了不同玉米親本繁殖種植密度對產(chǎn)量及性狀的影響，為改進西南玉米親本材料、親本栽培方法、合理制種密度提供了理論依據(jù)。

生產(chǎn)實踐表明，玉米產(chǎn)量隨種植密度的增長而增加，但達到一定水平后，產(chǎn)量隨密度的增加而下降。合理的種植密度可以協(xié)調(diào)種群和個體玉米的發(fā)育，提供單位面積的最大產(chǎn)量。最適宜的玉米品種與土壤肥力、生態(tài)條件、品種特征、栽培方法等因素密切相關(guān)，研究不同類型玉米親本材料在一定環(huán)境條件和生產(chǎn)水平下的最適宜種植密度確保產(chǎn)量高而穩(wěn)定的玉米親本繁殖是至關(guān)重要的。本試驗選用四川天宇種業(yè)有限責任公司選育的不同粒型的3個玉米親本自交系為供試材料，研究不同密度下各親本材料的產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成性狀和農(nóng)藝性狀的變化，為不同粒型玉米親本材料繁殖技術(shù)的提高提供理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗材料為3個不同粒型的玉米親本材料：H12420(硬粒型)、T88(中間型)、2061(馬齒型)。各參試親本材料均由四川天宇種業(yè)有限責任公司提供，其中H12420是玉米新品種天宇502的母本，粒型為硬粒型；T88為玉米新品種巡玉608的母本，粒型為中間型；2061為玉米新品種巡玉618的母本，粒型為馬齒型。

2.2 試驗地點

西北點位于甘肅省白銀市平川區(qū)水泉鎮(zhèn)四川天宇種業(yè)有限責任公司的制種及繁殖基地，西南點位于四川省涼山州西昌市安寧鎮(zhèn)四川天宇種業(yè)有限責任公司的制種及繁殖基地。

2.3 試驗設(shè)計

試驗于2021年春在西北點、西南點試驗基地同時進行，3個親本材料，密度設(shè)置10個水平(表1)，每個點共計30個小區(qū),小區(qū)行長5m，5行區(qū)。田間管理同大田生產(chǎn)。

表1 密度水平

2.4 考察性狀

田間調(diào)查株高、穗高，室內(nèi)考查穗長、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重、容重、單株產(chǎn)量等。

3 結(jié)果與分析

3.1 種植密度對親本繁殖產(chǎn)量的影響

隨著種植密度的增加，3個不同粒型親本材料的單株穗重、百粒重、容重、產(chǎn)量等表現(xiàn)見表2。

表2 3個不同粒型親本材料在10個密度水平下的產(chǎn)量等表現(xiàn)

從表2可知，隨著密度的增加3個不同粒型親本材料產(chǎn)量結(jié)構(gòu)變化顯著，都是隨著密度的增加產(chǎn)量也隨之增加，在達到最佳種植密度頂峰時，產(chǎn)量隨著密度的增加急速降低。在西北點中可以看出硬粒型品種H12420在密度6.00萬～6.75萬/株/hm2時產(chǎn)量較穩(wěn)定,密度在6.75萬株/hm2時達到最高值。中間型品種T88在密度5.25萬～8.25萬株/hm2時產(chǎn)量較穩(wěn)定,密度在6.00萬株/hm2時達到最高值。馬齒型品種2061在密度5.25萬～7.50萬株/hm2時產(chǎn)量較穩(wěn)定,密度在6.00萬株/hm2時達到最高值。在西南點中可以看出硬粒型品種H12420在密度6.00萬～8.25萬株/hm2時產(chǎn)量較穩(wěn)定，密度在4500株/666.7m2時達到最高值。中間型品種T88在密度6.75萬～7.50萬株/hm2時產(chǎn)量較穩(wěn)定，密度在6.75萬株/hm2達到最高值。馬齒型品種2061在密度5.25萬～6.75萬株/hm2時產(chǎn)量較穩(wěn)定，密度在6.00萬株/hm2時達到最高值。同時，可以看出西北與西南3個不同粒型玉米親本種植密度最在高值時產(chǎn)量差異不明顯，但是在最低值時西南點區(qū)產(chǎn)量明顯低于西北點區(qū)。

3.2 種植密度對玉米親本繁殖材料單株穗重的影響

從表2可知，3個不同粒型玉米親本材料在不同種植密度下的單株穗重有顯著差異。在西北點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～7.50萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在7.50萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。中間型品種T88在密度3.75萬～6.75萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在6.75萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。馬齒型品種2061在密度3.75萬～6.00萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在6.00萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。

在西南點中可以看出硬粒型品種H12420在密度3.75萬～6.00萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在5.25萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。中間型品種T88在密度3.75萬～5.25萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在5.25萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。馬齒型品種2061在密度株3.75萬～5.25萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在5.25萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。由此可以看出西北與西南玉米親本種植密度越小單穗重越高，種植密度與單穗重量成反比。

3.3 種植密度對玉米親本繁殖材料百粒重和容重影響

從表2可知，3個不同粒型玉米親本材料在不同種植密度下的千粒重和容重有明顯差異性。在西北點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～10.50萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：314～296g和732～725g/L之間；密度在8.25萬株/hm2時開始有所下降。中間型品種T88在在密度3.75萬～6.75萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：345～337g和722～710g/L之間；密度在8.25萬株/hm2時開始下降。馬齒型品種2061在密度3.75萬～6.00萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：332～291g和692～637g/L之間；密度在7.50萬株/hm2時開始呈遞減下滑。

在西南點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～10.50萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：287～246g和701～689g/L之間；密度在7.50萬～10.50萬株/hm2時開始呈遞減。中間型品種T88在密度3.75萬～10.50萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：307～256g和696～645g/L之間；密度在6.75萬～10.50萬株/hm2時開始呈遞減。馬齒型品種2061在密度3.75萬～10.50萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：312～233g和677～637g/L之間；密度在6.00萬～10.50萬株/hm2時開始呈遞減。以上數(shù)據(jù)分析得出千粒重及容重隨著種植密度的增加呈下滑趨勢，西南點表現(xiàn)尤為突出，西北點相對較穩(wěn)定。

3.4 種植密度對玉米親本繁殖材料株高和穗位高的影響

經(jīng)測定，3個不同粒型的玉米親本材料隨著種植密度的增加株高、穗位高、穗行數(shù)、行粒數(shù)等也有明顯變化如表3。

從表3可知，不同類型的同一品種在西北與西南兩個不同生態(tài)區(qū)的株高及穗位高之間差異很大。西北點3個不同粒型的親本繁殖隨著密度的增加株高有差異性，但是幅度不大，呈規(guī)律性的隨著密度的增加而升高。硬粒型品種H12420在6.75萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加。中間型品種T88在8.25萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加。馬齒型品種T88在8.25萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加。西南點3個不同粒型的親本繁殖隨著密度的增加株高有差異性，幅度不大，呈規(guī)律性的隨著密度的增加而升高。硬粒型品種H12420在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加。中間型品種T88在8.25萬株/hm2之前變化不大，之后相對平穩(wěn)增加。馬齒型品種T88在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加。西北點3個不同粒型的親本繁殖隨著密度的增加穗位高有差異性，但是幅度不大，呈規(guī)律性的隨著密度的增加而升高。硬粒型品種H12420在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加。中間型品種T88在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加。馬齒型品種T88在6.75萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加。西南點3個不同粒型的親本繁殖隨著密度的增加株高有差異性，幅度不大，呈規(guī)律性的隨著密度的增加而升高.硬粒型品種H12420在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加；中間型品種T88在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對平穩(wěn)增加；馬齒型品種T88在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變?yōu)槠椒€(wěn)增加。

表3 3個不同粒型親本材料在10個密度水平下的株高、穗位高等表現(xiàn)

3.5 種植密度對玉米親本繁殖材料的穗行數(shù)、行粒數(shù)及禿尖的影響

從表3可知，3個不同粒型的玉米親本隨著密度的增加穗行數(shù)、行粒數(shù)及禿尖均有變化。西北點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～8.25萬株/hm2時穗行數(shù)、行粒數(shù)及禿尖無變化，8.25萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現(xiàn)禿尖或缺粒現(xiàn)象，行粒數(shù)也隨之減少。中間型品種T88在密度3.75萬～9.00萬株/hm2時穗行數(shù)、行粒數(shù)及禿尖無變化，9.00萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現(xiàn)禿尖或缺粒，行粒數(shù)也隨之減少。馬齒型品種2061在密度3.75萬～7.50萬株/hm2時穗行數(shù)、行粒數(shù)及禿尖無變化，7.50萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現(xiàn)禿尖或缺粒，行粒數(shù)也隨之減少。西南點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～6.00萬株/hm2時穗行數(shù)、行粒數(shù)及禿尖無變化，6.75萬～7.50萬株/hm2時有一定影響，7.50萬～10.50萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現(xiàn)禿尖或缺粒，行粒數(shù)也隨之減少；中間型品種T88在密度3.75萬～6.75萬株/hm2時穗行數(shù)、行粒數(shù)及禿尖無變化，6.75萬～8.25萬株/hm2時有一定影響，9.00萬～10.50萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現(xiàn)禿尖或缺粒，行粒數(shù)也隨之減少，馬齒型品種2061在密度3.75萬～5.25萬株/hm2時穗行數(shù)、行粒數(shù)及禿尖無變化，5.25萬～6.75萬株/hm2時有一定影響，6.75萬～10.50萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現(xiàn)禿尖或缺粒現(xiàn)象，行粒數(shù)也隨之減少。從上述結(jié)果我們可以看出，西北點和西南點隨密度的增加對穗行數(shù)影響不大，西北點對行粒數(shù)及禿尖有影響但不是很大，西南點對行粒數(shù)和禿尖影響很大，也就導(dǎo)致最終隨密度增加嚴重影響繁殖產(chǎn)量。

3.6 種植密度對玉米親本繁殖材料抗逆性的影響

3個不同粒型的玉米親本隨著密度的增加抗逆性也有所下降，西北點中，3個類型品種在3.75萬～8.25萬株/hm2時均變現(xiàn)穩(wěn)定，在高于8.25萬株株/hm2時隨著密度的增加出現(xiàn)植株莖稈明顯變細、果穗變小、出現(xiàn)倒伏、倒折現(xiàn)象，紋枯病、葉斑病、銹病也有發(fā)生或加重。

西南點中，3個類型品種在3.75萬～6.75萬株/hm2時均變現(xiàn)穩(wěn)定，在高于7.50萬株/hm2時隨著密度的增加出現(xiàn)植株莖稈明顯變細、果穗變小、出現(xiàn)倒伏、倒折現(xiàn)象，紋枯病、葉斑病、南方銹病、穗腐、莖腐發(fā)生嚴重。從上述調(diào)查結(jié)果表明西北區(qū)域繁殖玉米親本明顯優(yōu)于西南區(qū)域。

4 結(jié)論與討論

西南玉米受地理環(huán)境的影響，產(chǎn)量一直都很低，雖然通過近年來對玉米親本材料的改良有所提高，但是玉米產(chǎn)量始終要靠合理群體才能達到高產(chǎn)的目的。通過本次試驗研究及前人的研究分析，3個不同粒型的玉米親本隨著種植密度的增加未達到最佳密度或超過該親本的最佳種植密度，產(chǎn)量都會下降，只有合理種植密度才能達到最佳的產(chǎn)量及質(zhì)量。在基本的農(nóng)藝性狀上面，3個不同粒型的玉米親本在穗行數(shù)、千粒重上隨著種植密度的增加無明顯變化，其它性狀如：株高、穗位高、果穗大小、莖稈粗細、結(jié)實率、倒伏率、禿尖、容重、病害都會隨著種植密度的增加而增加。同時研究還發(fā)現(xiàn)3個不同親本繁殖西北區(qū)域產(chǎn)量明顯高于西南區(qū)域，農(nóng)藝性狀變化小于西南區(qū)域，抗逆性上優(yōu)于西南區(qū)域。因此得出3中不同類型玉米親本繁殖最好在西北區(qū)域繁殖，能增加產(chǎn)量、降低成本、降低風險；還發(fā)現(xiàn)在綜合穩(wěn)定性上“中間型”玉米親本明顯優(yōu)于“硬粒型”和“馬齒型”，為以后選擇高密度雜交玉米親本做參考。吳振興[2]等人發(fā)現(xiàn)種植密度對不同株型自交系的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量及其構(gòu)成因素具有顯著影響。隨著密度增加,各自交系株高、穗位高增加，莖粗降低，而對雄穗分支的影響差異不顯著，不同株型自交系呈現(xiàn)出相同變化趨勢；不同株型棒三葉的葉向值呈增大趨勢，緊湊型增加最大，半緊湊型次之，平展型變化最小，棒三葉葉面積呈現(xiàn)降低趨勢。吳旭[3]通過研究不同種植密度對強盛51號玉米主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的影響，確定最適宜的種植密度，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，種植密度為6.75萬株/hm2時，產(chǎn)量達到最高(13117.5kg/hm2)，密度在6.00萬～6.75萬株/hm2時產(chǎn)量差異不顯著，確定6.00萬～6.75萬株/hm2為大田種植的適宜密度；高水肥條件下以6.75萬株/hm2種植密度為最佳。張鳳啟[4]等人研究發(fā)現(xiàn)棒三葉面積及莖粗系數(shù)均隨著密度增加而減小,但減小幅度在不同品種或不同葉位存在差異。產(chǎn)量構(gòu)成因素如穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重隨著密度增加而減小。于德花[5]等人根據(jù)密度對青貯中玉米的不同產(chǎn)量和品質(zhì)進行了研究，認為不同密度對不同品種的品質(zhì)有影響，而密度的提高有利于青貯玉米品質(zhì)的提高。然而，這項研究并不能得出結(jié)論，隨著種群密度的增加，不同品種表現(xiàn)出異質(zhì)性。下一步將對3個粒型玉米親本增加試驗個體，增加試驗?zāi)攴葜芷冢毞?個粒型的不同株葉性狀對不同種植密度下的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的分析。為選育出適宜西南區(qū)域繁殖的高密度、高產(chǎn)量的玉米親本及雜交玉米提出理論依據(jù)。