不同密度水平下玉米農(nóng)藝性狀差異分析

李方明 謝志濤 高旭東 謝文錦 張中偉 楊海龍 付 俊

（丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院 遼寧丹東 118109）

近年來(lái)， 隨著耐密型玉米雜交種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用， 不同玉米雜交種的適宜種植密度成為玉米生產(chǎn)中的主要研究課題。 研究表明，在合理種植密度下，可以使玉米雜交種的個(gè)體和群體協(xié)調(diào)發(fā)展，解決穗數(shù)、粒重、粒數(shù)之間的矛盾，從而提高群體產(chǎn)量[1-7]。 而密度如果增加到一定數(shù)值后，隨著密度的增加其果穗大小、 籽粒品質(zhì)等農(nóng)藝性狀變差， 倒伏、空稈及病害的發(fā)生程度加重，產(chǎn)量下降。本試驗(yàn)選擇生產(chǎn)中正在應(yīng)用的4個(gè)玉米雜交種鄭單958、 先玉335、丹玉 603、 丹玉 606， 在 3 500 株/畝、4 000 株/畝、4 500 株/畝密度下進(jìn)行品種比較試驗(yàn)， 分析在3種不同密度下4個(gè)品種的性狀差異， 探討不同種植密度對(duì)玉米雜交種的株高、 穗位高、 莖粗、 穗長(zhǎng)、 穗粗等不同農(nóng)藝性狀指標(biāo)產(chǎn)生的影響， 進(jìn)而研究農(nóng)藝性狀的變化對(duì)不同品種產(chǎn)量的影響， 由此得出不同品種應(yīng)結(jié)合自身特性， 在玉米生產(chǎn)中選擇合理的種植密度， 將品種倒伏、 空稈及病害的發(fā)生率降到最低， 從而提高玉米的群體質(zhì)量， 才能最大程度地發(fā)揮其產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試 驗(yàn) 設(shè) 3個(gè) 密 度 ：3 500 株/畝 、4 000 株/畝 、4 500 株/畝。試驗(yàn)玉米品種為我國(guó)推廣應(yīng)用面積較大的鄭單958、先玉335、丹玉 603、丹玉606，其中丹玉系列為丹東農(nóng)科院自選品種。

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，密度為主處理，品種為副處理。 小區(qū)重復(fù)3 次，各處理完全隨機(jī)區(qū)組排列。 每小區(qū) 6 行，行距 63 cm，行長(zhǎng) 10 m，小區(qū)面積 37.8 m2。試驗(yàn)于2021年安排在鳳城市草河經(jīng)濟(jì)管理區(qū)丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田。 施肥：各處理統(tǒng)一施肥管理，氮肥每畝施純氮（N）15 kg、磷（P2O5）6 kg、鉀（K2O）6 kg、ZnSO41 kg，氮素基肥與 10 葉展開期追肥按照 1∶2 的比例施用。 磷、鉀、鋅肥作基肥一次性施用。

1.2 試驗(yàn)調(diào)查項(xiàng)目與試驗(yàn)方法

田間調(diào)查項(xiàng)目主要有株高、穗位高、莖粗和葉面積指數(shù)，每小區(qū)連續(xù)測(cè)定10 株；每小區(qū)選取有代表性的3 株進(jìn)行標(biāo)記固定，于吐絲期測(cè)定單株葉面積，并折算葉面積指數(shù)（LAI）；乳熟期調(diào)查株高、穗位高、莖粗（連續(xù)測(cè)定10 株）；成熟期全區(qū)調(diào)查雙穗率、空稈率和倒伏率； 收獲時(shí)每小區(qū)取中間2 行、 長(zhǎng)10 m的區(qū)域進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，測(cè)產(chǎn)面積12.6 m2；收獲后，按照每小區(qū)選取10個(gè)樣本穗進(jìn)行考種， 調(diào)查項(xiàng)目為穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、籽粒含水量。根據(jù)小區(qū)產(chǎn)量折合畝產(chǎn)量（14%含水量）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度下玉米品種植株性狀的差異

利用DPS 7.5 軟件對(duì)本試驗(yàn)中4個(gè)玉米品種鄭單958、先玉 335、丹玉 603、丹玉 606 的株高、穗位高、 莖粗和葉面積指數(shù)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行方差差異性檢驗(yàn)，結(jié)果見表1。

由表 1 可知，4個(gè)玉米品種在 3 500 株/畝、4 000 株/畝、4 500 株/畝密度下， 品種的株高、 穗位高、莖粗和葉面積指數(shù)差異顯著，其中株高和葉面積指數(shù)達(dá)到極顯著水平；在相同密度下，不同品種間各性狀差異均為極顯著；在不同密度下，不同品種各差異均顯著，其中株高、穗位高和葉面積指數(shù)差異達(dá)極顯著水平。

表1 玉米植株性狀方差分析

由附圖可知，鄭單 958 在 3 500 株/畝、4 000 株/畝下株高、 穗位高變化不大， 在4 500 株/畝下明顯增大； 先玉335 的株高和穗位高在不同密度下變化很小； 丹玉603 的株高和穗位高表現(xiàn)為3 500 株/畝、4 000 株/畝 處 理 間 明 顯 增 加 ， 而 4 000 株/畝 與4 500 株/畝處理之間變化不大；丹玉606 的株高并沒有隨密度增加而明顯增高，而穗位則有所增高。 隨著種植密度的增加各品種的莖稈粗度都相應(yīng)減小，丹玉606 表現(xiàn)不太明顯； 各品種葉面積指數(shù)都相應(yīng)增加，丹玉603 表現(xiàn)最為明顯。

附圖 參試玉米品種植株性狀隨密度的變化趨勢(shì)

2.2 不同密度下玉米品種果穗及籽粒性狀的差異

由表2 可知，玉米雜交種隨種植密度增加，其穗部性狀也相應(yīng)發(fā)生變化，本試驗(yàn)中，各品種均表現(xiàn)出穗長(zhǎng)、行粒數(shù)降低，穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗行數(shù)變化較小。除先玉335 外， 其余3個(gè)品種在不同種植密度下禿尖變化未達(dá)到顯著水平， 其中丹玉603 在不同密度下穗粗、禿尖長(zhǎng)和穗行數(shù)等農(nóng)藝性狀變化不顯著；鄭單958 的穗長(zhǎng)受密度影響小于其他品種； 丹玉603、丹玉606 在不同密度下穗長(zhǎng)、 行粒數(shù)變化均大于其他品種； 先玉335 在密度加大的情況下穗粗變化相比其他品種較為明顯。

表2 不同密度水平下玉米果穗及籽粒性狀差異

2.3 不同密度下玉米品種的抗倒性及空稈率的差異

由表3 可知， 同樣品種在不同密度水平下抗倒伏性狀和空稈率存在著差異。 隨著種植密度的增加，鄭丹958 倒伏率和空稈率均為0，其他3個(gè)參試品種倒伏率呈增加趨勢(shì)，空稈率也越來(lái)越高。

表3 不同密度水平下玉米品種的倒伏率及空稈率的性狀差異

在本試驗(yàn)中，隨著種植密度不斷增加，玉米雜交種的株高和穗位高逐漸增加，從而提高了植株重心，由于個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)激烈使得莖稈變細(xì)變?nèi)崛酰?莖稈韌皮組織致密性降低、紋枯病發(fā)病率提高，多重因素增加了倒伏的風(fēng)險(xiǎn)和概率。 同時(shí)由于種植密度增加， 光照和營(yíng)養(yǎng)條件惡化， 植株個(gè)體素質(zhì)下降造成其發(fā)育不良，抗倒能力下降，甚至空稈不結(jié)實(shí)。 鄭單958 在3 500 株/畝、4 000 株/畝、4 500 株/畝密度下，空稈率和倒伏率幾乎沒有變化；先玉335 品種在3 500 株/畝的種植密度下空稈率和倒伏率為0，當(dāng)種植密度增加到4 000 株/畝時(shí)開始出現(xiàn)空稈和倒伏，分別達(dá)到0.17%和0.37%， 在種植密度達(dá)到4 500 株/畝時(shí)空稈率和倒伏率增加到最大，分別達(dá)到2.33%和2.60%；丹玉603在3 500 株/畝的種植密度下空稈率和倒伏率分別為0.27%和0， 當(dāng)種植密度增加到4 000 株/畝時(shí)開始出現(xiàn)空稈和倒伏，分別達(dá)到0.33%和0.80%，在種植密度達(dá)到4 500 株/畝時(shí)空稈率和倒伏率增加到最大， 分別達(dá)到 2.13%和2.90%； 丹玉 606 在 3 500 株/畝的種植密度下空稈率和倒伏率分別為0.13%和0，當(dāng)種植密度增加到4 000 株/畝時(shí)開始出現(xiàn)空稈和倒伏， 達(dá)到0.23%和0.40%，在種植密度達(dá)到4 500 株/畝時(shí)空稈率和倒伏率增加到最大，分別達(dá)到2.03%和2.10%。

不同密度水平下各品種產(chǎn)量也表現(xiàn)不同， 先玉335、丹玉 603、丹玉 606 在種植密度由 3 500 株/畝增加到4 000 株/畝的時(shí)候產(chǎn)量達(dá)到最高， 在增加到4 500 株/畝密度下產(chǎn)量明顯下降；鄭單958 則是在種植密度增加到4 500 株/畝的情況下產(chǎn)量達(dá)到最高。由此可以得出，鄭單958 在3種密度水平下種植，對(duì)空稈率和倒伏率影響均不大， 甚至在種植密度增加后，產(chǎn)量也隨之增加；先玉335、丹玉 603、丹玉 606在種植密度由3 500 株/畝增加到4 000 株/畝時(shí)雖然空稈率和倒伏率有所增加，但產(chǎn)量在此時(shí)達(dá)到最高，而當(dāng)種植密度增加到4 500 株/畝時(shí)，空稈率增加、倒伏嚴(yán)重，從而使千粒重、穗粒數(shù)減少，最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低。

3 討論與結(jié)論

玉米雜交種隨著種植密度的增加， 植株群體內(nèi)通風(fēng)性和透光性也變差[5]，植株生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生變化，群體內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力的增加使其株高、穗位、莖粗都相應(yīng)發(fā)生變化，當(dāng)種植密度由低變高，對(duì)各品種株高、穗粗、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)的影響較小，對(duì)穗位高、禿尖、倒伏率的影響較大。 由于種植密度增加，使植株個(gè)體對(duì)光照、養(yǎng)分等生存條件相互產(chǎn)生激烈競(jìng)爭(zhēng)， 植株個(gè)體為了獲得更好的光照使得植株更加向上生長(zhǎng)，從而株高和穗位高隨之增加， 而莖稈卻因?yàn)槊芏仍黾羽B(yǎng)分減少而變細(xì)變?nèi)崛酢?本試驗(yàn)中，種植密度由3 500 株/畝到4 500 株/畝，鄭單958 的株高、穗位高增加比較明顯，對(duì)空稈率和倒伏率影響不大， 產(chǎn)量在4 500 株/畝時(shí)達(dá)到最大值；先玉335 株高增加最小，空稈率和倒伏率隨著密度的增加逐步增加， 產(chǎn)量在4 000 株/畝時(shí)達(dá)到最大值，在4 500 株/畝時(shí)又開始下降；丹玉603莖粗減少最多， 空稈率和倒伏率隨著密度的增加逐步增加，產(chǎn)量在4 000 株/畝時(shí)達(dá)到最大值；丹玉606各項(xiàng)指標(biāo)的變化都比較均衡， 空稈率和倒伏率隨著密度的增加逐步增加， 產(chǎn)量在4 000 株/畝時(shí)達(dá)到最大值。4個(gè)玉米品種在3種密度水平下綜合農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量等多種因素分析結(jié)果表明， 鄭單958 最適宜種植密度為 4 500 株/畝，先玉 335、丹玉 603、丹 玉606 最適宜種植密度均為4 000 株/畝。由于本試驗(yàn)只設(shè)計(jì)了3種密度、4個(gè)品種， 在某種程度上一定會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性， 相對(duì)最合理的種植密度范圍還有待于進(jìn)一步研究[5-8]。

綜上所述， 選擇適宜品種的合理密度提高玉米的群體質(zhì)量[5]，是玉米優(yōu)質(zhì)、高效、安全生產(chǎn)的重要措施。 通過不同品種在不同種植密度下農(nóng)藝性狀的差異分析和總結(jié)， 在生產(chǎn)上根據(jù)不同玉米品種選擇適宜的種植密度，綜合考慮密度與產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀、病害等問題之間的平衡，選擇倒伏、倒折、空稈及病害發(fā)生率最低的種植密度， 依據(jù)品種的特征特性并結(jié)合推廣種植區(qū)域的生態(tài)氣候條件合理調(diào)控群體結(jié)構(gòu)，在相對(duì)合理的密植范圍內(nèi)，適當(dāng)增加種植密度以提高單位面積玉米產(chǎn)量，降低倒伏、倒折、空稈及病害的發(fā)生率，從而提高玉米的群體質(zhì)量，充分發(fā)揮玉米品種的最大產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，為玉米雜交種的密植高產(chǎn)栽培技術(shù)和推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)用價(jià)值。