玉米新品種浚單996 的最佳增密空間探索

章慧玉 張素娟 張守林 王存綱 郭新波 靳海蕾 李長建

（1 河南省鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，鶴壁 458030；2 河南省鶴壁市農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心，鶴壁 458030；3 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南鶴壁 458030）

玉米是重要的糧食作物，在推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，滿足畜牧業(yè)、工業(yè)需要，保障糧食安全等方面發(fā)揮著重要作用。相對于增加種植面積、改變種植方式，增加種植密度成為促進(jìn)玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措，隨著國內(nèi)外玉米生產(chǎn)發(fā)展不斷演變，提高產(chǎn)量的有效措施是增加種植密度[1]。過去幾十年，世界范圍內(nèi)玉米產(chǎn)量水平的提高與種植密度的增加緊密相連。中國玉米品種種植密度在1970 年前大多為3.0 萬株/hm2左右，2000 年以來，涌現(xiàn)出鄭單958、先玉335、浚單20等一批株型緊湊，耐密植、抗病和適應(yīng)性廣的優(yōu)良品種，促進(jìn)玉米種植密度提升到6.00萬～6.75萬株/hm2[2]，與美國當(dāng)前玉米種植密度6.75 萬～9.00 萬株/hm2相比，我國玉米種植密度差距顯著，未來玉米總產(chǎn)水平提高的關(guān)鍵路徑是通過增密種植來實(shí)現(xiàn)[3]。

浚單996 是鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的玉米新品種，2021 年通過了國家審定，審定編號為國審玉20210456。浚單996 在國審公告中規(guī)定的大田種植密度為6.75 萬株/hm2，試驗密度為7.50 萬株/hm2。為了深入探討浚單996 的耐密性、豐產(chǎn)性及穩(wěn)產(chǎn)性，通過增加種植密度，激發(fā)增產(chǎn)潛能。本研究通過對浚單996 兩年的不同密度處理設(shè)置，從增密種植的抗倒性、植物形態(tài)學(xué)性狀、產(chǎn)量性狀等方面分析，確定該品種的最佳增密種植空間，同時也為玉米新品種浚單996 的合理密植及推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和試驗設(shè)計試驗材料為河南省鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的玉米新品種浚單996。試驗于2019-2020 年在河南省鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗園區(qū)進(jìn)行。該地區(qū)海拔61.5m，位于35°72′18″N，114°32′46″E，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候。在作物生育期內(nèi)，試驗地區(qū)氣候條件如圖1 所示。土質(zhì)為粘壤土，土壤的有機(jī)質(zhì)含量為14.3g/kg，速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為65.38.2mg/kg、17.7mg/kg、74.23mg/kg。基礎(chǔ)肥力處于中等水平，前茬種植作物為小麥。試驗采用隨機(jī)區(qū)組排列，試驗安排6個處理密度，分別為6.00 萬株/hm2、6.75 萬株株/hm2、7.50 萬株/hm2、8.25 萬株/hm2、9.00 萬株/hm2、9.75 萬株/hm2。每處理設(shè)3個重復(fù)，共10 行區(qū)，行長6.7m，行距0.6m；實(shí)收中間6 行計產(chǎn)，四周設(shè)有保護(hù)區(qū)。

圖1 2019-2020 年鶴壁市試驗期間的氣溫和降雨量

1.2 栽培管理試驗分別于2019 年6 月8 日與2020年6 月10 日播種，在相同試驗田塊，采取統(tǒng)一肥水管理和種植模式。種植時每667m2施用撒可富復(fù)合肥50kg。對試驗各處理及時灌溉蒙頭水、間苗定苗。病蟲草害防治主要是苗期及時防除田間雜草和噴灑阿維菌素、吡蟲啉等防治玉米苗期害蟲，在喇叭口期噴灑甲維·茚蟲威和高效氯氟氰菊酯防治玉米螟、蚜蟲。收獲時間分別為2019年9月28日與2020年9月30日。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 抗倒性測定指標(biāo)詳細(xì)記錄不同處理小區(qū)內(nèi)玉米的倒伏、倒折情況。

1.3.2 植物形態(tài)學(xué)性狀測定指標(biāo)在玉米乳熟期，從不同處理小區(qū)內(nèi)連續(xù)選取有代表性植株10 株，測定玉米株高、穗位高和重心高。用卷尺測量地上第1 節(jié)、第3 節(jié)的節(jié)間長度。用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量地上第1 節(jié)、第3 節(jié)的莖粗（寬面）。雄穗分枝是在玉米散粉期雄穗一級側(cè)枝數(shù)目，求平均值。

1.3.3 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量性狀測定指標(biāo)觀察記載主要經(jīng)濟(jì)性狀，選取有代表性的10 株玉米，于收獲前測量株高、穗位高、莖粗等，收獲后對不同處理的玉米植株穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長等主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行室內(nèi)測定，人工收獲小區(qū)中間6 行，所有果穗分區(qū)測產(chǎn)。按測產(chǎn)面積折算產(chǎn)量，籽粒產(chǎn)量以14%標(biāo)準(zhǔn)水分折算。并對不同密度處理的產(chǎn)量差異性進(jìn)行方差分析和多重比較。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 20 軟件進(jìn)行分析，根據(jù)圖1 氣溫和降雨量變化趨勢，并對每個年份間各處理進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 增密種植對玉米品種浚單996 的抗倒性的影響玉米的抗倒性一般隨密度的增加而降低。從表1 可以看出，2 年測試的平均倒伏倒折率隨密度的增加而增大，空稈率變化也大體上隨密度增加而增加，密度在8.25 萬株/hm2以上出現(xiàn)輕微的倒伏倒折，2 年間的倒伏倒折率受氣候條件影響出現(xiàn)變幅，2 年間空稈率變化幅度不大。

表1 增密種植對玉米品種浚單996 抗倒性的影響

2.2 增密種植對玉米品種浚單996 株高、穗位高和重心高的影響從圖2 中可以看出，隨著浚單996 種植密度的增加，株高和重心高都有逐漸增加的趨勢，穗位高也隨之增加，但增加幅度不大。說明增密種植加劇了群體內(nèi)個體間光照、水肥、氣、熱等資源的競爭。

圖2 2019 年和2020 年浚單996 株高、穗位高和重心高的變化

2.3 增密種植對玉米品種浚單996節(jié)間長度、莖粗、雄穗分枝數(shù)的影響節(jié)間長度是影響植物高度和穗位高的決定性因素之一，而這與玉米的抗倒性、生物產(chǎn)量和谷物產(chǎn)量密切相關(guān)[4]。尤其是近地面基部1～3 節(jié)的節(jié)間長短粗細(xì)與倒伏有密切關(guān)系。通過表2 可以看出，隨著種植密度的增加，節(jié)間長度大體上呈增加趨勢。由表3 可以看出，2 年間第1 節(jié)間長度差異不顯著，第3 節(jié)間長度差異極顯著。莖粗隨著種植密度的增加變細(xì)，第1 節(jié)間和第3 節(jié)間莖粗2 年間差異極顯著。雄穗分枝數(shù)在年份間差異不顯著，在不同密度處理間差異極顯著。

表2 增密種植對玉米浚單996 節(jié)間長度、莖粗和雄穗分枝數(shù)的影響

表3 年份間與密度處理節(jié)間長度、莖粗、雄穗分枝數(shù)方差分析

2.4 增密種植對玉米品種浚單996 產(chǎn)量性狀的影響增密種植對玉米品種浚單996 產(chǎn)量性狀影響從表4、表5 可以看出，產(chǎn)量性狀指標(biāo)穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長、產(chǎn)量在不同年份間差異不顯著，密度間、年份×密度間差異極顯著。大體上，隨著種植密度的增加穗長逐漸變短、行粒數(shù)減少、禿尖長增長、千粒重降低。不同年份間產(chǎn)量指標(biāo)差異不顯著，不同密度間產(chǎn)量指標(biāo)差異極顯著。2019 年處理間產(chǎn)量表現(xiàn)為：7.50 萬株/hm2＞8.25 萬株/hm2＞6.75 萬株/hm2＞9.00 萬株/hm2＞6.00 萬株/hm2＞9.75萬株/hm2，2020 年產(chǎn)量表現(xiàn)結(jié)果：8.25 萬株/hm2＞6.75 萬株/hm2＞7.50 萬株/hm2＞6.00 萬株/hm2＞9.75萬株/hm2＞9.00 萬株/hm2，綜合2 年產(chǎn)量表現(xiàn)，7.50萬株/hm2與8.25 萬株/hm2的增密種植空間產(chǎn)量表現(xiàn)最為突出。

表4 增密種植對玉米浚單996 產(chǎn)量性狀的影響

表5 年份間與密度處理產(chǎn)量性狀方差分析

3 結(jié)論與討論

種植密度是影響玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成最重要的栽培因素[5]。但為了增加產(chǎn)量而盲目地提高種植密度卻會增大倒伏的潛在危險[6]。伴隨種植密度的增加，個體競爭加劇，株高、穗位高、重心高上移，基部莖稈細(xì)弱，容易造成倒伏[7]。其次，降雨是我國黃淮海地區(qū)倒伏發(fā)生的主要脅迫因子[8]，陰雨寡照使玉米植株徒長、莖稈變細(xì)。同時，隨著密度的增加，增密種植改變了玉米植株的群體結(jié)構(gòu)和通風(fēng)透光條件[9-10]，冠層內(nèi)部光照減弱，根系和莖稈的活性降低，根系對水分和養(yǎng)分需求供應(yīng)不足，盧霖等[11]研究增密種植會加速玉米植株衰老進(jìn)程，降低莖稈抗病能力。

本研究從區(qū)域氣候生態(tài)特征、植物形態(tài)學(xué)、品種遺傳特性、種植密度、水肥管理等方面對玉米新品種浚單996 進(jìn)行了增密試驗研究，從區(qū)域氣候生態(tài)特征確定2 年間的平均氣溫和降雨量走勢基本相似，6-7 月氣溫偏高，降雨量比后2個月份較大，8-9月處于玉米中后期生長過程，氣溫和降雨量基本相同。李峰等[12]研究認(rèn)為玉米種植密度能顯著影響莖稈的株高、穗位高和莖粗且呈負(fù)相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，隨種植密度的增加，玉米植株高度不斷增加，穗位高略微增高，重心高增長，大體上節(jié)間長度變長、莖粗變細(xì)且2 年間數(shù)據(jù)差異顯著（表3），同時過度增密種植增加了浚單996 的倒伏風(fēng)險。

洪德峰等[13]研究表示玉米產(chǎn)量隨種植密度的增加而提高，但達(dá)到一定程度，產(chǎn)量又隨密度的增加而降低。綜合2 年產(chǎn)量比較，玉米品種浚單996 的增密種植也大致呈現(xiàn)先增加后降低趨勢，在密度為7.50萬～8.25萬株/hm2的增密種植空間里產(chǎn)量最高。說明當(dāng)品種在適宜密度下，玉米在整個生育期能保持較好的群體冠層結(jié)構(gòu)，通風(fēng)透光條件適宜，個體生長發(fā)育穩(wěn)健，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量性狀優(yōu)良。在低密度情況下，單產(chǎn)性狀優(yōu)良，而種植株數(shù)少，產(chǎn)量不高。當(dāng)密度超過一定限度時（超過9.00 萬株/hm2）由于冠層內(nèi)部光照減弱，植株葉片、根系和莖稈的競爭加劇。種植密度增加會使穗部性狀變劣，表現(xiàn)出果穗變小，禿尖長變長，穗粒數(shù)減少，千粒重降低，倒伏倒折加重，產(chǎn)量降低。

近年來耐密植、高產(chǎn)品種的缺乏極大地限制了中國玉米種植密度的增長[14]，黃淮海夏玉米區(qū)和西南玉米區(qū)由于缺少突破性的高產(chǎn)耐密植品種，區(qū)域種植密度增長陷于停滯狀態(tài)?？?96 的選育成功，為黃淮海夏玉米區(qū)的耐密豐產(chǎn)打開了新的篇章。品種和栽培措施共同決定了適宜種植密度，在提高種植密度條件下需要先通過合理配套的栽培管理措施協(xié)調(diào)群體與個體的發(fā)展，才能促進(jìn)玉米群體產(chǎn)量的提高?？?96 的耐密豐產(chǎn)性探討結(jié)合有利的栽培管理技術(shù)措施，才能發(fā)揮其高產(chǎn)潛能。