毛烏素沙地不同種植密度玉米農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性和通徑分析

郭海紅　屈高峰　趙帆　封琳　白成波　許曉瑞　卜凱

摘要：為尋找毛烏素沙地特殊環(huán)境中玉米種植密度和品種最佳耦合度，以5個不同玉米品種為材料，設(shè)置5個不同種植密度水平，進(jìn)行農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的相關(guān)性和通徑分析，為玉米高產(chǎn)和高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：（1）JY308、DH182和DY606適宜種植密度為8.25萬株?hm-2；（2）相關(guān)性分析表明，不同種植密度處理下，產(chǎn)量分別與行粒數(shù)、倒折率、穗位高呈極顯著相關(guān)（P<0.01）；（3）通徑分析表明，穗位高對產(chǎn)量的直接負(fù)向效應(yīng)最大，倒折率和倒伏率對產(chǎn)量的直接負(fù)向效應(yīng)較大。毛烏素沙地玉米種植在低密度時應(yīng)注重增加玉米的行粒數(shù)，中高密度要減小倒伏率，注重合理的穗位，同時要兼顧各農(nóng)藝性狀的相互影響。

關(guān)鍵詞：玉米；種植密度；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；相關(guān)性分析；通徑分析

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Correlation and Path Analysis of Agronomic Traits and Yield of Maize with Different Planting

Densities in Mu Us Sandy Land

GUO Haihong1， QU Gaofeng3， ZHAO Fan2， FENG Lin1， BAI Chengbo1，

XU Xiaorui3， BU Kai4

（1Agricultural Technology Promotion Station in Baijie District， Hengshan District， Yulin， Shaanxi? 719100， China; 2Agricultural Technology Promotion Center in Hengshan District， Yulin， Shaanxi? 719100， China; 3Agricultural Technology Promotion Station in Zhaoshipan District， Hengshan District， Yulin， Shaanxi? 719100， China; 4Agricultural Technology Promotion Station in Shiwan District， Hengshan District， Yulin， Shaanxi? 719100， China）

Abstract： In order to find the optimal maize planting density and coupling degree of the variety in the special environment of Mu Us Sandy Land， 5 different maize varieties were taken as materials， and 5 different planting densities were set to conduct correlation and path analysis of agronomic traits and yield， so as to provide scientific basis for high yield and efficient high-quality production of maize. The results showed that： （1） the appropriate planting density of JY308， DH182 and DY606 was 8.25×104 plants?hm-2; （2） correlation analysis showed that under different planting density treatments， yield was extremely and significantly correlated with grain number per row， broken ear rate， and ear height （P<0.01）; （3） path analysis showed that ear height had the greatest direct negative effect on yield， while broken ear rate and lodging rate had a greater direct negative effect on yield. When planting maize in the Mu Us Sandy Land， the number of maize grains per row under low density should be increased， lodging rate under medium to high density should be reduced， reasonable ear position should be maintained and the mutual influence of various agronomic traits should be considered.

Keywords： Maize; planting density; agronomic traits; yield; correlation analysis; path analysis

毛烏素沙地生態(tài)系統(tǒng)敏感脆弱，降雨分布不均，以丘陵山地為主，耕作層瘠薄80%的耕地為旱地，生態(tài)環(huán)境和氣候復(fù)雜，季節(jié)性干旱、大風(fēng)等自然災(zāi)害頻發(fā)[1]。玉米是毛烏素沙地的主要栽培糧食作物[2]。隨著玉米需求量的不斷擴(kuò)大和畜牧業(yè)的快速發(fā)展，合理密植，構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)，是提高毛烏素沙地玉米產(chǎn)量的有效途徑。

前人對密度對玉米農(nóng)藝性狀及其產(chǎn)量的影響做了大量研究，但因環(huán)境、氣候、品種等不同，結(jié)論也不盡相同，側(cè)重點也不同。楊金慧等[3]認(rèn)為在影響因子中占主導(dǎo)地位的是行粒數(shù)、穗行數(shù)和百粒重。梁曉玲等[4]發(fā)現(xiàn)玉米千粒質(zhì)量能正向促進(jìn)籽粒產(chǎn)量增加，提高玉米出籽率，應(yīng)兼顧其他性狀之間的相互關(guān)系，宜選擇穗長較長、穗粗較粗的玉米新組合。李洪等[5]采用相關(guān)性和通徑分析對14份玉米雜交組合9個農(nóng)藝性狀進(jìn)行比較和評價，選出優(yōu)異的雜交組合。周旭梅、趙萬慶、石桂雙等[6-8]對農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量間的相關(guān)性和通徑分析進(jìn)行了深入的研究，也得出了不同的結(jié)論。

前人的研究對同一密度研究的較多，對不同密度和農(nóng)藝性狀結(jié)合研究的較少，對毛烏素沙區(qū)研究的更少。為此，本研究選用毛烏素沙地5個玉米品種，研究其在當(dāng)?shù)貧夂驐l件下的適宜種植密度，并明確各農(nóng)藝性狀對玉米籽粒產(chǎn)量形成的相對重要性，為毛烏素沙區(qū)玉米高產(chǎn)高效調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022年在陜西省榆林市橫山區(qū)黨岔鎮(zhèn)銀灣（109°82'39"E，37°98'61"N）進(jìn)行，海拔916 m，年日照時數(shù)為2593.5～2914.4 h；當(dāng)?shù)馗珊瞪儆?，雨季主要集中?—9月份，近年來降雨量逐年減少；晝夜溫差較大，無霜期約150 d，典型的旱作農(nóng)業(yè)種植區(qū)。試驗地土壤類型為沙壤土，排灌方便，pH值為8.52、有機(jī)質(zhì)20.9 g/kg，全氮0.92 g/kg，有效磷50.3 mg/kg，速效鉀152 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，品種為主處理，密度為副處理。品種為5個，分別為延科288（YK288）、金韻308（JY308）、登海182（DH182）、敦玉606（DY606），對照為均隆1217（JL1217）；密度設(shè)置5個梯度水平，密度等級分別為6.0萬株?hm-2（D1）、6.75萬株?hm-2（D2）、7.5萬株?hm-2（D3）、8.25萬株?hm-2（D4）、9.0萬株?hm-2（D5），共25組處理，南北行向，行距0.6 m，4行區(qū)，小區(qū)面積19.2 m2（2.4 m×8 m），3次重復(fù)，人工點播。試驗田施肥、灌溉、殺蟲、除草等田間管理水平與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民大田管理水平基本一致。

1.3 栽培管理

秋整地，用大型農(nóng)業(yè)機(jī)械滅茬、旋耕。農(nóng)家肥45000 kg?hm-2，混合均勻隨整地施入，5月15日人工點播，當(dāng)天播完，播后封閉除草。5月27日陸續(xù)出苗，玉米3葉期間苗。試驗配套安裝水肥一體化設(shè)施，分別在小喇叭口期、8～9展葉、12～14展葉、吐絲散粉時、吐絲后15 d滴水沖肥。10月中旬收獲。

1.4 測定指標(biāo)與方法

在玉米的生長發(fā)育過程中，對玉米的生長狀態(tài)觀察記錄。乳熟期，連續(xù)取小區(qū)內(nèi)10株正常植株，測量株高和穗位高。計算穗位系數(shù)（穗位系數(shù)=穗位高/株高）。

乳熟后期，調(diào)查倒伏株數(shù)、倒折株數(shù)、空桿數(shù)。計算倒伏率（植株傾斜度大于45度但未折斷的植株占該總株數(shù)的百分率）、倒折率（果穗以下部位折斷的植株占總株數(shù)的百分率，收獲前調(diào)查）、空稈率（收獲時，調(diào)查不結(jié)果穗和果穗結(jié)實20粒以下的植株占總株數(shù)的百分率）。

成熟收獲時，每個小區(qū)取代表性植株20株，進(jìn)行室內(nèi)考種，自然晾曬后測定穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重等相關(guān)產(chǎn)量指標(biāo)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并利用SPSS 17.0軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對不同玉米品種穗位系數(shù)的影響

穗位系數(shù)受玉米密度影響較大。由表1可知，不同品種的穗位系數(shù)具有很大差異，隨著密度的增大，穗位系數(shù)也不同程度的增大。過大的穗位系數(shù)會使玉米植株重心垂直向上偏移，導(dǎo)致玉米倒伏率上升，因而降低穗位系數(shù)能夠有效減少倒伏發(fā)生。6 萬株?hm-2時、7.5 萬株?hm-2時、8.25 萬株?hm-2和9 萬株?hm-2時YK288穗位系數(shù)在各品種玉米同一密度水平最低，6.75 萬株?hm-2時JY308穗位系數(shù)最低。YK288的穗位系數(shù)在不同密度明顯低于其他4個玉米品種。DH182在各種植密度中的穗位系數(shù)較高。合理的穗位系數(shù)能增大光能截獲量，增強(qiáng)光合效率。

密度增大容易導(dǎo)致植株空稈、倒伏和倒折增加。如表1所示，隨著種植密度的增加，空稈率、倒伏率和倒折率也不斷增加，在6萬株?hm-2和6.75萬株?hm-2空稈率、倒伏率和倒折率均為0，說明在這兩個密度水平下不同玉米品種的群體協(xié)調(diào)能力較好。較大的空稈率、倒伏率和倒折率也是種植密度為9萬株?hm-2時較7.5萬株?hm-2產(chǎn)量低的原因之一。當(dāng)植株密度低時，光照和通風(fēng)良好，玉米營養(yǎng)充足，生長環(huán)境良好，空稈較少，然而，隨著玉米密度的增加，各植株營養(yǎng)面積變小，空稈、倒伏和倒折也隨之增加。

表1 不同種植密度不同玉米品種農(nóng)藝性狀比較

Table 1 Agronomic traits comparison of different planting densities and maize varieties

[密度

Density 品種

Variety 株高/cm

Plant height 穗位高/cm

Ear height 穗位系數(shù)/cm

Ear position coefficient 倒伏率/%

Lodging rate 倒折率/%

Broken ear rate 空稈率/%

Empty stem rate D1 YK288 279.67±14.15 b 98.00±5.00 c 0.35±0.01 c 0 0 0 JY308 288.00±14.18 b 108.67±4.62 b 0.38±0.01 b 0 0 0 DH182 312.33±14.43 ab 129.67±1.15 a 0.42±0.01 a 0 0 0 DY606 286.67±13.43 b 109.00±9.00 b 0.38±0.01 b 0 0 0 JL1217 302.33±4.73 b 129.00±4.36 a 0.43±0.01 a 0 0 0 D2 YK288 291.67±15.31 ab 119.67±25.38 b 0.41±0.07 a 0 0 0 JY308 295.33±10.07 ab 112.33±5.69 b 0.38±0.03 ab 0 0 0 DH182 311.00±17.52 a 138.67±18.56 a 0.44±0.04 a 0 0 0 DY606 283.67±4.04 b 118.33±1.15 b 0.41±0.01 a 0 0 0 JL1217 308.00±7.81 b 135.00±7.94 a 0.44±0.02 a 0 0 0 D3 YK288 281.00±10.58 ab 97.67±6.81 c 0.35±0.02 b 0 0.60±0.20 b 0 JY308 292.00±16.64 ab 115.00±9.64 bc 0.39±0.01 ab 0 1.47±0.46 a 0.20±0.10 b DH182 305.00±8.54 a 138.67±14.5 a 0.45±0.04 a 0.67±0.06 b 0.83±0.76 b 1.37±0.45 a DY606 276.00±9.17 b 125.67±15.01 ab 0.46±0.06 a 0.63±0.35 b 1.37±0.45 a 1.70±1.06 a JL1217 295.67±15.04 ab 134.33±6.51 ab 0.46±0.01 a 1.20±0.20 a 1.90±0.50 a 0.65±0.87 b D4 YK288 281.00±16.46 ab 107.67±8.08 b 0.38±0.02 b 1.20±0.44 b 1.73±1.04 c 1.67±0.32 b JY308 298.00±7.94 ab 117.00±2.65 b 0.39±0.01 b 2.33±0.25 a 1.67±0.32 c 2.27±0.84 a DH182 307.67±2.31 a 139.00±7.94 a 0.45±0.02 a 3.17±0.59 a 2.10±0.69 b 1.67±0.40 b DY606 282.33±17.62 ab 114.00±4.36 b 0.41±0.02 b 1.30±0.1 b 2.33±0.25 b 2.03±0.67 a JL1217 301.00±19.67 ab 135.00±6.93 a 0.45±0.01 a 2.30±0.52 a 3.70±0.10 a 1.71±0.66 b D5 YK288 266.67±22.28 b 104.33±6.66 b 0.39±0.03 b 3.50±0.10 b 4.57±0.58 a 2.37±0.25 ab JY308 294.00±9.54 ab 121.00±7.55 ab 0.41±0.02 ab 4.10±0.62 b 3.20±0.17 bc 2.60±0.56 ab DH182 301.33±30.44 ab 140.00±10.58 a 0.46±0.01 a 5.03±1.95 ab 2.70±0.50 c 3.77±0.9 ab DY606 279.00±15.87 ab 122.67±15.37 ab 0.44±0.06 ab 6.77±0.85 b 3.87±0.10 b 4.30±2.56 a JL1217 310.00±19.05 a 136.00±8.19 a 0.44±0.01 ab 7.50±0.40 a 4.37±2.46 a 2.72±1.7 ab ]

注：同列數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示差異顯著（P<0.05）。

Note： Different lowercase letters in the same column indicated significant difference （P<0.05）.

2.2 不同種植密度對不同品種玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知，不同密度對不同玉米品種的穗粒數(shù)的影響顯著。隨著密度的增加，所有品種穗粒數(shù)隨密度的增加出現(xiàn)不同程度的減少；低密度時，YK288和DH182可以獲得最大的穗粒數(shù)，YK288在中密度、高密度播種情況下穗粒數(shù)最大。

百粒重隨著種植密度的增加呈現(xiàn)下降的趨勢，主要原因是高密度條件下玉米生長受到抑制，引起玉米結(jié)實率下降，但下降幅度存在顯著差異。在6 萬株?hm-2、7.5 萬株?hm-2種植密度下JY308的百粒重相對較高，6.75 萬株?hm-2、8.25 萬株?hm-2、9 萬株?hm-2 DY606百粒重相對較高。不同密度對不同玉米品種的產(chǎn)量影響各不相同。5個玉米品種不同密度所收獲的產(chǎn)量介于12566～17002.5 kg?hm-2。YK288和JL1217產(chǎn)量隨著種植密度總體呈上升的趨勢，在9萬株?hm-2密度時，產(chǎn)量達(dá)到最高值，分別為15568.72 kg?hm-2和12912.53 kg?hm-2。JY308、DH182和DY606在8.25萬株?hm-2密度達(dá)到最高產(chǎn)量。較高的種植密度導(dǎo)致玉米根系受到抑制，穗粒數(shù)減少、粒重變輕，從而降低了單株玉米的產(chǎn)量潛力，玉米根系發(fā)育受到限制。密度增高會導(dǎo)致植株莖粗減小，莖稈纖細(xì)，支撐作用減弱，易發(fā)生彎折，造成減產(chǎn)。JY308產(chǎn)量優(yōu)勢明顯，分別在6萬株?hm-2、6.75萬株?hm-2、7.5萬株?hm-2、8.25萬株?hm-2密度水平相較其他品種獲得最高的產(chǎn)量，其中，JY308在8.25萬株?hm-2下產(chǎn)量最高，為17002.51 kg?hm-2，與其它處理均達(dá)到顯著或極顯著水平。

表2 不同種植密度和品種對玉米籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

Table 2 Effects of different planting densities and varieties on maize grain yield and yield components

[種植密度

Planting

density 品種

Variety 穗行數(shù)

Ear row number 行粒數(shù)

Grain number per row 穗粒數(shù)

Number of grains per ear 百粒重/g

100-grain weight 產(chǎn)量/（kg?hm-2）

Yield D1 YK288 18.07±0.70 a 39.73±2.02 a 716.99±17.17 a 37.64±5.32 b 15431.32±1884.83 a JY308 16.87±1.10 b 37.23±1.70 c 626.93±21.89 b 42.51±3.00 a 15982.9±888.87 a DH182 13.60±3.17 c 38.70±5.94 b 538.60±195.70 c 41.38±2.68 ab 14829.2±3918.96 b DY606 15.67±0.76 bc 37.17±2.80 c 582.12±50.29 c 42.03±2.40 a 13904.87±1167.43 c JL1217 15.47±3.30 bc 32.83±2.21 d 511.89±134.06 cd 37.37±2.70 b 11486.04±2633.24 d D2 YK288 16.90±1.14 ab 36.13±1.72 b 610.27±42.08 a 37.18±2.61 b 14427.78±710.89 ab JY308 17.00±0.72 a 35.47±1.01 bc 602.46±9.47 a 40.55±1.44 ab 15858.79±163.06 a DH182 15.73±0.76 b 39.63±4.63 a 624.58±88.66 a 38.26±1.09 b 13914.33±2110.78 c DY606 16.47±1.36 ab 34.43±5.25 bc 562.46±44.14 ab 41.36±2.21 a 14698.32±1222.49 b JL1217 17.17±0.47 a 31.27±1.55 c 536.97±36.00 ab 36.54±3.22 c 12340.46±820.65 d D3 YK288 16.47±2.44 b 36.10±1.06 ab 595.09±94.67 a 35.16±2.82 c 15092±480.57 ab JY308 15.93±0.58 c 34.37±2.21 ab 547.39±35.57 a 40.64±1.96 a 15633.59±584.27 a DH182 14.27±0.64 bc 39.57±1.31 a 563.93±6.56 a 37.79±0.86 b 14445.76±581.41 ab DY606 14.80±1.06 bc 31.43±3.62 b 465.41±67.47 ab 39.01±1.05 ab 13405.14±1267.73 b JL1217 17.27±0.76 a 34.27±2.00 ab 592.45±56.38 a 25.37±15.50 d 12566±1791.88 b D4 YK288 16.33±1.40 ab 36.40±0.82 ab 594.07±44.56 a 35.00±0.88 c 15212.64±1227.09 c JY308 16.27±0.42 ab 35.23±1.98 ab 572.63±20.07 a 40.64±2.26 a 17002.51±390.06 a DH182 13.93±0.12 c 38.43±3.76 a 535.79±56.54 ab 37.47±2.14 ab 15503.15±872.77 c DY606 14.73±0.12 bc 33.53±2.73 ab 493.91±37.57 ab 41.93±2.03 a 16341.5±507.25 b JL1217 16.67±0.31 a 28.77±5.22 b 478.55±80.63 b 38.01±1.09 ab 12229.2±2019.99 d D5 YK288 16.6±0.35 ab 34.77±0.9 a 577.03±14.13 a 34.11±0.72 c 15568.72±150.63 a JY308 16.33±0.5 ab 33.33±1.46 ab 544.13±18.78 ab 35.17±0.45 b 14211.79±462.02 b DH182 14.67±1.15 bc 33.63±4.72 ab 490.33±43.40 bc 37.97±3.57 ab 15041.63±895.43 ab DY606 14.97±0.32 bc 29.60±3.04 b 442.44±37.10 c 38.70±1.47 a 15898.01±1072.66 a JL1217 17.20±0.92 a 26.57±2 ab 456.17±26.82 c 37.38±4.33 ab 12912.53±683.49 c ]

注：同列數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示差異顯著（P<0.05）。

Note： Different lowercase letters in the same column indicated significant difference （P<0.05）.

2.3 不同種植密度下玉米產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

對不同種植密度下玉米的產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果見表3。

6萬株?hm-2密度水平下對產(chǎn)量影響最大性狀是行粒數(shù)，產(chǎn)量與行粒數(shù)（r＝0.980）呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與百粒重（r＝0.548）和株高（r＝0.537）呈顯著正相關(guān)，與穗位高（r＝-0.526）呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)程度百粒重＞株高＞穗位高；

6.75萬株?hm-2密度下產(chǎn)量與穗位高（r＝-0.814）具有極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與百粒重（r＝0.756）具有極顯著正相關(guān)關(guān)系，貢獻(xiàn)大小為穗位高＞百粒重，與株高呈顯著正相關(guān)（r＝0.615）；

7.5萬株?hm-2密度下產(chǎn)量與倒折率、倒伏率、空稈率呈極顯著負(fù)相關(guān)，與百粒重呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.952、0.943、0.921、0.709；與穗位高（r＝-0.614）呈顯著負(fù)相關(guān)。

8.25萬株?hm-2密度下產(chǎn)量與行粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)（r＝0.931），與倒折率呈極顯著負(fù)相關(guān)（r＝-0.855）；與穗行數(shù)（r＝0.550）呈顯著正相關(guān)，與穗位高（r＝-0.521）呈顯著負(fù)相關(guān)，對其貢獻(xiàn)的大小為穗行數(shù)＞穗位高；

9萬株?hm-2密度下產(chǎn)量與倒折率、株高、行粒數(shù)相關(guān)性較高，相關(guān)系數(shù)分別為0.914、0.808、0.647，產(chǎn)量與其它性狀相關(guān)性不顯著。

結(jié)果表明，低密度增加產(chǎn)量的關(guān)鍵首先是增加行粒數(shù)，控制穗位高；在中高密度條件下增加產(chǎn)量的關(guān)鍵要著重減少倒折率，增加行粒數(shù)，同時要兼顧百粒重等性狀的影響。

表3 不同密度下產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

Table 3 Correlation analysis between yield and agronomic traits under different densities

[性狀

Trait 6.00萬株?hm-2

6×104 plants?hm-2 6.75萬株?hm-2

6.75×104 plants?hm-2 7.50萬株?hm-2

7.5×104 plants?hm-2 8.25萬株?hm-2

8.25×104 plants?hm-2 9.00萬株?hm-2

9×104 plants?hm-2 株高 0.537* 0.615* 0.002 0.264 0.808** 穗位高 -0.526* -0.814** -0.614* -0.521* -0.488 倒伏率 0 0 -0.943** -0.473 -0.42 倒折率 0 0 -0.952** -0.855** -0.914** 空稈率 0 0 -0.921** -0.175 -0.388 穗行數(shù) 0.257 0.146 0.064 0.550* 0.513 行粒數(shù) 0.980** 0.35 0.468 0.931** 0.647** 百粒重 0.548* 0.756** 0.709** 0.441 0.007 ]

注：“**”極顯著差異（P<0.01）；“*”顯著差異（P<0.05）。

Note： "**" indicated extremely significant difference （P<0.01）; "*" indicated significant difference （P<0.05）.

2.4 不同種植密度不同品種經(jīng)濟(jì)性狀及效益分析

由表4可知，8.25萬株?hm-2處理的產(chǎn)值最高為1246.85元/hm2；以玉米市場價1.1元/hm2計算，整地、用工、肥料等費用按1200元/667m2計算，在投入相同的情況下扣除相應(yīng)的成本后，JY308品種在8.25萬株?hm-2密度的經(jīng)濟(jì)效益最好，達(dá)到15327.76元/hm2；其次是DY606在8.25萬株?hm-2，經(jīng)濟(jì)效益為14300.65元/hm2；JY308在6萬株?hm-2的經(jīng)濟(jì)效益位居第三。產(chǎn)投比隨著密度的增加而有所變化，JY308比較突出。

表4 不同種植密度不同品種玉米組合經(jīng)濟(jì)效益比較

Table 4 Comparison of economic benefits of different planting densities and varieties

[密度

Density 品種

Variety 產(chǎn)值/（元/hm2）

Output/（yuan/hm2） 投入/（元/hm2）

Input/（yuan/hm2） 純收入/（元/hm2）

Net income/（yuan/hm2） 產(chǎn)投比

Production-investment ratio D1 YK288 1131.63 3525 13449.46 4.82 JY308 1172.08 3375 14206.19 5.21 DH182 1087.47 4035 12277.12 4.04 DY606 1019.69 3675 11620.35 4.16 JL1217 842.31 3135 9499.64 4.03 D2 YK288 1058.04 3525 12345.56 4.50 JY308 1162.98 3375 14069.67 5.17 DH182 1020.38 4035 11270.77 3.79 DY606 1077.88 3675 12493.15 4.40 JL1217 904.97 3135 10439.50 4.33 D3 YK288 1106.75 3525 13076.20 4.71 JY308 1146.46 3375 13821.95 5.10 DH182 1059.36 4035 11855.34 3.94 DY606 983.04 3675 11070.65 4.01 JL1217 921.51 3135 10687.60 4.41 D4 YK288 1115.59 3525 13208.90 4.75 JY308 1246.85 3375 15327.76 5.54 DH182 1136.90 4035 13018.46 4.23 DY606 1198.38 3675 14300.65 4.89 JL1217 896.81 3135 10317.12 4.29 D5 YK288 1141.71 3525 13600.59 4.86 JY308 1042.20 3375 12257.97 4.63 DH182 1103.05 4035 12510.79 4.10 DY606 1165.85 3675 13812.81 4.76 JL1217 946.92 3135 11068.78 4.53 ]

注：玉米價格按1.1元/kg計算。

Note： Maize was calculated at 1.1 yuan/kg.

2.5 玉米主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的回歸分析

2.5.1 玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的多元線性回歸分析

把產(chǎn)量作為因變量（y），其它性狀作為自變量（xi），進(jìn)行F檢驗，F(xiàn)=6.782，P<0.01，具有統(tǒng)計學(xué)意義。R=0.896，決定系數(shù)R2=0.803，各主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量y之間的線性相關(guān)程度較密切。因為R2=0.803，剩余因子e對產(chǎn)量的通徑系數(shù)為Pye=1-R2=0.443846，說明玉米產(chǎn)量的影響因素不僅這8個性狀，還有其他影響較大的因素還沒考慮到。產(chǎn)量與8個主要農(nóng)藝性狀多元性回歸分析結(jié)果如表5，由此得出線性回歸方程：

[y=1387.3+2.413x1-7.093x2-53.224x3-61.145x4-50.773x5+38.403x6+6.222x7+2.942x8]

通過顯著性檢驗，剔除差異不顯著的，保留偏回歸系數(shù)的差異顯著性小于0.05的3個性狀（穗位高x2、倒折率x4、穗行數(shù)x6），回歸方程優(yōu)化為：

[y=1387.3-7.093x2-61.145x4+38.403x6]

由此說明，穗位高x2、倒折率x4、穗行數(shù)x6對產(chǎn)量的影響極顯著。

表5 玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的回歸分析

Table 5 Regression analysis of yield and main agronomic traits of maize

[性狀

Trait 非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)

Non-standardized coefficient 標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)

Standardized coefficient B SE Beta T Sig. 常量 1387.3 429.631 3.229 0.006 株高x1 2.413 1.642 0.343 1.469 0.162 穗位高x2 -7.093 2.084 -0.969 -3.403 0.004 倒伏率x3 -53.224 42.197 -0.418 -1.261 0.226 倒折率x4 -61.145 26.659 -0.509 -2.294 0.037 空稈率x5 -50.773 58.076 -0.23 -0.874 0.396 穗行數(shù)x6 38.403 16.724 0.414 2.296 0.036 行粒數(shù)x7 6.222 3.39 0.261 1.835 0.086 百粒重x8 2.942 3.858 0.103 0.762 0.458 ]

2.5.2 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑分析

直接效應(yīng)反映出性狀對產(chǎn)量形成的相對重要程度，從表6可看出，直接通徑系數(shù)大小依次為：穗位高>倒折率>倒伏率>穗行數(shù)>株高>行粒數(shù)>空稈率>百粒重。

間接效應(yīng)反映出各性狀間相互制約和促進(jìn)的關(guān)系。間接通徑系數(shù)=相關(guān)系數(shù)（rij）×直接通徑系數(shù)（Pjy）。表6的通徑分析表明，穗位高通過株高（P=-0.529）對產(chǎn)量的間接負(fù)向效應(yīng)較大；倒折率通過倒伏率（P=0.406）對產(chǎn)量的正向效應(yīng)較大；倒伏率通過空稈率（P=0.370）對產(chǎn)量的間接正向效應(yīng)較大；穗行數(shù)通過百粒重對產(chǎn)量（P=-0.362）的間接負(fù)向效應(yīng)較大。株高通過穗位高（P=0.272）對產(chǎn)量的間接正向效應(yīng)較大；行粒數(shù)通過倒折率（P=-0.168）對產(chǎn)量有間接的負(fù)向作用，空稈率通過倒伏率（P=0.204）對產(chǎn)量有間接的正向作用，百粒重通過倒折率（P=-0.034）對產(chǎn)量有間接的負(fù)向作用。

在生產(chǎn)實踐中，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)穗位，降低倒折率和倒伏率，增加穗行數(shù)有利于玉米產(chǎn)量的提高。

表6 產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的通徑分析

Table 6 Path analysis of yield and main agronomic traits

[性狀

Trait 簡單相關(guān)系數(shù)

Simple correlation coefficient 直接通徑系數(shù)

Direct path coefficient 間接通徑系數(shù)

Indirect path coefficient x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 合計

Total 株高x1 0.419* 0.343 - 0.272 0.033 0.038 0.044 -0.028 -0.043 0.027 0.269 穗位高x2 -0.546** -0.969** -0.529 - 0.275 0.142 0.266 -0.352 -0.230 0.001 -0.429 倒伏率x3 -0.103 -0.418* 0.041 0.119 - 0.334 0.370 -0.055 -0.167 -0.044 0.477 倒折率x4 -0.297 -0.509** 0.056 0.075 0.406 - 0.357 0.090 -0.177 -0.054 0.671 空稈率x5 -0.035 -0.23 0.030 0.063 0.204 -0.025 - -0.036 -0.093 0.003 0.065 穗行數(shù)x6 0.324* 0.414* -0.034 -0.150 -0.054 -0.057 -0.065 - -0.092 -0.128 -0.362 行粒數(shù)x7 0.483** 0.261 -0.033 -0.062 -0.104 -0.168 -0.105 -0.058 - 0.041 -0.423 百粒重x8 0.321* 0.103 0.008 0.000 -0.011 -0.034 0.001 -0.032 0.016 - -0.047 ]

3 討論與結(jié)論

通過對不同種植密度條件下不同玉米品種性狀和產(chǎn)量進(jìn)行觀察測定分析，主要得到以下結(jié)論：

（1）綜合分析表明：穗位系數(shù)以YK288在4個密度水平下較低；倒伏率隨密度的增加而增加；穗粒數(shù)以YK288在高密度水平最大；百粒重以JY308在較低密度的相對較高；產(chǎn)量以JY308在8.25萬株?hm-2密度下最高，且在6萬株?hm-2、6.75 萬株?hm-2、7.5萬株?hm-2、8.25萬株?hm-2密度水平均獲得最高的產(chǎn)量。根據(jù)毛烏素沙地特殊的環(huán)境條件，結(jié)合農(nóng)藝性狀，品種特性分析，JY308、DH182和DY606適宜種植密度為8.25萬株?hm-2。YK288和JL1217在9萬株?hm-2產(chǎn)量高，增加密度，產(chǎn)量是否會增加還有待于進(jìn)一步驗證。

（2）相關(guān)分析表明：6萬株?hm-2密度產(chǎn)量與行粒數(shù)呈顯著正相關(guān)；6.75萬株?hm-2密度下產(chǎn)量與穗位高呈顯著負(fù)相關(guān)；7.5萬株?hm-2密度下產(chǎn)量與倒折率、倒伏率、空稈率、百粒重相關(guān)系數(shù)較高；8.25萬株?hm-2密度下產(chǎn)量與行粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)；9萬株?hm-2下產(chǎn)量與倒折率、株高、行粒數(shù)相關(guān)性較高；這說明低密度影響產(chǎn)量的主導(dǎo)因子是行粒數(shù)。隨著密度增加，增加產(chǎn)量的關(guān)鍵要著重減少倒伏率、倒折率，同時要兼顧行粒數(shù)等性狀的影響。這與白東升等[9]和崔淑娜等[10]別海等[11]的研究結(jié)果一致。

（3）通徑分析表明：穗位高、倒折率、穗行數(shù)對產(chǎn)量產(chǎn)生了極顯著的影響。直接通徑系數(shù)大小依次為：穗位高>倒折率>倒伏率>穗行數(shù)>株高>行粒數(shù)>空稈率>百粒重。穗位高對產(chǎn)量的直接負(fù)向效應(yīng)最大，倒折率和倒伏率對產(chǎn)量的直接正向效應(yīng)較大。因此，在相同的氣象條件和栽培條件下，選擇玉米品種的最適宜密度時應(yīng)兼顧各性狀的相互作用。這與王紹斌等[12]和李彥麗等[13]研究認(rèn)為在高產(chǎn)玉米品種選育過程中，在適當(dāng)增加株高，降低穗位的同時，應(yīng)加強(qiáng)抗空稈性、抗倒性，與本文所得結(jié)論基本一致。

本研究對毛烏素沙地不同品種不同密度玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)和通徑分析，為毛烏素沙地玉米品種的種植提供理論參考。研究結(jié)果表明在毛烏素沙地特殊的環(huán)境條件下，玉米合理的種植密度可構(gòu)建良好的植株群體結(jié)構(gòu)。玉米產(chǎn)量性狀比較復(fù)雜，要對某些關(guān)鍵性狀的選擇，同時要協(xié)調(diào)各性狀之間的關(guān)系。毛烏素沙地在低密度時應(yīng)注重增加玉米的行粒數(shù)，中高密度要減小倒伏率，注重合理的穗位，同時要兼顧各農(nóng)藝性狀的相互影響。因此，在育種時候，行粒數(shù)可作為重點選擇指標(biāo)，減小倒伏率，保持合理的穗位，在毛烏素沙地較容易得到理想的結(jié)果。

本試驗只研究了密度對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，對不同玉米不同密度植株品質(zhì)、病害與種植密度的關(guān)系有待于進(jìn)一步研究，氣象因子、施肥水平等產(chǎn)量影響因素也有待進(jìn)行研究。

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責(zé)任編輯：李菊馨

第一作者：郭海紅（1983—），女，碩士，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

收稿日期：2023-10-12