種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量及籽粒灌漿特性的影響

中圖分類(lèi)號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1007-7731(2025)14-0007-04

DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.14.002

Effectsofplantingdensityonmaize yieldand grainfillingcharacteristics

YANG Qinglong LI Guofang ZHAO Jingjing MIAO Zhongqin (Shandong Zibo Digital Agriculture Rural Development Center， Zibo 255Ooo， China)

AbstractTo screen for suitable planting densities for maize in the Central Shandong region，thedensity tolerant varietyHuangjinliang MY73wasselectedasthe test material.Threeplanting densitiesof6OO0，6500 and 7 000 plants/667 m² were set up to study the effects of planting density on maize yield，yield components，agronomic traits，and grain filing rate.Theresultsshowedthat thisvarietyhadthehighest grain yieldof851.51kg/667m2，the plantheight，spikeheight，andcenterof gravityheight wererelativelylow，at192.O0，75.83，and83.50cm，respectively undertheconditionof65OO plants/667m2.Thethird tolastinternodeof the stem was shorter，which could reduce the risk of ldging.The grain filing process of maizepopulations exhibit a growth pattern of slow onset rapid growth graduallyslowing down，following an“S”- shaped curve; the grain filing characteristic showed a single peak curve trend，the grain filingcharacteristicof each treatment reached theirpeak around14 daysaftersilk emergence;maize treated with 6 500 plants/667 m² had a longer duration of active filling stage. Overall，increasing the planting density of compactmaize varieties appropriatelycan fullyunleash their potential for increased yield;the suitable planting density for the density tolerant variety Huangjinliang MY73 is 6 5Oo plants/667 m2.

Keywords plantingdensity;maize;yield;grainfillingcharacteristics

提高種植密度是玉米增產(chǎn)的有效栽培措施之一，實(shí)際生產(chǎn)中，密植可能增加玉米的倒伏風(fēng)險(xiǎn)，且植株間遮陰在一定程度上加速了葉片衰老，使其光合產(chǎn)物積累和籽粒灌漿過(guò)程受到抑制，進(jìn)而影響產(chǎn)量。胡樹(shù)平等研究指出，玉米合理密植能充分利用光、水、肥、氣、熱等資源，緩解單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重之間的矛盾，從而提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。因此，確定適宜的種植密度，深入挖掘品種的產(chǎn)量潛力至關(guān)重要。如何在密植條件下協(xié)調(diào)玉米高產(chǎn)與倒伏之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)高效生產(chǎn)是

當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

曹彩云等2]、任佰朝等[3]、張慧等4研究表明，玉米品種適宜密度的研究多集中在肥料全部基施或基施 + 喇叭口期追施等方面，后期供肥不足在一定程度上限制適宜種植密度的增加。隨著滴灌水肥一體化技術(shù)的推廣，玉米適宜種植密度逐漸增大[5-7]。本試驗(yàn)基于魯中淄博地區(qū)玉米種植實(shí)踐，選用具備高產(chǎn)、多抗性及耐密植特性的玉米品種黃金糧MY73，采用滴灌水肥一體化大小行種植方式，設(shè)置3個(gè)密度梯度，探討不同種植密度對(duì)玉米品種黃金糧MY73葉面積指數(shù)、籽粒灌漿速率、產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響，從而確定該品種在魯中地區(qū)的最佳種植密度，為玉米的高產(chǎn)高效栽培提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)在桓臺(tái)縣睦和村( 36^°99^′ N，118^°11^′E 進(jìn)行，6月18日播種，10月20日收獲。試驗(yàn)田水肥設(shè)施完善，排灌條件好，地勢(shì)平坦，屬于砂姜黑土，基礎(chǔ)肥力較高， 0～20cm 土壤有機(jī)質(zhì)15.5g/kg 、堿解氮 69mg/kg 速效磷 28mg/kg 、速效鉀152mg/kg 。前茬作物為小麥，秸稈全部粉碎還田。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用大小行種植（大行 80cm. 小行 40cm )，小行中間鋪設(shè)滴灌帶。供試品種為黃金糧MY73，設(shè)置3個(gè)密度處理，分別為6000、6500、7000株 /667m² 。試驗(yàn)區(qū)占地面積約 13 340m² ，采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，同時(shí)在四周設(shè)置保護(hù)行。整個(gè)試驗(yàn)區(qū)按照高產(chǎn)田標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行田間管理，確保充足的肥料和水分供應(yīng)，以?xún)?yōu)化作物生長(zhǎng)條件。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素 在作物進(jìn)入成熟期時(shí)收獲。各小區(qū)選擇中間 10m 長(zhǎng)區(qū)域、橫跨3行的玉米進(jìn)行收獲，按玉米籽粒含水量 14% 計(jì)算產(chǎn)量。采集10個(gè)玉米穗作為考種樣本，測(cè)定其出籽率、千粒重、穗粒數(shù)等，分析產(chǎn)量構(gòu)成因素。出籽率計(jì)算如式(1)。

出籽率 (%)= 籽?？傊?果穗總重 Φ×100

1.3.2農(nóng)藝性狀 在開(kāi)花期用精度 1mm 的卷尺測(cè)量各處理6株標(biāo)記玉米的株高、穗位高、重心高度、禿尖長(zhǎng)度等農(nóng)藝性狀。采用精度 1mm 的卷尺測(cè)量玉米倒數(shù)第三節(jié)間長(zhǎng)度；采用游標(biāo)卡尺測(cè)定莖稈倒數(shù)第3節(jié)間的長(zhǎng)和寬。測(cè)量全株葉片的葉長(zhǎng) (L) /葉寬 Ξ(ΛW) ，計(jì)算單株葉面積 (LA) 和葉面積指數(shù)(LAI) 。如式(2）\\~(3）。

LAI=LA× 單位土地面積株數(shù)/單位土地面積（3)1.3.3百粒重變化及籽粒灌漿速率在玉米吐絲前，各小區(qū)挑出30株生長(zhǎng)狀況一致的植株進(jìn)行標(biāo)記，并記錄其吐絲日期。從吐絲后15d起，每隔7d取樣一次，直至玉米籽粒完全成熟。每個(gè)小區(qū)選取3個(gè)玉米穗，使用小刀和鑷子從中下部取100粒籽粒，隨后在 75°C 條件下烘干至恒重，并稱(chēng)重。以開(kāi)花后天數(shù) ρ(ρ_t) 作為自變量，籽粒重量 (W) 作為因變量，并通過(guò)Logistic方程來(lái)模擬這一灌漿過(guò)程。

籽粒灌漿特性的分析方法[8]：運(yùn)用Logistic曲線模型來(lái)模擬籽粒灌漿的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，并據(jù)此提取關(guān)鍵的灌漿特征參數(shù)，以便對(duì)籽粒灌漿進(jìn)行深入剖析。該模型的具體表達(dá)式為 W=A/(1+Be^-Ct) 。其中， Φ_t 代表從開(kāi)花算起的天數(shù)（以開(kāi)花當(dāng)天作為 t=0 的基準(zhǔn)點(diǎn)）； W 代表開(kāi)花后籽粒的百粒重； A 代表理論上可能達(dá)到的最大百粒重； B，C 為性狀參數(shù)。通過(guò)這一模型，可推導(dǎo)出以下關(guān)鍵指標(biāo)：灌漿速率達(dá)到峰值的時(shí)間點(diǎn) T_max ，其計(jì)算公式為 T_max=lnB/C ；此時(shí)對(duì)應(yīng)的籽粒重量 W_max ，即灌漿速率最大時(shí)的百粒重，為A的50% 。最大灌漿速率 G_max 反映了灌漿速率的最大值，計(jì)算公式為 G_max=(CW_max)(1-W_max/A) ；積累起始勢(shì) R₀ 等于 C ，其體現(xiàn)了灌漿初期籽粒重量的增長(zhǎng)趨勢(shì)。灌漿活躍期 P 大約完成了總積累量的 90% ，其持續(xù)時(shí)間可以通過(guò) P=6/C 來(lái)計(jì)算。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel2010和DPS15.10軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，利用SigmaPlot10.0軟件繪制相關(guān)圖表。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表1可知，不同密度處理之間產(chǎn)量差異明顯，整體表現(xiàn)為隨著密度的增加產(chǎn)量先增加后降低。產(chǎn)量以6500株 1667m² 密度種植時(shí)最高，為851.51kg/667m² ，較7000株 /667m² 處理增加了10.42% 。隨著密度的增加，千粒重逐漸降低，各處理間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ _(P<0.05) 。各處理間穗粒數(shù)隨密度的增加呈逐漸降低的趨勢(shì)，其中6000和6500株 /667m² 處理間穗粒數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05) 。

2.2農(nóng)藝性狀

由表2可知，6500株/667 m² 處理的玉米株高、穗位高和重心高度相對(duì)較低。各處理間穗粗差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P>0.05) 。隨著密度的增加，穗長(zhǎng)呈先增后降趨勢(shì)。禿尖長(zhǎng)以7000株 /667m² 處理最長(zhǎng)，為0.13cm 。6500株 /667m² 處理的出籽率最高，為91.79% ，相較6000株 /667m² 處理增加了0.59個(gè)百分點(diǎn)。由圖1可知，隨著密度的增加，莖稈倒數(shù)第3節(jié)間長(zhǎng)度逐漸增加，莖粗逐漸變細(xì)。由圖2可知，隨著密度的增加，葉面積指數(shù) (LAI) 呈逐漸增大的趨勢(shì)。

2.3百粒重變化和籽粒灌漿過(guò)程

2.3.1百粒重變化 由圖3可知，各處理?xiàng)l件下的玉米群體籽粒灌漿過(guò)程均展現(xiàn)出緩慢起始一迅速增長(zhǎng)一逐漸減緩的增長(zhǎng)模式，呈“S\"形曲線變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)不同處理下玉米籽粒灌槳方程的擬合決定系數(shù)在 0.996 0～0.998 7 范圍內(nèi)，這證明了Logistic方程能夠精確地描述不同處理?xiàng)l件下籽粒灌漿的動(dòng)

態(tài)過(guò)程。

2.3.2玉米灌漿速率 由圖4可知，在各密度處理?xiàng)l件下，玉米籽粒的灌漿速率均呈單峰曲線的變化趨勢(shì)，且速率達(dá)到峰值的時(shí)間較為一致，大致發(fā)生在灌漿的中期階段，即吐絲后 14～17d 。在吐絲20d后，6500株/667 m² 處理的灌漿速率高于其他處理。

2.3.3籽粒灌漿特征參數(shù) 由表3可知，以6500株 /667m² 處理的玉米灌漿活躍階段持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)；當(dāng)種植密度在7000株 /667m² 時(shí)，其灌漿活躍階段相對(duì)較短。在 6000～6500 株 /667m² ，隨著密度的增加，達(dá)到最大灌漿速率的時(shí)間逐漸延長(zhǎng)。

3結(jié)論與討論

玉米生產(chǎn)是一個(gè)群體過(guò)程，合理密植可以促進(jìn)吐絲后期干物質(zhì)向籽粒分配和積累，改善玉米群體灌漿過(guò)程，進(jìn)而影響產(chǎn)量[9-10]。本研究結(jié)果表明，不同處理?xiàng)l件下玉米產(chǎn)量存在差異，產(chǎn)量構(gòu)成的關(guān)鍵要素(每穗粒數(shù)和千粒重)在不同處理間展現(xiàn)出明顯變化。具體而言，產(chǎn)量隨著種植密度的增加先增后減，在6500株 /667m² 處理下達(dá)到峰值。低密度條件可能無(wú)法促使穗數(shù)、穗粒數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成因素達(dá)到最優(yōu)，提高種植密度是一種提升玉米產(chǎn)量的直接且有效的途徑。實(shí)際生產(chǎn)中，密度的增加會(huì)帶來(lái)群體環(huán)境的改變，可能導(dǎo)致每穗粒數(shù)和粒重的減少。在密度低于6500株 /667m² 時(shí)，穗數(shù)在產(chǎn)量增加的過(guò)程中占主導(dǎo)因素，本試驗(yàn)結(jié)果表明，穗粒數(shù)和千粒重在6500株 /667m² 以下時(shí)隨密度的增加呈下降趨勢(shì)，但差距不大。當(dāng)密度高于6500株 /667m² 時(shí)，穗粒數(shù)和千粒重隨密度的增加呈降低趨勢(shì)。在優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上強(qiáng)化個(gè)體的生產(chǎn)效能，確保兩者達(dá)到有效平衡，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)的必要條件。

曹玉軍等10研究表明，隨著種植密度的增加，籽粒灌漿速率下降，灌漿持續(xù)期縮短，粒重下降。本研究結(jié)果表明，灌漿中期之后，6500株 /667m² 處理的灌漿速率較高。通過(guò)籽粒灌漿特征參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，6500株 /667m² 處理的灌漿活躍期高于其他處理。這表明6500株 /667m² 處理時(shí)，該品種灌漿活躍期較長(zhǎng)，同時(shí)株高、穗位高、重心高度較低，莖稈倒數(shù)第3節(jié)間較短，能夠降低倒伏風(fēng)險(xiǎn)，禿尖較短，出籽率較高，有利于獲得高產(chǎn)。

綜上，耐密性品種黃金糧MY73在6500株/667 m² 密度條件下，株高、穗位高、重心高度均較低，莖稈倒數(shù)第3節(jié)間較短，能夠降低倒伏風(fēng)險(xiǎn)，灌漿活躍期較長(zhǎng)，出籽率較高；實(shí)際產(chǎn)量較高，為851.51kg/667m² 。因此，在玉米大田生產(chǎn)中，適當(dāng)提高緊湊型玉米品種的種植密度可以充分發(fā)揮其增產(chǎn)潛力。

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(責(zé)任編輯：李媛）