種植密度對湘農玉13號生長發育和產量的影響

魏煜梁,易鎮邪,羅紅兵

(湖南農業大學農學院,長沙 410128)

玉米是世界三大糧食作物之一。自 2007年開始,我國玉米播種面積已經超過水稻,成為第一大糧食作物[1]。 2009年,我國玉米種植面積達到 3 046萬公頃[2]。湖南省是一個糧豬型結構的農業大省,飼用玉米需求量大,而本省自產玉米僅能滿足需求的五分之一左右,每年需大量調進玉米[3]。隨著玉米工業用量增大,北方玉米調出量將逐漸減少,湖南省將面臨飼料短缺局面。因此,我省必須在大力發展水稻生產的同時,努力擴大玉米生產,為養殖業的發展提供優質足量的飼料[4]。發展玉米生產,品種選育及配套栽培技術研究是關鍵。湖南農業大學培育的雜交玉米新組合湘農玉13號,2009年參加湖南省玉米區域試驗,結果表明該組合具有產量高、生育期早和抗逆性強等特點。本研究的主要目的在于探討種植密度對湘農玉 13號生長發育與產量的影響,明確其適宜栽培密度,為該品種的推廣種植提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

供試品種湘農玉13號,由湖南農業大學農學院提供。設5個密度處理:A.37 500株 /hm2,B.45 000株 /hm2,C.52 500株 /hm2,D.60 000/hm2,E.67 500株 /hm2。采用隨機區組設計,3次重復,4行區,行距相同為 60 cm,密度通過株距調節。小區面積 16.8 m2(長 7 m,包溝寬 2.4 m)。

試驗于2010年在湖南農業大學教學基地進行。試驗地為稻田壤土,前茬冬閑,播前結合整地施三元復合肥 (16-16-16)750 kg/hm2。 3月 30日播種 ,4月 16日施尿素150 kg/hm2作苗肥,5月23日施尿素 300 kg/hm2作穗肥。用必銳靈防治玉米螟。

1.2 測定項目與方法

葉面積指數(LAI):在每一處理中間行連續定 5株,分別在拔節 (5月 4日 )、大喇叭口 (5月29日)、吐絲(6月 18日)和成熟期 (7月 19日 )測定葉片的長和寬,按系數法轉換成 LAI。

葉綠素相對含量(SPAD值):分別在拔節(5月 4日 )、大喇叭口 (5月 29日)、吐絲 (6月 18日 )和乳熟期(7月 12日)用日產 SPAD-502型葉綠素儀測定玉米葉片 SPAD值,每期測定 10株,拔節和大喇叭口期測最上一片展開葉,吐絲期及乳熟期測穗位葉。測定時避開葉片中部葉脈,每葉測 10個值,取平均值作為該葉SPAD值。

成熟期調查株高、穗位高及抗病蟲特性和抗倒性。7月 20日按小區單獨收獲后,每小區隨機選取 10個果穗考察穗長、穗粗、穗行數、行粒數等果穗性狀。

1.3 數據分析

用 EXCEL對原始數據進行處理,用 DPSv 3.01專業版數據處理軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 密度對湘農玉13號產量的影響

由表 1可見,在每公頃 3.75萬～6.0萬株密度范圍內,湘農玉 13號的產量隨密度增大而增加,但密度繼續增至6.75萬株時,產量略有下降。分析表明,各密度之間產量差異均達到顯著水平,6.0萬株 /公頃處理產量與 6.75萬株/公頃處理間無極顯著差異,與其它密度處理間均存在 0.01水平顯著差異。

表1 不同密度下湘農玉 13號的產量比較Table1 Yield of Xiangnongyu No.13under different densities and its analysis on significance in difference

從產量結果來看,湘農玉13號的適宜種植密度為6.0萬株 /公頃。回歸分析表明,產量 (y)與密度(x)的回歸方程為 y= 224.32+ 32.38x,相關系數 r=0.89,r2= 0.80,說明產量與種植密度密切相關。

2.2 密度對湘農玉13號果穗性狀的影響

湘農玉13號果穗及籽粒性狀見表2。湘農玉13號果穗長度隨密度增加而變短,3.75萬株 /公頃和4.5萬株 /公頃處理的果穗長度極顯著長于其它處理。密度對湘農玉 13號穗行數無顯著影響,各處理穗行數均在13.3～13.5之間。行粒數隨種植密度增加而顯著減少 ,但 5.25萬株 /公頃、6.0萬株 /公頃與 6.75萬株 /公頃處理間無顯著差異。就百粒重而言,3.75萬株 /公頃、4.5萬株 /公頃和5.25萬株 /公頃處理顯著高于6.0萬株 /公頃和6.75萬株 /公頃處理。對行粒數與果穗長度進行回歸分析,得到行粒數 (y)與果穗長度(x)的回歸方程為 y= 2.58+ 2.03x,相關系數r= 0.99,r2= 0.98,說明行粒數與果穗長度密切相關。

此外,根據考種結果,湘農玉 13號在不同密度下結實性好,禿尖不明顯,3.75萬株 /公頃和4.5萬株 /公頃密度下無禿尖,密度為 6.75萬株 /公頃時禿尖也僅為0.23 cm。

表2 不同密度下湘農玉13號果穗性狀Table 2 The ear characteristics of Xiangnongyu No.13under different densities

2.3 密度對湘農玉13號農藝性狀和抗逆性的影響

不同密度下湘農玉 13號的農藝性狀和抗逆性狀見表3。隨著密度的增大,湘農玉13號雙穗株率下降,而倒伏率顯著提高,但株高、穗位高在不同的密度下差異不明顯。倒伏的重要原因是莖稈直徑隨密度增大而明顯減小,此外,還與 2010年的特殊天氣條件有關(苗期長期低溫陰雨,灌漿期多次大風大雨)。

2.4 密度對湘農玉13號生育期的影響

種植密度對湘農玉13號生育時期沒有影響。本季湘農玉 13號出苗至成熟 104 d,播種至成熟 114 d。

表3 不同密度下湘農玉 13號農藝性狀和抗逆性狀Table 3 Agronomic performance and resistant characteristics of Xiangnongyu No.13under different densities

2.5 密度對湘農玉 13號葉面積指數與SPAD值的影響

表4表明,隨著湘農玉13號生育進程的推進,葉面積指數逐漸增大,至抽雄吐絲期達到最大值,而后又降低。除抽雄吐絲期6.0萬株 /公頃處理與6.75萬株 /公頃處理的葉面積指數無顯著差異外,各處理葉面積指數間差異均達極顯著;同一時期,葉面積指數隨密度增加而增大,說明密度增加,光合作用“源”得以提高,是促使群體得到較高產量的重要原因。

表4 不同密度下湘農玉13號的葉面積指數Table1 4 Leaf area index of Xiangnongyu No.13

在湘農玉 13號生長發育期間,SPAD值發生規律性變化,拔節至抽雄吐絲期逐漸增大,吐絲以后逐漸變小(圖略)。經方差分析,同一時期不同密度處理SPAD值差異未達到顯著水平,說明試驗所設置的栽培密度對葉片葉綠素含量沒有顯著影響。

3 討 論

本研究結果表明,在密度每公頃 3.75萬～ 6.0萬株范圍內,湘農玉 13號產量隨密度增大而增加,最高產量為 6 460.5 kg/hm2;同時,6.0萬株 /公頃處理產量顯著高于 6.75萬株/公頃處理,因此,從產量來看,湘農玉 13號在長沙地區的適宜種植密度為 6.0萬株 /公頃。然而,在2010年的天氣條件下(苗期長期低溫陰雨,灌漿期多次大風大雨),6.0萬株 /公頃處理倒伏率達到了 18%。因此,在栽培上,必須采取措施(如高培土、保證拔節期養分供應、適當控制生育后期肥水供應等)提高抗倒伏能力。

湘農玉 13號為中大穗型品種,在試驗所用密度范圍內,單穗重差異不顯著,因此,密度越大,單位面積株數越多,產量較高。結合湖南省乃至西南地區玉米生產實際情況,目前生產上使用的品種多為中大穗型品種,種植密度一般低于45 000株 /公頃。根據本研究結果,筆者認為前述密度普遍偏低,在此密度基礎上,每公頃再增加 7 500到 15 000株,再適當增施肥料,能夠增加產量750 kg左右。所以,在湖南及西南地區,增加種植密度是增加玉米產量的首要措施。

美國的生產實踐表明,提高玉米的耐密性,增加密度,增施肥料,是獲得玉米高產的主要措施。20世紀30年代,美國玉米密度在每公頃30 000株以下,產量不到1 500 kg,60～ 70年代,密度提高到 45 000株,產量提高到 4 500～6 000 kg;目前,密度將近 75 000株,隨著密度的增加,產量同步增加,達到 9 000 kg以上[5]。

高產一直是育種工作者堅持的首要育種目標,長期以來,南方玉米以稀植大穗遲熟為育種目標,通過采取延長生育期,增加株高,提高生物量來獲得高產,這種技術路線存在較大風險,今后應加強早熟耐密抗倒高產新品種的選育。

[1]中華人民共和國國家統計局.中國統計年鑒-2008[M].北京:中國統計出版社,2009.

[2]戴景瑞,鄂立柱.我國玉米育種科技創新問題的幾點思考[J].玉米科學,2010,18(1):1-5.

[3]易鎮邪,陳平平,張小平,等.湘農玉13號在長沙與郴州的產量與氮肥利用率差異[J].湖南農業科學,2010,(7):31-33.

[4]吳新民.努力促進我省旱糧產業的優化升級 [J].湖南農業,2006,(10):1.

[5]趙久然,王榮煥.美國玉米持續增產的因素及其對我國的啟示 [J].玉米科學,2009,17(5):156-159,163.