群體密度對玉米莖稈性狀、土壤水分的影響及其與產量、倒伏率的關系

鄧 妍，王創云，趙 麗，張麗光，郭虹霞，王陸軍，牛學謙，王美霞

(山西省農業科學院 作物科學研究所，山西 太原 030031)

群體密度對玉米莖稈性狀、土壤水分的影響及其與產量、倒伏率的關系

鄧 妍，王創云，趙 麗，張麗光，郭虹霞，王陸軍，牛學謙，王美霞

(山西省農業科學院 作物科學研究所，山西 太原 030031)

為探明黃土高原雨養區不同春玉米品種莖稈性狀、田間土壤水分對種植密度的響應及其與產量和倒伏率的關系，于2015，2016年選用不同莖稈抗倒性的2個品種(鄭單958和晉單86)作為材料，設置了5.25萬，6.00萬，6.75萬，7.50萬，8.25萬株/hm2共5個種植密度的田間試驗，分析了玉米莖稈農藝性狀、抗倒力學特性、土壤水分的變化及其與產量和倒伏率的相關性。結果表明，隨群體密度增加，鄭單958株高和穗位高先升高后降低，但穗位高系數變化不大，晉單86株高、穗位高和穗位高系數逐漸增加；基部第3節間農藝性狀和力學性狀均先增加后降低，鄭單958以種植密度7.50萬株/hm2達最大值，且節間直徑處理間差異顯著，而晉單86種植密度6.00萬株/hm2達最大值，且種植密度6.00萬株/hm2以上處理間差異顯著；隨群體密度增加，拔節-吐絲期0～200 cm土壤蓄水量均先上升后降低，且鄭單958和晉單86分別以種植密度7.50萬，6.00萬株/hm2達最大值，而灌漿-成熟期先降低后上升。相關性分析結果表明，拔節期、大喇叭期和吐絲期土壤蓄水量與節間直徑、節間干質量和單位莖長干物質量呈顯著正相關；單位莖長干物質量與莖稈硬皮穿刺強度和彎曲性能呈顯著正相關；莖稈硬皮穿刺強度、彎曲性能、節間干質量和單位莖長干物質量與產量呈顯著正相關，而與倒伏率呈顯著負相關。產量和水分利用效率鄭單958和晉單86分別以7.50萬，6.00萬株/hm2最高，產量分別提高7.67%～25.74%，20.36%～29.63%，水分利用效率分別提高6.45%～17.71%，14.14%～20.38%，而種植密度達7.50萬株/hm2時出現倒伏，且鄭單958較低。根據品種特性進行合理密植，協調莖稈生長、土壤水分應用，更有利于降低倒伏率，提高產量。

玉米；密度；莖稈；農藝性狀和力學性狀；土壤蓄水量；產量；倒伏率

山西省是我國玉米主產區之一，種植面積約160萬hm2，玉米單產雖較世界水平略高，但與發達國家相比差距較大，潛力較大。近年來，科學工作者通過增加密度、品種間差異、栽培條件等措施對玉米的產量影響進行了大量研究。其中，增加群體密度提高單產效果較明顯[1-3]，在寧夏實現高產的種植密度為9.00萬株/hm2[4]；在岐山縣玉米產量隨種植密度(7.50萬～9.00萬株/hm2)增加而增加，但超過一定程度，產量反而降低[5]。不同密度影響不同產量形成要素，低密度顯著影響苗株數，高密度顯著影響百粒質量[6-7]。增大群體密度雖能提高產量，但由于玉米開花灌漿期正值高溫、光照、多雨季節，密植增加了玉米倒伏的風險。有研究認為，倒伏性與種植密度、莖稈拉力、莖稈穿刺力、莖粗、株高和穗位呈極顯著相關性[8]，倒伏率每增加1%，產量約減少108 kg/hm2[9]。此外，密植發揮作用的關鍵是良好的田間土壤水分狀況和高效利用水分，而山西省90%的玉米種植在旱地上，自然降水是唯一的水分來源，生育期內自然降水對土壤水分狀況和玉米生長狀況影響較大。目前，前人研究多集中于群體密度對玉米性狀和產量影響的研究[10-12]，對土壤水分影響的研究較少[13-14]，對玉米性狀、土壤水分和產量的綜合研究鮮有報道。

本研究于2015，2016年連續2年在山西省農業科學院東陽試驗基地進行玉米定位試驗，研究種植密度對雨養區不同玉米品種莖稈強度、農藝性狀、土壤水分、產量和倒伏率的影響及相互關系，旨在為高產密植栽培技術提供理論依據，保障山西省乃至全國的玉米安全生產。

1 材料和方法

1.1試驗材料

選用莖稈抗倒伏能力不同的品種為材料，分別為晉單86(稀植大穗型)和鄭單958(緊湊耐密型)。

1.2試驗設計

試驗于2015，2016年4-9月連續2年在山西省農業科學院東陽試驗基地進行。該地區屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，年平均降雨量為450.6 mm(圖1)，年平均氣溫為10.7 ℃，≥10 ℃年有效積溫為3 675 ℃，年平均無霜期為158 d。試驗地土壤為黃黏土，2015年4月25日測定土壤理化性質：0～20 cm耕作層土壤有機質含量10.6 g/kg、全氮含量100 mg/kg、有效磷含量24.5 mg/kg、速效鉀含量164.0 mg/kg，pH 值8.34。

圖1 試驗地2015，2016年玉米生長期降雨量情況Fig.1 Maize growing season rainfall data of experimental field in 2015 and 2016

試驗采用裂區設計，品種為主區，密度為副區，密度設5.25萬,6.00萬,6.75萬,7.50萬,8.25萬株/hm2，3次重復；采用寬窄行種植，寬行80 cm，窄行40 cm，行長為8 m，10行為一區，每小區面積48 m2。于2015年4月27日和2016年4月29日進行點播，播前施P2O5180 kg/hm2和K2O 120 kg/hm2；純氮(尿素 46%N含量)基施150 kg/hm2，拔節期追施120 kg/hm2；其他田間管理按當地高產田進行，及時除草、防治病蟲害等。

1.3測定項目及方法

1.3.1 土壤蓄水量 分別于播種前、拔節期、大喇叭期、吐絲期、灌漿期、成熟期，用土鉆取0～200 cm土樣，每20 cm為一層，采用烘干法測定土壤水分。

1.3.2 倒伏調查 對全小區植株進行倒伏情況調查，分別記錄莖稈折斷的株數、根部倒伏株數(與地面夾角<30°)，量取發生折斷的高度。

1.3.3 植株形態與農藝性狀 抽雄期，每個處理選取10株長勢均勻一致的代表性植株，測量植株株高和穗位高。每個處理取3～5株有代表性的植株，去根部后用布洗凈擦干，稱量植株鮮質量。然后將地上部葉片、葉鞘、莖稈各節間分開，用直尺和游標卡尺量取莖稈基部第3節間長度和直徑(cm)，并稱其鮮質量。用烘箱在105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘干至恒質量，測定干質量(g)。

1.3.4 稈硬皮穿刺強度 抽雄期，用浙江托普儀器有限公司生產的YYD-1型莖稈強度測定儀，將一定橫斷面積(0.01 cm2)的測頭，在莖稈第3節間中部垂直于莖稈方向勻速緩慢插入，直至莖稈破裂，讀取其最大值，3次重復取平均值。

1.3.5 莖稈彎曲性能 抽雄期，用YYD-1型莖稈強度測定儀，將莖稈平放在測定儀的凹槽內，迅速壓下使莖稈彎曲，讀取其數值。3次重復，取平均值。

1.3.6 田間測產與室內考種 收獲期，每小區取中間 3 行進行測產，記錄總株數、倒伏株數及實際收獲穗數。同時隨機選取30個果穗自然風干，水分低于20%時進行室內考種，測定穗長、穗行數、行粒數、穗粒數、穗粒質量及百粒質量，將考種數據與大田測產數據相結合，按照籽粒含水率為14%計算籽粒產量。

1.4數據分析

試驗數據處理、作圖采用Microsoft Excel 2003和SigmaPlot1 2.2軟件；統計分析采用SAS 9.0軟件，差異顯著性檢驗用LSD法，顯著性水平設定為α=0.05。

土壤蓄水量=((濕土質量-烘干土質量)/烘干土質量×100%)×土層厚度×土層容重；倒伏率=折斷株數/小區總株數×100%；穗位高系數=穗位高/株高×100%；單位莖長干物質質量=節間干質量/節間長度。

2 結果與分析

2.1群體密度對成熟期株高、穗位高的影響

由表1可知，隨著群體密度的增加，鄭單958株高和穗位高先增加后降低，均以7.50萬株/hm2最高，但差異不顯著，穗位高系數變化不大；隨著群體密度的增加，晉單86株高、穗位高和穗位高系數逐漸增加，且穗位高在密度6.00萬株/hm2以上時處理間差異顯著(表1)。2015，2016年，晉單86倒伏率均高于鄭單958，且2年2個品種分別在密度6.75萬，7.50萬株/hm2以上時出現倒伏。

表1 不同群體密度對玉米成熟期株高、穗位高和倒伏率的影響Tab.1 The effect of different plant density on plant height，ear height and lodging rate of maize

注：同列不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。表2-5同。

Note：The different small letters mean difference at 0.05 levels.The same as.Tab.2-5.

2.2群體密度對玉米基部第3節間農藝性狀和抗倒力學性狀的影響

2.2.1 農藝性狀 從表2可以看出，2年莖稈第3節間長度和直徑均表現為鄭單958低于晉單86，節間干質量和單位莖長干物質量為鄭單958高于晉單86。隨著群體密度的增加，鄭單958莖稈第3節間性狀先增加后降低，密度7.50萬株/hm2達最大值，且節間直徑各處理間差異顯著，節間干質量2015年密度除6.75萬，7.50萬株/hm2處理間外其他處理間差異顯著，2016年5.25萬，7.50萬株/hm2與其他3個處理間差異顯著，單位莖長干物質量6.00萬,6.75萬,7.50萬株/hm2與其他2個處理間差異顯著。隨著群體密度的增加，晉單86節間長度逐漸增加，節間干質量和單位莖長干物質量先增加后降低，均在密度6.00萬株/hm2時達最大值，且密度6.00萬株/hm2以上各處理間差異均顯著。

表2 不同群體密度對玉米莖稈第3節間長度、直徑、干質量和單位莖長干物質量的影響Tab.2 The effect of different plant density on the third internode length，diameter，dry weight，dry weight per unit stem length of maize

2.2.2 抗倒力學性狀 由表3可知，2年玉米第3節間硬皮穿刺強度和彎曲性能均表現為鄭單958高于晉單86。隨著群體密度的增加，鄭單958硬皮穿刺強度和彎曲性能先增加后降低，且在密度7.50萬株/hm2時達最大值，硬皮穿刺強度密度5.25萬株/hm2與其他處理間差異顯著，彎曲性能7.50萬株/hm2與5.25萬,6.00萬株/hm2處理間差異顯著；隨著群體密度的增加，晉單86硬皮穿刺強度和彎曲性能先增加后降低，且在密度6.00萬株/hm2時達最大值，莖稈彎曲性能密度6.00萬株/hm2以上各處理間差異顯著。

表3 不同群體密度對玉米莖稈第3節間硬皮穿刺強度和彎曲性能的影響Tab.3 The effect of different plant density on the third internode puncture strength and bending properties of crust of maize

2.3群體密度對0～200cm土壤蓄水量和水分利用效率的影響

2.3.1 0～200 cm土壤蓄水量 由表4可知，隨著生育進程的推移，0～200 cm土壤蓄水量先降低后上升，且拔節-吐絲期鄭單958高于晉單86，灌漿至成熟期鄭單958低于晉單86。隨著群體密度的增加，鄭單958拔節-吐絲期土壤蓄水量先增加后降低，且在密度7.50萬株/hm2時達最大值，密度5.25萬株/hm2與其他處理間差異顯著，但6.75萬株/hm2以上處理間差異不顯著；灌漿-成熟期先降低后上升，且在密度7.50萬株/hm2時最低，5.25萬株/hm2與其他處理間差異顯著。隨著群體密度的增加，晉單86拔節-吐絲期土壤蓄水量先增加后降低，且在密度6.00萬株/hm2時最高，拔節期5.25萬,6.00萬,6.75萬株/hm2與其他處理間差異顯著，大喇叭期和吐絲期密度6.00萬株/hm2與其他處理間差異顯著；灌漿-成熟期先降低后上升，且在密度6.00萬株/hm2時最低，6.00萬株/hm2與其他處理間差異顯著。

表4 不同群體密度對玉米各生育時期0～200 cm土壤蓄水量的影響(2016年)Tab.4 The effect of different plant density on 0-200 cm soil water storage of maize at different growth stages mm

2.3.2 產量和水分利用效率 從表5可以看出，生育期耗水量、產量和水分利用效率表現為鄭單958高于晉單86。隨著群體密度的增加，生育期耗水量、產量和水分利用效率先升高后降低，其中，鄭單958在密度7.50萬株/hm2時達最大值，且生育期耗水量和產量的6.75萬,7.50萬株/hm2與其他處理間差異顯著，水分利用效率6.75萬株/hm2與8.25萬株/hm2處理與其余處理間差異均顯著，但二者間差異不顯著，產量提高7.67%～25.74%，水分利用效率提高6.45%～17.71%；晉單86在密度6.00萬株/hm2時達最大值，且與其他處理間差異顯著，產量提高20.36%～29.63%，水分利用效率提高14.14%～20.38%。

表5 不同群體密度對玉米產量和水分利用效率的影響(2016年)Tab.5 The effect of different plant density on yield and water use efficiency of maize

2.4玉米性狀與產量和倒伏率的關系

2.4.1 株高、穗位高、穗位系數與產量、倒伏率的關系 2年產量與株高、穗位高和穗位高系數呈負相關，但僅2016年產量與株高達顯著水平；倒伏率與株高呈正相關，但不顯著，倒伏率與穗位高和穗位高系數呈顯著或極顯著正相關(表6)。

表6 玉米株高、穗位高、穗位高系數與產量和倒伏率的相關性Tab.6 The relationship of plant height，ear height，ear height coefficient and yield，lodging rate

注：*和**表示在0.05和0.01水平差異顯著。表7-9同。

Note：*and**represent significant difference at the 0.05 and 0.01 levels. The same as Tab.7-8.

2.4.2 莖稈性狀與產量、倒伏率的關系 2015年，產量與硬皮穿刺強度、彎曲性能、節間干質量和單位莖長干物質量呈顯著或極顯著正相關，與節間干質量相關性最顯著；2016年，產量與硬皮穿刺強度、彎曲性能、節間干質量呈顯著或極顯著正相關，與硬皮穿刺強度相關性最顯著。2年倒伏率與節間長度呈顯著或極顯著正相關，與硬皮穿刺強度、彎曲性能、節間干質量和單位莖長干物質量呈顯著或極顯著負相關，與單位莖長干物質量相關性最顯著(表7)。

2015年，莖稈硬皮穿刺強度和彎曲性能與節間長度、直徑呈負相關，與節間長度達顯著水平，而與節間干質量和單位莖長干物質量呈顯著或極顯著正相關，且與單位莖長干物質量相關性最顯著；2016年，莖稈硬皮穿刺強度和彎曲性能與節間長度呈負相關，但未達顯著水平，而與節間直徑、節間干質量和單位莖長干物質量呈正相關，且與單位莖長干物質量達顯著水平(表8)。

表7 玉米節間性狀與抗倒伏力學性狀與產量和倒伏率的相關性Tab.7 The relationship of PS，BPC，IL，ID，IDW，RDWL and yield，lodging rate

表8 玉米節間農藝性狀與抗倒伏力學性狀的相關性Tab.8 The relationship of IL，ID，IDW，RDWL and PS，BPC

2.4.3 土壤蓄水量與莖稈性狀、產量、倒伏率的關系 產量與拔節期、大喇叭期和吐絲期0～200 cm土壤蓄水量呈顯著正相關，與灌漿期和成熟期呈極顯著負相關；倒伏率與拔節-灌漿期土壤蓄水量呈負相關，且與拔節期達顯著水平(表9)。

硬皮穿刺強度和彎曲性能與拔節期、大喇叭期和吐絲期0～200 cm土壤蓄水量呈正相關，但未達顯著水平，與灌漿期和成熟期0～200 cm土壤蓄水量呈負相關，僅成熟期達顯著水平；節間長度與拔節期、大喇叭期、灌漿期和成熟期0～200 cm土壤蓄水量呈負相關，與吐絲期0～200 cm土壤蓄水量呈正相關，但均未達顯著水平；節間直徑、節間干質量和單位莖長干物質量與拔節期、大喇叭期和吐絲期0～200 cm土壤蓄水量呈顯著或極顯著正相關，與灌漿期和成熟期0～200 cm土壤蓄水量呈負相關，且節間干質量和單位莖長干物質量與成熟期土壤蓄水量達顯著水平(表9)。

表9 玉米各生育時期0～200 cm土壤蓄水量與莖稈性狀、產量、倒伏率的關系(2016年)Tab.9 The relationship of 0-200 cm soil water storage of maize at different growth stages and stem character，yield，lodging rate

3 結論與討論

3.1種植密度對玉米株高、穗位高和穗位高系數的影響

玉米植株形態和莖稈抗倒伏能力隨群體密度的增加會發生變化[15-17]。唐麗媛等[18]研究表明，拔節期玉米株高隨著密度的增加而逐漸增加，而大喇叭期先增加后降低。黃海等[19]在東北吉林玉米種植區研究表明，隨著密度的增加，5.00萬～7.00萬株/hm2時灌漿初期株高變化不大，8.00萬～11.00萬株/hm2時逐漸降低。本研究結果表明，隨著群體密度的增加，耐密品種鄭單958株高變化不大，稀植品種晉單86群體密度超過6.00萬株/hm2時顯著增加。有研究表明，玉米株高、穗位高會影響植株抗倒伏性能，但相關性不大，而穗位高系數相關性較大[20-21]。黃海等[19]研究認為，倒伏率與穗位高、穗位高系數先玉335和先玉420密切相關，但鄭單958和益豐29無顯著相關。劉鑫等[22]在吉林玉米產區研究認為，鄭單958 和先玉335抗倒伏性與穗位高、穗位高系數無顯著正相關。本研究結果表明，鄭單958和晉單86倒伏率與穗位高、穗位高系數呈顯著或極顯著正相關。可見，不同地區同一品種隨著群體密度的增加植株形態的表現及與倒伏率的關系不盡相同。

3.2種植密度對玉米莖稈農藝性狀、抗倒力學特性的影響

玉米莖稈生長最快、抵御外界不良環境最弱的階段是大喇叭期-抽雄期，莖稈折斷大多發生在基部第3節間以上部位，其農藝性狀和力學性狀受群體密度影響較大[23-24]。本研究表明，隨著群體密度的增加，耐密性品種鄭單958莖稈第3節間性狀、硬皮穿刺強度和彎曲性能先增加后降低，在密度7.50萬株/hm2時達最高值；稀植品種晉單86莖稈第3節間性狀、硬皮穿刺強度和彎曲性能也先增加后降低，在密度6.00萬株/hm2時達最高值，超過6.00萬株/hm2時，節間長度顯著增加，節間直徑、節間干質量和單位莖長干物質量顯著降低，彎曲能力急劇下降且差異達顯著水平。勾玲等[25]研究表明，隨著群體密度的增加，耐密品種登海3719基部節間會變細、變長，但節間干質量和單位莖長干物質降低緩慢，群體抗倒耐密能力較強；稀植品種京科519對群體密度反應敏感，在密度超過7.50萬株/hm2時節間干質量減少較快，穿刺強度顯著降低。可見，群體密度增加后，莖稈節間直徑變細是適應環境的反應，單位莖長干物質量不同品種的表現不同，可作為判斷莖稈抗倒質量的重要農藝指標。玉米莖稈農藝性狀影響抗倒力學，抗倒力學影響植株抗倒伏性[14，25-26]。本研究相關分析表明，單位莖長干物質量與硬皮穿刺強度、彎曲性能呈顯著或極顯著正相關，倒伏率與莖稈第3節間長度呈顯著或極顯著正相關，與硬皮穿刺強度、彎曲性能、節間干質量和單位莖長干物質量呈顯著或極顯著負相關，單位莖長干物質量相關性最大。有研究認為，莖稈穿刺強度是衡量莖稈抗倒性的一個良好指標，與田間倒伏率呈顯著負相關[27]，尤其抽雄前玉米莖稈外皮穿刺強度與成熟期倒伏率呈高度負相關[19]，與本研究結果基本一致。

3.3種植密度對玉米各生育時期0～200cm土壤水分變化的影響

種植密度對土壤含水率有一定影響，同一品種不同密度下的田間土壤水分變化過程同步，與降雨量的多少密切相關[14]。本研究結果表明，玉米各生育時期0～200 cm土壤蓄水量隨生育進程推移先降后升，吐絲期最低，這與作物生長耗水和降雨量多少密切相關。隨著群體密度的增加，拔節-吐絲期土壤蓄水量先增加后降低，鄭單958高于晉單86；灌漿-成熟期先降低后上升，鄭單958低于晉單86，且鄭單958密度在7.50萬株/hm2時達最值，晉單86在密度6.00萬株/hm2時達最值。可能是由于鄭單958耐密性品種后期耗水較多，降雨量較少，導致土壤蓄水量降低。孫仕軍等[14]研究表明，不同密度引起田間土壤水分變化幅度較大，在密度5.55萬株/hm2時田間土壤水分抽穗-灌漿期下降速度最快，土壤含水量最低，而在密度4.05萬株/hm2時下降速度最慢，土壤含水量最高，這與本研究結果相似。

3.4種植密度對玉米產量和倒伏率的影響及與莖稈性狀和土壤水分的相關性分析

種植密度影響作物耗水，從而影響產量和水分利用效率[28-29]。劉戰東等[30]研究表明，隨密度增加，不同品種生育期耗水量呈增加趨勢。而本研究結果表明，隨著群體密度的增加，生育期耗水量、產量和水分利用效率先增加后降低，耐密品種鄭單958密度在7.50萬株/hm2時達最高，且產量和水分利用效率變化速率較小；稀植品種晉單86在密度6.00萬株/hm2時達最高，且與其他處理間差異顯著，變化速率較大。說明耐密品種適應性、穩定性、增產潛力較好，這與高長建[31]的結論一致。此外，相關性分析還表明，拔節期、大喇叭期和吐絲期土壤蓄水量與節間直徑、節間干質量和單位莖長干物質量顯著正相關，與產量呈顯著正相關，而灌漿期和成熟期與產量呈極顯著負相關，拔節期與倒伏率呈負顯著相關，這可能是由于玉米此期生長快、需水多，促進根、莖生長，增強抗倒伏性的原因，這與沈學善等[32]研究結果一致。

[1] 陳延玲，吳秋平，陳曉超.不同耐密玉米品種的根系生長及其對種植密度的響應[J].植物營養與肥料學報，2012，89(1)：52-59.

[2] 黃 璐，喬江方，劉京寶，等.夏玉米不同密植群體抗倒性及機收指標探討[J].華北農學報，2015，30(2)：198-201.

[3] Hashemi A M，Herbert S J，Putnam D H.Yield response of corn to crowding stress[J].Agronomy Journal，2005，97(3)：839-846.

[4] 黃立君，張 紅，虎秀榮，等.鄭單958玉米品種栽培密度研究初報[J].寧夏農林科技，2012，53(5)：15-16.

[5] 邢曉麗，翟 萍，李花利.岐山縣2011年不同玉米品種密度試驗初探[J].陜西農業科學，2012，58(3)：114-115.

[6] 陳傳永，侯玉虹，孫 銳，等.密植對不同玉米品種產量性能的影響及其耐密性分析[J].作物學報，2010，36(7)：1153-1160.

[7] 崔彥宏.春玉米不同群體產量構成因素的分析[J].河北農業大學學報，1992(1)：14-18.

[8] 豐 光，景希強，李妍妍，等.玉米莖稈性狀與道孚縣的相關和通經分析[J].華北農學報，2010，25(S1)：72-74.

[9] 孫亞茹.探討解決玉米增密種植過程中倒伏與早衰問題有效途徑[J].現代農業，2014(2)：34-35.

[10] 張芳魁，霍仕平，張 健，等.玉米莖稈性狀與抗折斷力的相關和通經分析[J].玉米科學，2006，14(6)：46-49.

[11] 高 鑫，高聚林，于曉芳，等.高密植對不同類型玉米品種莖稈抗倒伏性及產量的影響[J].玉米科學，2012，20(4)：69-70.

[12] 王 娜，李鳳海，王志斌，等.不同耐密型玉米品種莖稈性狀對密度的響應及與倒伏的關系[J].作物雜志，2011(3)：67-70.

[13] 劉戰東，肖俊夫，于景春，等.春玉米品種和種植密度對植株性狀和耗水特性的影響[J].農業工程學報，2012，28(11)：125-131.

[14] 孫仕軍，閆 瀛，張旭東，等.東北地區自然降雨條件下種植密度對玉米田間水分的影響[J].玉米科學，2011，19(2)：90-94.

[15] Chen C Y，Hou H P，Li Q.Effects of planting density on photosynthetic characteristics and changes of carbon and nitrogen in leaf of different corn hybrids[J].Acta Agronomica Sinica，2010，3(2)：871-878.

[16] 潘麗艷.種植密度對不同類型青貯玉米品種產量及相關性狀的影響[J].黑龍江農業科學，2011(5)：20-23.

[17] 唐寶軍，丁 勇.種植密度對玉米產量及主要農藝形狀的影響[J].中國種業，2008(10)：35-37.

[18] 唐麗媛，李從鋒，馬 瑋，等.漸密種植條件下玉米植株形態特征及其相關性分析[J].作物學報，2012，38(8)：1529-1537.

[19] 黃 海，常 瑩，胡文河，等.群體密度對玉米莖稈農藝性狀及抗倒伏性的影響[J].玉米科學，2014，22(4)：94-101.

[20] 豐 光，Huang C L，邢錦豐.玉米抗倒伏的研究進展[J].作物雜志，2008(4)：12-14.

[21] 劉曉林，馬曉君，豆 攀，等.種植密度對川中丘陵夏玉米莖稈性狀及產量的影響[J].中國生態農業學報，2017，25(3)：356-364.

[22] 劉 鑫，謝瑞芝，牛興奎，等.種植密度對東北地區不同年代玉米生產主推品種抗倒伏性能的影響[J].作物雜志，2012(5)：126-130.

[23] 程 云，王枟劉，楊 靜，等.種植密度對夏玉米基部節間性狀與倒伏的影響[J].玉米科學，2015(5)：112-116.

[24] 任佰朝，李利利，董樹亭，等.種植密度對不同株高夏玉米品種莖稈性狀與抗倒伏能力的影響[J].作物學報，2016，42(12)：1864-1872.

[25] 勾 玲，黃建軍，張 賓，等.群體密度對玉米莖稈抗倒力學和農藝性狀的影響[J].作物學報，2007，33(10)：1688-1695.

[26] 程富麗，杜 雄，劉夢星，等.玉米倒伏及其對產量的影響[J].玉米科學，2011，19(1)：105-108.

[27] 勾 玲，黃建軍，孫 銳，等.玉米不同耐密植品種莖稈穿刺強度的變化特征[J].農業工程學報，2010，26(11)：156-162.

[28] 劉戰東，肖俊夫，于景春，等.春玉米品種和種植密度對植株性狀和耗水性狀的影響[J].農業工程學報，2012，28(11)：125-131.

[29] 陳志君，孫仕軍，張旭東，等.東北雨養區覆膜和種植密度對玉米田間土壤水分和根系生長的影響[J].水土保持學報，2017，31(1)：224-229，235.

[30] 劉戰東，肖俊夫，南紀琴，等.種植密度對夏玉米形態指標，耗水量及產量的影響[J].節水灌溉，2010，14(9)：8-10.

[31] 高長建.高稈稀植大穗玉米雜交種與中矮稈耐密玉米雜交種形態性狀和產量性狀的比較[J].雜糧作物，2005，25(3)：156-157.

[32] 沈學善，李金才，屈會娟.不同麥秸還田方式對夏玉米性狀及水分利用效率的影響[J].中國農業大學學報，2010，15(3)：35-40.

EffectsofPopulationDensityontheStemTraitsandSoilMoistureinMaizeandTheirCorrelationwithYieldandLodgingRate

DENG Yan，WANG Chuangyun，ZHAO Li，ZHANG Liguang，GUO Hongxia，WANG Lujun，NIU Xueqian，WANG Meixia

(Institute of Crop Sciences，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030031，China)

To explore the response of different spring maize species and soil moisture to the planting density，and the relationships among these factors，yield and lodging rate in the Loess Plateau rainfall area，Zhengdan 958 and Jindan 86 were selected as research materials in the program，which were of special lodging resistance.Five kinds of planting density (52 500，60 000，67 500，75 000，82 500 plants/ha) were set in the field experiment，corn agronomic traits，the property of anti-lodging mechanism，and the variation of soil humidity individually were analyzed，then further revealed their correlation with yield and lodging rate ways.The results indicated that with the increased of population density，for the Zhengdan 958，the plant height and ear height increased first and then decreased，but the coefficient of ear height changed smooth，for the Jindan 86，the plant height，ear height and the coefficient of ear height increased gradually.The agronomic traits and mechanics properties of base third internode increased at the beginning and then decreased，the species of Zhengdan 958 reached the highest value at the 75 000 plants/ha，and there were significant difference on the internode of diameter among five planting densities.The species of Jindan 86 reached the highest value at the 60 000 plants/ha，and there were significant difference under the 67 500，75 000，82 500 plants/ha.With the increased of population density，the soil moisture from the soil suface to 200 cm depth increased first then decreased during the jointing stage and silking stage，and Zhengdan 958 and Jindan 86 reached the highest values at the 75 000, 60 000 plants/ha accordingly, the soil moisture decreased then increased from the pustulation period to mature period.The correlation analysis results showed in the jointing period，trumpet period and silk period，there were positive correlation between the soil moisture and internode diameter，dry weight of internode and the biomass of per unit of stem length，the biomass of per unit of stem length and the strength of stem puncture and flexural property，there were positive correlation among the strength of stem puncture，flexural property，biomass of internode，biomass of per unit of stem length and yield，by contrast，these index were negative correlation with lodging rate.The yield and water use efficiency of Zhengdan 958 and Jindan 86 reached to the highest value at the 75 000，60 000 plants/ha，respectively，and the yield increased from 7.67% to 25.74%，from 20.36% to 29.63%，respectively.The water use efficiency enhanced from 6.45% to 17.71% and from 14.14% to 20.38% for Zhengdan 958 and Jindan 86，respectively，the highest lodging rate appeared under 75 000 plants/ha and Zhengdan 958 was lower.We can choose rational planting density according to the maize species，then integrate the stem growth and soil water use efficiency，which will be useful to decrease the lodging rate and raise yield.

Maize; Density; Stem;Agronomic traits and mechanism; Soil moisture; Yield;Anti-lodging rate

2017-08-20

國家公益性行業(農業)科研專項(201503124)；山西省青年科技研究基金項目(201601D202076)；山西省農業科學院博士研究基金項目(YBSJJ1604)；三晉學者支持計劃專項經費資助項目

鄧 妍(1986-)，女，山西大同人，助理研究員，博士，主要從事作物栽培與生理生態研究。

王創云(1976-)，男，山西萬榮人，副研究員，碩士，主要從事作物旱作栽培研究。

S513.01

A

1000-7091(2017)05-0216-08

10.7668/hbnxb.2017.05.032