玉米種植密度與重心高度的關系及對倒伏的影響

豐光+王孝杰+曹祖波+于兵+佟圣輝+王秀鳳+趙成昊

摘 要：選用丹玉8479為試材，采用3種密度3次重復的試驗設計，研究種植密度、株高、穗位、重心高度和穗位重心差對倒伏的影響。結果表明：隨播種密度的增加，玉米株高、穗位高以及植株重心高度都隨之增加，穗位高增幅大于植株重心高度增幅；穗位重心差數值從負值逐漸向正值轉變，說明玉米處于對不良生長環境的本能反應，做出自我生長調節，盡可能降低自身發生倒伏的幾率，穗位重心差數值越小植株抗倒伏能力越強。倒伏性相關分析結果表明：玉米倒伏與穗位高、重心高度以及播種密度呈極顯著正相關，與株高呈顯著正相關；株高與穗位高、重心高度呈極顯著正相關，與密度呈顯著正相關；穗位高與重心高度和密度呈極顯著正相關；重心高度與密度呈極顯著正相關。說明種植密度、株高、穗位高和重心高度都對植株倒伏產生一定影響，穗位重心差可以作為衡量倒伏的一項農藝指標。

關鍵詞： 玉米；密度；重心；倒伏

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.12.016

Abstract： Maize hybrids Danyu8479 was chosen as the materials， and the test was designed for repeated three times by three densities. And the influence of planting density， plant height， ear height， gravity center height and difference between ear and center of gravity height on lodging was researched. The results showed that with the increase of planting density， the plant height， ear height and center of gravity height had a gradually increasing trend， ear height and center of gravity height increased significantly. The difference of ear and gravity center height changed from negative to positive， it proved that corn was reducing their lodging probability as much as possible in instinctive response to the adverse growing conditions， and showing self growth regulation， the smaller difference between ear and center of gravity height was the stronger plant lodging resistance was. The result of lodging resistance related analysis showed that planting density， ear height and center of gravity height were significant positive correlation with lodging， plant height was positively related with lodging. Plant height and ear height， center of gravity height were significant positive correlation， the center of gravity height and density was significantly positively related， ear and significant positive correlated to the center of gravity height and density， significant positive correlated to the center of gravity height and density. The research showed that plant height， ear position， center of gravity height and planting density had some certain influence on plant lodging， and the difference of ear and gravity center height could be used as a common measure of lodging agronomic index.

Key words： maize（Zea mays L.）；plant density；gravity center；lodging

合理密度栽培是促進玉米增產的重要措施，但為了增加產量而盲目地提高種植密度卻會增大倒伏的潛在危險[1-2]。我國東北、華北玉米主產區雨熱同季，每年60%的降水多集中在7—8月份，這時正值玉米抽雄、開花和灌漿的關鍵時期，玉米莖稈脆弱、根系欠發達，在強風多雨的天氣條件下容易發生倒伏，造成嚴重的產量損失[3]。影響玉米倒伏的因素很多，包括品種自身原因，如莖稈、根系、株高、穗位等[4-7]；也包括外界因素，如天氣、病蟲害、肥水條件、種植密度等[8-10]。本研究通過開展玉米不同種植密度試驗，研究植株重心高度的變化及植株相關性狀與倒伏發生的相關性，期望對玉米抗倒性栽培有一定指導意義。endprint

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗以丹玉8479為材料，于2014年在丹東農科院良種選育基地進行，密度分別設置45 000， 60 000，75 000株·hm-2， 10行小區，行長5 m，行距0.6 m，試驗設計3次重復。試驗田地勢平坦肥力均勻。

1.2 調查項目

玉米吐絲后25 d測量株高、穗位、重心高度、倒伏率，其方法詳見表1。

1.3 數據分析

試驗數據采用DPS軟件進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 種植密度對重心高度等性狀的影響

從表2可以看出，隨著丹玉8479種植密度的增加，其植株高度、穗位高度和重心高度都有逐漸增加的趨勢，說明密度的增加加劇了群體內個體間光、熱、水、肥、氣等資源的競爭，為了爭奪更多的資源，為盡可能實現個體在群體中所處最佳位置，單個植株都本能地增加株高和穗位高以此來獲取更多的光熱資源，這是植物避蔭反應的明顯表現。同時，為調節自身的抗倒伏能力，重心高度雖然也在增高，但增幅小于穗位，以達到對自身重心的盡可能調控。從45 000株·hm-2增加到60 000株·hm-2，株高增加3.6 cm，穗位增加10.5 cm，重心高度增加2.6 cm，3個性狀中增加幅度穗位>株高>重心高度，穗位增加最為明顯；從60 000株·hm-2增加到75 000株·hm-2，株高增加2.2 cm，穗位增加12.8 cm，重心高度增加7.2 cm，3個性狀中增加幅度穗位>重心高度>株高，穗位增加最為明顯。從差異顯著性比較來看，穗位和重心高度在75 000株·hm-2和45 000株·hm-2之間達到了顯著水平，株高沒有達到顯著差異，說明隨著密度的增加，丹玉8479穗位和重心高度增加幅度顯著。群體種植密度的增加，使得個體莖稈瘦弱、莖稈機械組織發達程度降低，根系生長和發育水平下降，重心高度的增加導致植株勢能增大，在降雨或強風等不良氣候條件下，增加了植株倒伏的概率。

2.2 種植密度對植株穗位重心差的影響

從圖1中可以看出：在45 000株·hm-2低密度下，穗位重心差表現為負值（-5.8），即玉米植株重心位置在穗位之上，該密度下表現為穗位低、重心低、整個植株重力勢能小，抗倒性較好；在60 000株·hm-2中密度下，穗位重心差表現為正值（2.1），即玉米植株重心位置在穗位之下，該數值較小，說明60 000株·hm-2密度下植株重心和穗位位置較為接近，中密度下植株抗倒伏能力弱于低密條件；在75 000株·hm-2高密度下，穗位重心差表現為正值（7.7），說明在高密度條件下，植株的穗位偏高，重心位置與穗位相差較大，此時植株的抗倒伏能力較弱。綜合整體密度變化來看，丹玉8479種植密度從45 000株·hm-2到60 000株·hm-2再到75 000株·hm-2，隨著密度的增加，穗位不斷增高，重心高度也隨之增高，重心高度增加幅度小于穗位增加幅度，穗位重心差數值從負值逐漸向正值轉變。從穗位重心差數值的變化也能說明玉米處于對不良環境的自我生長調節，以盡最大可能降低自身倒伏可能性。綜合上述分析可知，穗位重心差數值越小，植株具有的抗倒伏能力越強。

2.3 種植密度對植株倒伏的影響

在丹玉8479整個生育期內對田間倒伏情況進行調查發現：在45 000株·hm-2低密度條件下，植株莖稈粗壯、穗位整齊、長勢良好，沒有發生倒伏情況；在60 000株·hm-2中密度條件下，個別植株出現輕度倒伏，倒伏率在15%左右；在75 000株·hm-2高密度條件下，重復小區間均發生較嚴重倒伏，平均倒伏率達到65%，說明丹玉8479適宜在45 000～60 000株·hm-2之間較低的密度下種植，生產上栽培不宜密度過大。對密度、株高、穗位和重心高度與倒伏性進行相關分析（表3）發現：倒伏與穗位、重心高度和種植密度呈極顯著正相關，與株高呈顯著正相關；株高與穗位、重心高度呈極顯著正相關，與密度呈顯著正相關；穗位與重心高度和密度呈極顯著正相關；重心高度與密度呈極顯著正相關。這說明種植密度的增加促使株高、穗位和重心高度性狀不同程度的增大，這些性狀的劣勢發展及綜合作用增大了植株倒伏的概率。

3 結論與討論

玉米倒伏是一項比較復雜的研究課題，前人利用多種方法從不同角度進行過深入研究，包括根系、莖稈、病蟲害、遺傳及分子等諸多方面[11-12]，具有很好的參考價值和實際指導意義。本試驗從重心高度及穗位重心差等性狀研究了影響玉米植株倒伏的問題，該方面的研究報道較少。研究認為：種植密度對植株重心高度等植株性狀產生一定影響，隨著種植密度的增大，株高、穗位高和重心高度都不斷增加，穗位重心差由負值向正值不斷轉變，田間植株表現為倒伏率不斷增大；玉米種植密度、株高、穗位高、重心高度之間存在著不同程度的相關性，密度增加是玉米植株發生倒伏的根本原因。

根據本試驗的研究結果，建議在實際生產中應選擇莖稈柔韌性強、植株重心低、較耐密植的品種，應根據生態氣候特點和品種自身特征特性進行合理密植，以有效地提高玉米抗倒伏能力，有助于保證玉米實現穩產和高產[13]。玉米倒伏是多因素綜合作用的結果，單從某個材料和某些性狀研究得出的結論相對片面，盡管對玉米倒伏的研究很多，但還是缺少遺傳和分子等方面的深入研究，從本質上掌握其作用機制和遺傳機理是很有必要的。

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