不同玉米品種產量及構成要素對種植密度的響應

董哲 王雷立 王許雷

摘 ? 要：有效地利用耐密性品種，通過合理增加種植密度來提高單產是玉米取得高產的主要途徑。以4個玉米品種為材料，在5個種植密度下分析產量及其構成要素對種植密度的響應。結果表明，隨著種植密度的提高，群體產量呈先增加后降低的變化趨勢，科大216的耐密性最好，其適宜種植密度為9.0萬株/hm2。

關鍵詞：玉米;品種;產量;構成要素;種植密度;響應

玉米生產發展的實質是協調個體和群體的關系，不斷提高群體產量水平的過程[1]。在適宜的種植密度范圍內，隨著密度的增加，玉米單葉凈光合速率下降，而群體光合速率、葉面積指數及冠層光合能力均增強，因而玉米產量隨之提高[2]。當到達最高產量后，隨著密度的進一步增加，冠層葉片的遮擋會削弱中下部葉片的光照條件，進而導致玉米群體產量的下降[3]。在高度密植條件下，單株生產效應下降，當單株生產效應對總產量的影響超過群體生產效應時，則表現群體總產量下降[4]。陳國平等認為，提高單位面積產量主要依靠增加密度（穗數），同時增加或穩定穗粒重[5]。有的研究認為，隨種植密度增加，單位面積穗數呈增加趨勢，穗粒數和千粒重呈下降趨勢，而單位面積粒數呈增加并處于不變趨勢。耐密性品種對不同的群體密度反應遲鈍，在高密度條件下，群體和個體協調發展，充分發揮其增產作用[6]。我國目前玉米種植密度普遍較低，增密種植具有較大潛力。利用耐密性玉米新品種，通過增加種植密度來提高產量是玉米取得高產的主要途徑，是玉米產業化發展的必然趨勢[7]。

本文以鄭單958、先玉335、科大20和科大216為試驗材料，分析了不同玉米品種對密度脅迫的響應程度，旨在為不同耐密性夏玉米品種的合理密植提供理論指導依據，為建立黃淮海地區夏玉米高產穩產栽培提供技術參考。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 試驗地點

試驗于2016年和2017年在河南科技大學試驗農場進行。前茬為小麥，土壤質地為壤土。

1.2 ? 試驗材料與試驗設計

本試驗采用裂區設計方式，主區設置為種植密度，有5個水平，分別為6.0萬株/hm2、7.5萬株/hm2、9萬株/hm2、10.5萬株/hm2和12.0萬株/hm2;副區為品種，分別為鄭單958、先玉335、科大20和科大216。小區行長7 m、行寬0.6 m，每小區種植4行，重復3次。每公頃施氮肥112.5 kg、磷肥（P2O5）75 kg、鉀肥（K2O）105 kg。磷肥和鉀肥作為基肥一次性施入，氮肥按底肥∶追肥=1∶2的比例施入，常規田間管理。

1.3 ? 測定內容與方法

在玉米籽粒成熟期，統計各小區全部株數。收獲時在每小區選中間2行收獲計產，隨機取20穗進行室內考種。

1.4 ? 試驗數據處理分析

采用Microsoft Excel 2007 處理和計算數據，采用SPSS 19.0 統計軟件進行方差分析和多重比較（采用LSD 法）。

2 ? 結果與分析

2.1 ? 不同夏玉米品種群體籽粒產量對種植密度的響應

種植密度對不同玉米品種群體產量的影響見圖1。

不同品種之間由于群體與個體矛盾差異不同，源、庫協調能力不同，對密度脅迫的響應也不同。從不同品種最高產量來看，科大216最高，先玉335和鄭單958居中，科大20最低。在6.0萬～12.0萬株/hm2范圍內，隨著種植密度的增加，先玉335、鄭單958和科大216的產量呈現先增加再降低的趨勢，產量與種植密度呈拋物線關系。當種植密度由6.0萬株/hm2增加到7.5萬株/hm2時，先玉335和鄭單958的產量分別增加了5.56%和9.77%，二者的最高產量均出現在7.5萬株/hm2，分別為12 169.13 kg/hm2和12 456.54 kg/hm2;當密度超過7.5萬株/hm2時，二者的產量均表現下降趨勢;密度為9.0萬株/hm2、10.5萬株/hm2和12.0萬株/hm2時，先玉335的產量分別比7.5萬株/hm2密度時下降了2.10%、18.26%和25.42%，鄭單958的產量分別比7.5萬株/hm2密度時下降了8.18%、20.32%和31.28%。科大216的產量在6.0萬～9.0萬株/hm2 范圍內，隨著密度的增加而增加，在9.0萬株/hm2時取得最高產量，為13 134.62 kg/hm2。當密度超過9.0萬株/hm2時，科大216的產量表現出下降趨勢;種植密度為10.5萬株/hm2和12.0萬株/hm2時，產量分別比9.0萬株/hm2密度時下降了10.71% 和25.01%。而科大20的產量在6.0萬株/hm2和7.5萬株/hm2時差異不顯著;當密度大于7.5萬株/hm2時，隨著密度的增加產量呈現急劇下降的趨勢。密度為9.0萬株/hm2、10.5萬株/hm2和12.0萬株/hm2時，分別比密度為6.0萬株/hm2時減產14.18%、27.35%和43.18%。總的來看，在6.0萬株/hm2密度時，先玉335產量最高，7.5萬～9.0萬株/hm2時科大216產量最高，密度超過9.0萬株/hm2以后，各個品種的產量都顯著下降。不同品種對密度的耐受性不同，科大216耐密性最好，對不同的群體密度反應遲鈍，在密度較高的情況下，群體和個體協調發展，從而取得高產，先玉335和鄭單958次之， 科大20耐密性最差，只有選擇最適宜的種植密度，才能充分發揮各個品種的高產潛力。

2.2 ? 不同夏玉米品種產量構成因子對種植密度的響應

隨著種植密度的提高，所有參試品種的穗長變短、穗粗變細、禿尖長度增大、穗重降低，群體產量呈先增加后降低的變化趨勢。由于源、庫協調能力不同，不同品種的產量構成因子對種植密度的響應不盡相同，總體表現為穗粒數和千粒重均隨著種植密度的增加而減小，單位面積收獲穗數隨著密度的增加而增加。

2.2.1 ? 單位面積收獲穗數對種植密度的響應

不同品種在不同密度條件下的實收穗數見圖2。

由圖2可以看出，不同品種的單位面積收獲穗數均呈現隨著種植密度的增加而增加的趨勢，但品種間的增加幅度存在顯著差異。科大216 不同密度間的變異系數最大為20.17%，鄭單958和先玉335居中，分別為17.81%和17.21%，科大20變異系數最小，為12.28%。在6.0萬株/hm2和7.5萬株/hm2密度時，4個品種的單位面積收獲穗數差異不顯著，在9.0萬株/hm2密度時，科大20的單位面積收獲穗數顯著低于其他3個品種，密度在10.5萬株/hm2和密度12.0萬株/hm2密度時，鄭單958和科大216的單位面積收獲穗數顯著高于其他兩個品種。單位面積成穗率卻隨著密度的增加而呈不同程度的降低，科大20下降幅度最大，科大216和鄭單958下降幅度最小。單位面積收獲穗數與種植密度關系密切。

2.2.2 ? 單穗粒數對種植密度的響應

不同品種在不同密度條件下的穗粒數見圖3。

由圖3可以看出，隨著種植密度的增加，不同品種的單穗粒數均呈逐漸降低趨勢，但各個品種下降的程度不同。密度從6.0萬株/hm2增加到12.0萬株/hm2，科大20的單穗粒數分別下降了 12.61%、21.65%、40.29%和45.53%，先玉335的單穗粒數分別下降了 7.89%、19.81%、26.31%和35.58%，鄭單958的單穗粒數分別下降了4.29%、19.73%、33.77%和38.80%，科大216單穗粒數分別下降了1.41%、8.50%、19.93%和30.10%。單位面積穗粒數是單位面積穗數和單穗粒數的積，因其二者均受種植密度影響，所以單位面積穗粒數是反應不同品種對密度響應的綜合指標。

由圖3可以看出，科大20在7.5萬株/hm2時單位面積穗粒數最大，先玉335在7.5萬～10.5萬株/hm2時單位面積穗粒數最大，鄭單958在7.5萬～9.0萬株/hm2時單位面積穗粒數最大，科大216在9.0萬～10.5萬株/hm2時單位面積穗粒數最大，這個變化趨勢與不同密度條件下單位面積產量的變化規律非常一致，表明不同密度條件下的單位面積產量主要取決于單位面積穗粒數。

2.2.3 ? 千粒重對種植密度的響應

不同種植密度下不同品種的千粒重見圖4。

由圖4可以看出，不同品種的千粒重對種植密度的響應基本一致，4個參試品種的千粒重均隨著種植密度的增加而下降。密度從6.0萬株/hm2增加到7.5萬株/hm2，科大20、先玉335、鄭單958和科大216的千粒重分別下降了 7.16%、7.52%、5.60%和 5.25%。種植密度為9.0萬株/hm2時，科大20、先玉335、鄭單958和科大216的千粒重分別比6.0萬株/hm2時下降了13.39%、12.18%、9.86%和9.22%。密度為10.5萬株/hm2時，科大20、先玉335、鄭單958和科大216的千粒重分別比6.0萬株/hm2時下降了18.74%、17.28%、15.02%和18.05%。密度為12.0萬株/hm2時，科大20、先玉335、鄭單958、科大216的千粒重分別比6.0萬株/hm2時下降了24.76%、21.34%、19.57%和22.07%。各品種均在6.0萬株/hm2時千粒重最大，不同品種間差異達到顯著水平，先玉335、科大216>鄭單958>科大20。耐密性品種科大216在密度從6.0萬株/hm2增加到9.0萬株/hm2時，千粒重下降幅度較其他品種較小，但密度超過9.0萬株/hm2時，千粒重大幅度下降。

3 ? 結論與討論

通過增加作物群體數量、抑制個體功能的生長冗余以實現群體性能最優化，成為作物超高產潛力挖掘的一個重要途徑。因此，必須優化種植密度，協調群體與個體矛盾，才能使不同類型的玉米品種充分發揮其產量潛力，取得高產。本研究綜合產量及其構成要素對種植密度的響應規律，分析不同品種的耐密特性，結果發現，在6.0萬株/hm2密度時，先玉335產量最高;7.5萬～9.0萬株/hm2時，科大216產量最高;密度超過9.0萬株/hm2以后，各個品種的產量都顯著下降。綜合分析，科大216的耐密性最好，先玉335和鄭單958次之，科大20的耐密性最差，只有選擇最適宜的種植密度，才能充分發揮各個品種的高產潛力。回歸分析結果表明，科大216最適宜種植密度為 8.6萬株/hm2，先玉335和鄭單958最適宜種植密度均為7.4萬株/hm2，科大20的最適宜種植密度為 5.1萬株/hm2。

依靠增加群體數量的結構性增產與依靠改善個體生理功能的功能性增產，是提高玉米產量的兩條主要途徑[8]。要實現夏玉米高產，應該建立適宜的高產群體，營造與高產相適應的籽粒庫容量，因此應針對不同品種采取不同的增產途徑。科大216的個體產量潛力有限，但對種植密度脅迫反應不敏感，當群體密度增加時，穗數增加的正效應大于穗粒數和千粒重下降的負效應，因此適合在穩定穗重的基礎上，依靠增加單位面積成穗數，實現結構性增產。鄭單958和先玉335的單株產量潛力和對種植密度脅迫的耐受力均較好，因此適合改善個體生理功能與群體生產性能并重，在適當增加單位面積成穗數的基礎上，增加干物質分配效率，提高穗粒數和千粒重，增加單株生產潛力，實現結構性增產和功能性增產途徑并重。科大20則適合在保證適宜密度條件下，著重改善個體生理功能，增加其穗粒數和千粒重，實現單株產量潛力的最大化，依靠個體生產性能的增產途徑實現玉米高產。

參考文獻：

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[ 7 ] 明博，謝瑞芝，侯鵬，等. 2005—2016年中國玉米種植密度變化分析[J].中國農業科學，2017，50（11）：1960-1972.

[ 8 ] 趙明，李建國，張賓，等.論作物高產挖潛的補償機制[J].作物學報，2006（10）：1566-1573.

（收稿日期：2019-01-18）