不同種植密度對玉米新品種永優1573籽粒灌漿速率和脫水速率的影響

楊美麗 王幫太 程建梅

摘要 ? ?采用隨機區組設計，研究了不同種植密度（6.00萬、6.75萬、7.50萬、8.25萬株/hm2）對玉米新品種永優1573籽粒灌漿速率和脫水速率相關性狀的影響，并設置6.75萬株/hm2種植密度下鄭單958、先玉335作為對照。結果表明，隨著種植密度的提高，各性狀總體有逐漸減小的變化趨勢，但未受到顯著影響。通過籽粒百粒干重和灌漿速率定位到永優1573合適種植密度，在此密度水平下，與對照品種相比，永優1573在籽粒干物質積累上處于優勢水平，可以獲得較高的產量。研究結果可為進一步快速評價選育新品種產量形成機理和定位種植群體水平奠定基礎。

關鍵詞 ? ?玉米;永優1573;種植密度;籽粒灌漿;脫水速率

中圖分類號 ? ?S513 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）21-0017-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract ? ?Using random block design，the effects of different planting densities（60 000，67 500，75 000，82 500 plants/hm2） on grain filling rate and dehydration rate of new maize variety Yongyou 1573 were studied，the Zhengdan 958 and Xianyu 335 were set as control with the planting density of 67 500 plants/hm2. The results showed that，with the increase of planting density，the overall variation trend of each character gradually decreased，but the effect was not significant.The suitable planting density of Yongyou 1573 was determined by dry weight per grain and filling rate. At this density level，compared with the control varieties，Yongyou 1573 was at the dominant level in the accumulation of seed dry matter，and could obtain a higher yield. The results laid a foundation for further rapid evaluation of the yield formation mechanism of breeding new varieties and locating the level of planting population.

Key words ? ?maize;Yongyou 1573;planting density;grain filling;dehydration rate

玉米灌漿速率的快慢決定著籽粒發育的程度，影響玉米灌漿速率的因素除了品種本身遺傳特性外，同時還受生態環境和栽培措施的影響，其中，合理的群體結構是玉米形成高產的一項重要措施[1]。多位學者利用不同密度水平和栽培模式下對玉米籽粒灌漿速率進行了深入的研究[2-4]。王 ?萌等[1]采用4種種植密度和3種空間布局模式對鄭單958進行了籽粒灌漿速率和品質性狀的研究表明，種植密度并未對籽粒灌漿過程有顯著的影響，不同的空間分布在一定程度上影響了籽粒灌漿速率。付晉峰等[5]通過不同的播期和種植密度的設置，對玉米籽粒灌漿進行了研究，結果表明，種植密度主要是在灌漿后期對玉米中部籽粒灌漿速率影響較大，對頂部籽粒主要是階段性的影響。張 ?明等[6]對春播玉米在5個種植密度下進行了籽粒灌漿速率的研究表明，籽粒最大灌漿速率、灌漿持續時間隨著種植密度的增大而減小，并且通過籽粒產量明確不同品種的最適種植密度。

玉米品種籽粒脫水速率和收獲時含水量是影響機械粒收質量、安全儲藏和經濟效益的關鍵因素[7]。較高的玉米籽粒含水量嚴重影響我國玉米整體品質。國內外相關文獻對于籽粒脫水速率和含水量的研究報道較多，籽粒脫水速率和成熟期含水量不同品種之間存在顯著差異，具有可遺傳性[8-13]。生育后期氣象條件以及播期、種植密度、栽培措施對籽粒脫水速率和含水量都有影響[14]。Widdicombe等[15]研究表明，隨著種植密度的增加，早熟和晚熟玉米品種籽粒脫水速率均略有加快。另外，還有學者研究表明，栽培密度在一定范圍內對玉米籽粒脫水速率不構成影響[10]。萬澤花等[16]研究了不同熟期夏玉米品種籽粒灌漿和脫水特性及種植密度的調控作用，結果表明，隨著種植密度的增加，不同玉米品種的籽粒灌漿速率降低，生理成熟期的籽粒含水量降低。

本文對玉米新品種永優1573在不同種植密度下的籽粒灌漿速率和籽粒脫水速率等相關性狀進行研究，探明了不同種植密度下該品種的干物質積累、籽粒灌漿及產量形成的響應特征。現將試驗結果總結如下。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗概況

試驗于2017—2018年在鶴壁市農業科學院試驗園區進行，以玉米品種永優1573、鄭單958、先玉335為試驗材料。

1.2 ? ?試驗設計

試驗共設4個密度處理，即永優1573設置6.00萬、6.75萬、7.50萬、8.25萬株/hm2種植密度，對照鄭單958、先玉335設置6.75萬株/hm2種植密度。完全隨機區組設計，10行區，行長5 m，行距60 cm，田間管理按照高產田進行。

1.3 ? ?測定指標與方法

每個種植密度下在玉米雌穗未吐絲前，選擇生長正常的植株進行人工雌穗套袋，待花絲抽出5～8 cm后，在同一時間抽取雌穗袋并人工輔助一次性充分授粉，同時記錄授粉日期[17-18]。自授粉后20 d開始調查取樣，每處理隨機取3個統一授粉植株，每隔5 d調查取樣1次，至授粉后55 d結束，共計6次田間取樣。在室內，選取每穗中部籽粒100粒測其鮮重，苞葉全部去除后測鮮重，籽粒脫粒后測穗軸鮮重，鮮籽粒、苞葉和穗軸分別裝入紗網袋中于105 ℃烘60 min，再在85 ℃烘干7 d至恒重稱量。以干物質增長速率表示灌漿速率。其計算公式如下：

籽粒灌漿速率（g/d）=（后一次百粒干重-前一次百粒干重）/2次取樣間隔天數;

籽粒含水量（%）=（籽粒鮮重-籽粒干重）/籽粒鮮重×100。

苞葉和穗軸含水量計算方法同籽粒含水量。

1.4 ? ?數據分析

采用Excel 2007對試驗數據進行初步處理分析和作圖，使用DPS 7.05進行數據統計、方差分析。

2 ? ?結果與分析

2.1 ? ?不同種植密度玉米相關性狀

由表1可以看出，種植密度對玉米品種永優1573百粒重、苞葉含水量、穗軸含水量、籽粒含水量、籽粒脫水速率和籽粒灌漿速率的影響差異均不顯著。但各性狀總體趨勢是隨著種植密度的增加有逐漸減小的變化趨勢，以2018年試驗結果為例，與種植密度6.0萬株/hm2處理相比，種植密度為6.75萬株/hm2時，百粒干重、籽粒含水量、籽粒脫水速率、籽粒灌漿速率分別降低3.89%、3.14%、1.16%、16.36%;種植密度為7.5萬株/hm2時，百粒干重、籽粒含水量、籽粒脫水速率、籽粒灌漿速率分別降低4.11%、7.45%、5.81%、29.09%;種植密度為8.25萬株/hm2時，百粒干重、籽粒含水量、籽粒脫水速率、籽粒灌漿速率分別降低6.89%、13.50%、18.60%、47.27%。這說明隨著種植密度的增高，百粒干重、籽粒含水量變化較小，但籽粒脫水速率和籽粒灌漿速率變化較大，特別是當達到一定高密度時，玉米群體結構的光熱進一步競爭，對籽粒脫水速率和籽粒灌漿速率有實質性的影響。玉米新品種要根據不同密度條件下產量相關性狀定位最適種植密度。

2.2 ? ?不同種植密度玉米各生長時期相關性狀變化

玉米籽粒灌漿速率的高低對于穗粒重的建成具有重要的意義，籽粒含水量和脫水速率的高低是機收玉米的關鍵性指標。由圖1、圖2可以看出，不同種植密度條件下，從授粉20 d開始至成熟期，籽粒灌漿速率基本符合“快—慢—較快—慢”的變化趨勢，總體情況是籽粒乳熟期灌漿速率由最高點急劇下降，種植密度越大降幅越大。籽粒生長進入蠟熟期后先緩慢上升，進而進一步下降，但種植密度為6萬株/hm2時反而失去高籽粒灌漿速率的優勢，表現持續下降。經歷過籽粒完熟期后，不同種植密度下籽粒灌漿速率都到達一個最低點，特別是高密度下，一直維持最低的籽粒灌漿速率，但種植密度為6.75萬株/hm2時籽粒灌漿速率較高。在不同種植密度下，籽粒百粒干重總體隨著生育期逐漸增加，差異不顯著，與籽粒灌漿速率相對應，種植密度為6.75萬株/hm2時百粒干重最大。

由圖3、圖4可以看出，不同種植密度條件下，從授粉20 d開始至成熟期，籽粒脫水速率和籽粒含水量都呈逐漸下降趨勢。其中籽粒脫水速率在各生育時期呈現“快速下降—升高—下降—升高”的趨勢，且種植密度為6.75萬株/hm2和7.5萬株/hm2時籽粒脫水速率變化幅度最大，后者在籽粒蠟熟期和完熟前期能保持較高的脫水速率。相對應的籽粒含水量在種植密度為6.75萬株/hm2和7.5萬株/hm2時保持較低的水平。

2.3 ? ?不同玉米品種相同密度下相關性狀的變化

在種植密度為6.75萬株/hm2條件下，永優1573各個性狀指標表現良好，將其與對照鄭單958和先玉335在相同種植密度下各性狀指標進行比較發現，從授粉20 d開始至完熟期，籽粒百粒干重逐漸增加，從乳熟期至蠟熟期，先玉335都處于較高水平，直到完熟期，永優1573處于領先水平，而鄭單958一直處于較低水平。籽粒灌漿速率從乳熟期至蠟熟前期，先玉335一直處于較高水平，但在蠟熟前期急劇下降，永優1573保持了較高水平。籽粒含水量處于逐漸下降趨勢，各個生育期鄭單958和先玉335均平穩下降，永優1573處于波動下降趨勢，直到籽粒完熟期，先玉335達到較低的籽粒含水量。相對應的籽粒脫水速率從較高的水平呈波動下降趨勢，但先玉335在完熟期籽粒脫水速率保持了較高的水平。

3 ? ?結論與討論

玉米品種隨著種植密度的增加，群體結構的增大帶來植株間對光、熱、肥、水的相互競爭，造成干物質積累較少，影響了灌漿后期同化物的供應，最終導致灌漿速率下降、粒重降低，嚴重時會影響產量[14]。本研究結果表明，不同種植密度對玉米新品種永優1573籽粒灌漿速率等性狀的影響在籽粒生理生長期都未達到顯著水平，這與王鐵固等[19]和王 ?萌等[1]的研究結果基本一致。這說明該品種具有良好的耐密性，種植密度的增加不會降低玉米單株的籽粒灌漿進程，對單株籽粒產量影響不大，對種植密度反應遲鈍，適當地增加密度能夠獲得較高的產量。關于種植密度對其主要農藝性狀和品質性狀的影響還有待進一步研究。

玉米品種的成熟后期籽粒脫水性狀決定了其收獲時籽粒的含水量，選擇籽粒脫水快的品種是實現粒收的重要指標性因素。本文對不同種植密度下玉米新品種1573籽粒生育時期籽粒脫水速率和含水量等相關性狀進行研究發現，隨著種植密度的增加對于籽粒含水量影響總體上稍微增加，籽粒脫水速率稍微減小，但影響不顯著，且在籽粒生理成熟期和收獲期差異進一步縮小。

國內目前隨著玉米全程機械化技術的快速發展，相關研究也逐漸增多，針對不同品種、不同處理方式進行了有關籽粒灌漿和含水量遺傳變化、分子機理的研究[20-22]，普遍認為，籽粒灌漿和含水量相關性狀在品種間差異顯著，環境因素和栽培措施能夠明顯影響性狀變化，環境和基因型之間也有交互作用。應利用現代生物技術手段，發掘與籽粒灌漿和含水量相關性狀功能標記信息，有針對性地選育適宜機收的玉米品種，以提高品種選育效率。

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