種植密度對(duì)不同熟期玉米品種生理成熟時(shí)籽粒含水量及產(chǎn)量的影響

孫海潮， 張瑩瑩， 盧道文， 牛永鋒， 宋俊喬， 李永江， 張 盼， 董文恒， 張曉輝

(安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南安陽(yáng) 455000)

玉米收獲時(shí)含水量過高已成為影響黃淮海地區(qū)玉米籽粒機(jī)收時(shí)期、籽粒破碎率、儲(chǔ)運(yùn)烘干成本及玉米品質(zhì)的關(guān)鍵因素[1-5]，且種植密度也是影響玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[6-7]，增加種植密度是提高玉米單位面積產(chǎn)量的關(guān)鍵措施之一[8-9]。黃淮海作為我國(guó)糧食的主產(chǎn)區(qū)，普遍采用冬小麥—夏玉米一年兩熟的耕作模式，為了不影響冬小麥的播種時(shí)間，要求玉米的整個(gè)生育期在100～110 d，致使夏玉米生長(zhǎng)過程所需的熱量、積溫等因素受到制約。因此在不影響玉米產(chǎn)量的前提下，實(shí)現(xiàn)玉米籽粒機(jī)收必須協(xié)調(diào)種植密度、生育期長(zhǎng)短、收獲時(shí)含水量之間的關(guān)系[10-17]。研究發(fā)現(xiàn)，收獲時(shí)籽粒含水量受干物質(zhì)積累速度、生理成熟時(shí)含水量和生理成熟到收獲時(shí)籽粒的脫水速率共同影響[18-24]。

前人做了大量種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量影響的相關(guān)研究[25]。目前黃淮海地區(qū)關(guān)于種植密度對(duì)不同玉米生理成熟期時(shí)籽粒含水量的影響鮮有報(bào)道。丁佳琦研究發(fā)現(xiàn)，生理成熟期的籽粒脫水速率呈持續(xù)下降趨勢(shì)，不同密度對(duì)自交系的脫水速率影響較小[26]。本試驗(yàn)選用8個(gè)黃淮海地區(qū)主推品種，研究2個(gè)密度條件下對(duì)不同品種生理成熟期籽粒含水量的影響，結(jié)合品種生理成熟時(shí)的含水量與生育期將這8個(gè)玉米品種進(jìn)行分類，綜合考慮種植密度、生育期、生理成熟時(shí)含水量、產(chǎn)量等相關(guān)因素，為黃淮海地區(qū)機(jī)收籽粒品種篩選及合理密植提供參考，指導(dǎo)黃淮海地區(qū)玉米生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及供試材料

試驗(yàn)于河南省安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院柏莊試驗(yàn)基地(114°20′E、36°11′N)進(jìn)行，土壤類型為潮土，土壤有機(jī)質(zhì)含量為16.1 g/kg，堿解氮含量為137.2 mg/kg，有效磷含量為7 mg/kg，速效鉀含量為 139.6 mg/kg，pH值為7.8。供試材料為黃淮海近年來推廣面積較大、新選育、適宜機(jī)收的品種，共8個(gè)，分別為豫單9953、創(chuàng)玉107、云臺(tái)玉39、先玉335、北青340、金誠(chéng)12、航星118、鄭單958。2017年6月12日播種，10月5日收獲。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為密度，副區(qū)為品種。設(shè)67 500、82 500株/hm22個(gè)種植密度，小區(qū)面積為5.0 m×2.4 m=12.0 m2，行距60 cm，3次重復(fù)，品種隨機(jī)區(qū)組排列。7月2日施天邦長(zhǎng)效緩釋復(fù)合肥600 kg/hm2，其中N ∶P2O5∶K2O=28 ∶6 ∶6。

1.3 測(cè)量項(xiàng)目及方法

1.3.1 生育期記載 生育期是指從出苗至生理成熟的天數(shù)。玉米生育期調(diào)查包括播種期、出苗期、抽雄期、散粉期、吐絲期、生理成熟期。

1.3.2 生理成熟時(shí)籽粒含水量 根據(jù)品種的生育期，對(duì)生理成熟時(shí)期各品種調(diào)查取樣。每個(gè)品種取大小一致的3穗，脫其穗中部籽粒大約150 g，稱其鮮質(zhì)量后裝入紙袋中，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量稱質(zhì)量。生理成熟時(shí)籽粒含水 量=(籽粒鮮質(zhì)量-籽粒干質(zhì)量)/籽粒鮮質(zhì)量×100%。

1.3.3 測(cè)產(chǎn) 成熟時(shí)每小區(qū)收中間2行進(jìn)行計(jì)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2010計(jì)算籽粒含水量，利用DPS 7.50軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度、不同品種玉米生理成熟時(shí)含水量方差分析與多重比較

由表1可知，不同密度之間玉米生理成熟時(shí)含水量差異不顯著，不同品種間生理成熟時(shí)的籽粒含水量差異極顯著。

表1 不同密度、不同品種玉米生理成熟時(shí)含水量的方差分析

注：**表示差異極顯著(P<0.01)。表4同。

由表2可知，鄭單958在2個(gè)密度下的含水量均最高，分別為34.86%、34.17%；豫單9953均最低。當(dāng)密度從 67 500株/hm2增至82 500株/hm2時(shí)，不同品種生理成熟時(shí)含水量的變化不同，密度為67 500株/hm2時(shí)，生理成熟時(shí)含水量比先玉335低的僅有豫單9953；密度為82 500株/hm2時(shí)，生理成熟時(shí)含水量比先玉335低的有創(chuàng)玉107、豫單9953。

由表2還可見，金誠(chéng)12、創(chuàng)玉107在密度為 67 500株/hm2時(shí)籽粒生理成熟時(shí)的含水量與密度為82 500株/hm2時(shí)相比分別增加1.37、1.79百分點(diǎn)；先玉335、北青340、云臺(tái)玉39在密度為 67 500株/hm2時(shí)籽粒生理成熟時(shí)的含水量與密度為 82 500株/hm2時(shí)相比分別減少1.19、1.56、1.39百分點(diǎn)；鄭單958、航星118、豫單9953在2個(gè)種植密度生理成熟時(shí)含水量幾乎沒有變化，差異不明顯。

表2 不同密度、不同品種玉米生理成熟時(shí)含水量的多重比較

注：數(shù)據(jù)后標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。表 5同。

2.2 不同玉米品種脫水類型的劃分

由表3可知，根據(jù)田間調(diào)查不同玉米品種的生理成熟期，發(fā)現(xiàn)鄭單958的生育期為109 d左右，航星118、金誠(chéng)12、北青340為104 d左右，先玉335、云臺(tái)玉39、創(chuàng)玉107為97～99 d，豫單9953為95～96 d。

同時(shí)利用DPS 7.50軟件，結(jié)合生理成熟的籽粒含水量，在歐式距離為11～18時(shí)，對(duì)8個(gè)玉米品種進(jìn)行分類，結(jié)果顯示，早熟玉米品種包括豫單9953、創(chuàng)玉107、云臺(tái)玉39、先玉335，中晚熟玉米品種包括北青340、金誠(chéng)12、航星118、鄭單958(圖1)。

2.3 不同密度、不同品種玉米的產(chǎn)量方差分析與多重比較

由表4可知，不同密度之間品種收獲時(shí)產(chǎn)量差異不顯著，不同品種間收獲時(shí)產(chǎn)量差異極顯著。

由表5可知，在密度為67 500株/hm2的條件下，北青340、先玉335、云臺(tái)玉39產(chǎn)量差異不顯著，這3個(gè)品種與其他5個(gè)品種差異顯著；在密度為82 500株/hm2的條件下，北青340、先玉335、鄭單958產(chǎn)量差異不顯著，云臺(tái)玉39、豫單9953、航星118產(chǎn)量差異不顯著，創(chuàng)玉107、金誠(chéng)12產(chǎn)量差異不顯著。豫單9953在 67 500株/hm2密度下的產(chǎn)量為 10 411.0 kg/hm2，在82 500株/hm2密度下的產(chǎn)量為 11 278.0 kg/hm2，雖然2個(gè)密度間產(chǎn)量差異不明顯，但是豫單9953在高密度條件下產(chǎn)量高，豫單9953適合在82 500株/hm2密度下種植。

由表5還可知，在2個(gè)密度條件下，北青340、先玉335產(chǎn)量均較高。云臺(tái)玉39、鄭單958、航星118、 創(chuàng)玉107在2個(gè)密度間產(chǎn)量差異不明顯， 2個(gè)種植密度對(duì)這幾個(gè)品種產(chǎn)量影響較小。金誠(chéng)12在67 500株/hm2密度下的產(chǎn)量較 82 500株/hm2密度下的產(chǎn)量高，兩者達(dá)到顯著差異水平，金誠(chéng)12適合在67 500株/hm2密度下種植。

表3 不同熟期玉米品種生育期比較

表4 不同密度、不同品種玉米的產(chǎn)量方差分析

表5 不同密度、不同品種玉米的產(chǎn)量多重比較

3 討論與結(jié)論

種植密度通過影響玉米群體的光合速率使產(chǎn)量和籽粒含水量發(fā)生變化，近幾年選育的品種表現(xiàn)出耐密性比較強(qiáng)的特點(diǎn)，種植密度在一定范圍內(nèi)時(shí)，其產(chǎn)量、籽粒含水量變化幅度較小[27]。譚福忠等研究發(fā)現(xiàn)，生理成熟前密度對(duì)籽粒含水量、脫水速率的影響不顯著，生理成熟后密度對(duì)二者的影響差異顯著[28]。本研究選用8個(gè)黃淮海地區(qū)有代表性的品種，以生理成熟時(shí)籽粒含水量和產(chǎn)量為目標(biāo)性狀，研究67 500、82 500株/hm22個(gè)種植密度對(duì)二者的影響。研究發(fā)現(xiàn)，2個(gè)密度之間品種生理成熟時(shí)整體的含水量差異不顯著，部分品種間生理成熟時(shí)的籽粒含水量差異極顯著，變化幅度分別為 27.12%～34.86%、27.05%～34.17%，2個(gè)密度條件下鄭單958生理成熟時(shí)的含水量均為最高，豫單9953均為最低。結(jié)合不同品種生育期、生理成熟時(shí)含水量、產(chǎn)量分析目前這8個(gè)品種在籽粒機(jī)收方面存在的問題，發(fā)現(xiàn)部分品種高產(chǎn)但具有較高的籽粒含水量，如鄭單958、金誠(chéng)12、航星118產(chǎn)量均≥9 528.0 kg/hm2，但生理成熟時(shí)籽粒含水量均≥ 31.87%，不利于籽粒機(jī)收。

通過比較生理成熟時(shí)含水量與生育期，云臺(tái)玉39、先玉335、豫單9953、創(chuàng)玉107為早熟玉米品種，2個(gè)密度條件下產(chǎn)量均≥9 989.5 kg/hm2，4個(gè)玉米品種的穩(wěn)定性較好，可作為機(jī)收備選品種。同時(shí)對(duì)這4個(gè)玉米品種的生理成熟時(shí)含水量與產(chǎn)量分別進(jìn)行兩兩比較，云臺(tái)玉39、先玉335在 67 500株/hm2密度下的生理成熟時(shí)籽粒含水量較82 500株/hm2密度下的低，且產(chǎn)量比82 500株/hm2密度下的高，云臺(tái)玉39、先玉335適合在 67 500株/hm2密度下種植；豫單9953、創(chuàng)玉107在 82 500株/hm2密度下的生理成熟時(shí)籽粒含水量較67 500株/hm2密度下的低，且產(chǎn)量比67 500株/hm2密度下的高，豫單9953、創(chuàng)玉107適合在82 500株/hm2密度下種植。北青340雖然屬于中晚熟品種，產(chǎn)量在2種密度下均為最高，生理成熟時(shí)含水量在67 500株/hm2密度下與82 500株/hm2密度下相比低1.56百分點(diǎn)，適合在67 500株/hm2密度下種植，作為機(jī)收品種時(shí)應(yīng)慎重考慮。