新疆干旱區密植條件下不同玉米品種主要農藝性狀及耐密性分析

楊 杰，韓登旭，王業建，阿布來提·阿布拉，梁曉玲，郗浩江，李銘東，王 仙，文麗偉

(1.新疆農業科學院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091；2.疏勒縣農業技術推廣中心，新疆疏勒 844200)

0 引 言

【研究意義】玉米(ZeamaysL.)是中國乃至世界栽培面積最大、單產最高的糧食作物[1-2]。2019年，隨著我國玉米深加工產能的增強，玉米消費能力進一步提升，玉米產量達到2.9×108t左右，約占我國糧食年消費的40%左右，遠超稻谷和小麥，成為我國糧食消費最大的作物(https://www.sohu.com/a/325767228_775892)。玉米廣泛應用于飼料和生物質能源等領域[3]。高產是玉米育種目標，由于育種水平的不斷提高，農業生產條件逐步改善，玉米單產不斷增加。但是，依靠挖掘單株生產力大幅度提高玉米產量已比較困難。鑒定篩選與分析新疆干旱與半干旱區種植主要玉米品種的耐密性，對耐密種質創新和新品質選育有實際意義?！厩叭搜芯窟M展】國內外的玉米生產實踐表明種植耐密雜交種是創高產的首要因素[4-5]。周靈芝等[6]研究表明，隨著種植密度的增加，果穗長、果穗粗、穗行數、行粒數、百粒重逐漸減小，禿尖長、株高、穗位高等逐漸增加，京科糯2000、都市麗人在種植密度分別為4.80×104～5.40×104、5.40×104～6.00×104株/hm2時產量最高。史振聲等[7]研究發現，不同玉米品種的耐密性差別很大，鐵單12、遼單35的適宜種植密度分別為4.80×104、5.25×104株/hm2的密度范圍內，鄭單538籽粒產量表現較好。王向陽等[8]研究發現，產量隨著種植密度增加呈先增加后下降的趨勢，耐密性玉米雜交種洛玉4號在種植密度為6.00×104～7.50×104株/hm2的產量最高。李向嶺[9]研究表明，在 45 000～90 000 株/hm2的種植密度范圍內，隨著種植密度的增加，產量也呈增加趨勢。周旭梅[10]認為，隨著種植密度增加，丹 3363 產量先增加再減小，在種植密度為 75 000 株/hm2時產量最高?！颈狙芯壳腥朦c】目前國內有關某一品種最佳適宜種植密度研究報道較多，而針對特定區域性密植條件下主栽玉米品種主要農藝性狀與產量關系以及耐密性研究報道較少。研究新疆干旱區密植條件下不同玉米品種主要農藝性狀及耐密性。【擬解決的關鍵問題】在新疆干旱與半干旱特殊生態區研究主栽玉米品種的耐密性，以耐密系數為依據，結合主要農藝性狀，對新疆干旱與半干旱區種植的主要玉米品種的耐密性進行鑒定篩選與分析，為耐密種質創新和耐密玉米新品種選育提供理論基礎和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

選用最新國審、省審、即將審定、進入國家和省級區域試驗表現突出、2016～2018年適應性篩選試驗和耐密鑒定試驗表現突出的先玉335、聯創825、新玉108號、九圣禾2468、先玉1225、MC703、瑞普909、陜單650、華美1號、禾育187、鄭單958等11個中晚熟玉米品種作為材料。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗地點設在新疆農業科學院安寧渠綜合試驗場，采用裂區設計，密度為主處理，品種為副處理。設計2個密度水平(8.25×104株/hm2D1,10.5×104株/hm2D2)。

田間隨機完全區組排列，3次重復，6行區，行長6 m。重復間留走道1.0 m，小區行間不留走道。試驗田四周設保護行4～6行，種植與管理方式同當地大田生產。

1.2.2 性狀調查

開花期調查各材料調查ASI值(吐絲期與散粉期間隔)；8月底選取中間2行中連續的10株調查株高、穗位高等性狀；9月底調查空稈率、倒伏率、倒折率、病株率等性狀；收獲以后果穗室內考種測量果穗長、果穗粗、禿尖長、穗行數、穗行粒數、百粒重、籽粒含水量、單株產量即穗粒重。

1.3 數據處理

數據處理在Excel2010軟件中處理，用R語言進行統計分析。

耐密系數計算按照蘇方宏[9]提出的表征玉米品種耐密性的公式進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同密度處理下品種間產量差異

研究表明，品種處理之間產量差異達到極顯著水平，隨著種植密度的增加，不同品種產量差異較大，耐密性強的品種，隨著種植密度的增加，因群體數量增加，整體表現增產；耐密性較差的品種，則因群體單株數量增加，單位面積上爭水爭肥，光合效率降低進而減產，品種是影響產量的最主要的因子。密度處理差異顯著，不同的種植密度對產量的影響也較大，品種與密度互作差異沒有達到顯著水平。表1

研究表明，先玉335、先玉1225等國外品種耐密性較強，隨著種植密度的增加表現增產，先玉335在8.25×104株/hm2低密度條件下產量為19 954.23 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產量為20 131.33 kg/hm2，先玉335在高密度條件下產量達到最大潛力。先玉1225在8.25×104株/hm2D1低密度條件下產量為18 496.95 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產量為16 590.90 kg/hm2，在高密度下產量下降，但與國內自育品種相比，高密度下產量下降值較低，仍表現出極強的耐密性。國內品種聯創825在8.25×104株/hm2低密度條件下產量為19 484.1 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產量為18 586.35 kg/hm2，在低密度和高密度下產量均高于先玉1225，是國內自育品種耐密性最強的品種之一。九圣禾2468在8.25×104株/hm2低密度條件下產量為17 879.62 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產量為18 003.82 kg/hm2，在高密度下產量增加，表現出較強的耐密性。新玉108號、MC703等品種產量潛力較大，新玉108號在高、低密度條件下產量下降較低，也表現出較強的耐密性，但整體產量水平低于國外品種。表2

2.2 不同密度處理下品種間主要農藝性狀差異表現

2.2.1 主要農藝性狀方差

研究表明，隨著種植密度的增加大部分品種株高隨之遞增，新玉108號、九圣禾2468、MC703 3個品種株高和穗位都降低，主要是對高密度脅迫壓力敏感度較低，在同樣水肥條件下，因群體單株數量增加，互相競爭力加劇，進而表現出株高和穗位高下降的結果。株高、穗位高、果穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、百粒重、籽粒收獲含水量等性狀均達到極顯著水平，品種是主要農藝性狀的主要影響因子。不同密度下各品種株高、穗位高、穗長、果穗粗、穗行數、行粒數等性狀也達到顯著水平，隨著密度的增加，單位面積上群體單株數量增加，株行空間減小，株高和穗位高會隨之增加；隨著密度增加，果穗變短、變小、穗行數、行粒數等均下降，禿尖長度因密度增加而增大，導致部分不耐密品種產量下降。表3

表3 主要農藝性狀差異顯著性比較

2.2.2 主要農藝性狀相關性

研究表明，在不同種植密度下，株高與穗位高、穗長(極值:0.65)、百粒重(極值:0.52)、折合單產(667 m2)(極值:0.67)、折合14%水分單產(667 m2)量(極值:0.64)等性狀間差異均達極顯著水平。果穗長與行粒數(極值:0.71)、百粒重(極值:0.61)、折合單產(667 m2)(極值:0.49)、折合14%水分單產量(極值:0.52)、禿尖長度(極值:0.51)間均達到極顯著水平；果穗粗與穗行數(極值:0.40)、百粒重(極值:0.44)、收獲籽粒含水量、折合單產量(極值:0.49)、折合14%水分單產量(極值:0.52)差異均達到極顯著水平；行粒數與含水量和產量間均達到極顯著水平。隨著種植密度的增加株高、穗位高緩慢增加，果穗長、果穗粗、穗行數、行粒數等均逐漸減小，禿尖長增大，不同品種差異較大。圖1

圖1 主要農藝性狀相關性

2.3 品種耐密性評價

研究表明，不同密度處理品種間產量差異較大。在D1低密度下(8.25×104株/hm2)平均單株產量位居前5的品種是聯創825、鄭單958、先玉335、先玉1225、禾育187；在D2高密度下(10.5×104株/hm2)平均單株產量位居前5的品種是先玉335、聯創825、MC703、先玉1225、禾育187。在D2(10.5×104株/hm2)/D1(8.25×104株/hm2)密度下，計算各品種的耐密系數，耐密系數排在前5位的品種是聯創825(耐密系數:0.085 8)、先玉335(耐密系數:0.084 9)、先玉1225(耐密系數:0.078 6)、禾育187(耐密系數:0.077 2)、新玉108號(耐密系數:0.072 3)與九圣禾2468(耐密系數:0.072 3)并列第5。國外品種耐密性較強，國內自育部分品種耐密性較強，聯創825耐密性最強，排列第1。表4，表5

表4 高低密度下不同品種主要農藝性狀增減變化

表5 不同密度下品種產量及耐密性

3 討 論

玉米產量水平高低受到很多因素的影響。在同等生長條件下，種植密度是影響作物生產重要的因素之一[12-13]。史振聲等[14]研究 30 個品種在 4 個密度下的株高變化，將其變化歸納為3種情況：一是株高會隨密度的增加而升高；二是隨密度增加而升高，但上升到一定程度后不再繼續升高；三是并不因密度的增大而發生較大變化，第1種多屬于稀植型品種，后2種多屬于密植型品種，往往具有較大的增密增產潛力。張吉旺[15]研究表明，在 75 000～165 000 株/hm2范圍內，增密會降低株高。研究表明，株高、穗位高等均隨著種植密度的增加而緩慢增加，大部分品種株高與密度呈正相關。新玉108號、MC703、九圣禾2468 3個品種株高和穗位高隨著密度增加而下降。分析主要原因是新玉108號等3個品種耐密性相比較強，對密度反應敏感度較低。另外，新玉108等品種耐旱性較強，在新疆干旱半干旱條件下對水肥敏性也較低，在高密度下株高和穗位高沒有出現大幅度的增減變化。大部分品種果穗長、果穗粗、穗行數、行粒數均隨著種植密度增加呈現緩慢減少的趨勢，先玉335隨著密度增加果穗長略有小幅度增加，先玉1225隨著密度增加穗行數略有增加，國外品種抗逆性和耐密性較強，試驗設計高密度壓力對其脅迫壓力不足，相反表現出高密度下增長效應，高產和耐密潛力較大。隨著密度增加禿尖長度都逐漸增大。華美1號、陜單605、新玉108號等部分品種籽粒收獲含水量增加。是由于密度增加后，植株之間必須在水分、養分和空間等方面形成惡性競爭，最終導致穗粒數和百粒重相應下降[14-15]，在低密度條件下，由于單株的營養面積大，通風透光條件差，玉米生長后期籽粒脫水速率降低，導致含水增加。

4 結 論

隨著種植密度的增加表現增產，先玉335在8.25×104株/hm2低密度條件下產量為19 954.23 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產量為20 131.33 kg/hm2，在高密度條件下產量達到最大潛力；國內品種聯創825、新玉108號、九圣禾2468、MC703等品種產量潛力較大，但整體產量水平低于國外品種。九圣禾2468在8.25×104株/hm2低密度條件下產量為17 879.6 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產量為18 003.85 kg/hm2，表現出較強的耐密性。結合產量、株高、穗位高、單株產量及耐密系數等主要農藝性狀綜合評價，先玉335、先玉1225等國外品種耐密性較強，聯創825、新玉108號、九圣禾2468等國產品種耐密性也較好。