不同種植密度對玉米品種產量形成及生長發育特性的影響

鄭 偉，邊麗梅，董 喆，張麗妍，張 昊，郝春雷，孟繁盛，慈艷華，杜江洪

(赤峰市農牧科學研究院，內蒙古 赤峰 024031)

玉米是我國的第一大糧食作物，也是集糧食、飼料、加工、能源于一身的多元用途作物，是我國的主要飼料糧和重要的工業原料，在糧食生產中占有重要位置。2019年全國玉米種植面積0.413億hm2，玉米的產量占全國糧食總產的40%。玉米是內蒙古自治區主要的糧、飼作物，2019年內蒙古玉米種植面積377.6萬hm2，產量是2 700萬t。赤峰市地處我國東北向華北延伸的黃金玉米帶中心位置，位于國家規劃建設的東北向內蒙古專用玉米優勢區，土壤、氣候等自然條件非常適合種植玉米，近五年赤峰市玉米播種面積都在53.3萬hm2以上，年產玉米達400萬t以上。但是，赤峰市的玉米生產形勢面臨一大突出問題，即生產穩定性差，年際間產量波動大，因此深入挖掘玉米增產增效潛力，迫切需要提高玉米單產。玉米種植密度不斷增加是科學技術進步的綜合體現。多年來，世界各地圍繞種植密度開展了大量研究和實踐，增加種植密度，成為提高產量的有效和首選途徑[2～5]，深入了解增產內因，是進一步提高玉米產量的有效途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及地點

試驗品種是先玉335、迪卡159、京科968、赤單228四個品種。

試驗于2019-2020年在內蒙古自治區赤峰市農牧科學研究院水地試驗基地(海拔530.44m，東經119.9'，北緯42.21')進行，試驗地基礎肥力pH值7.05，有機質19.64%、全氮1.13%、速效磷9.57 mg·kg-1和速效鉀152.7mg·kg-1。

1.2 試驗設計

采用裂區設計，以品種為主區(A)，密度為副區(B)。品種設4個水平．密度設置3個水平，分為6.75萬株·hm-2、7.50萬株·hm-2和8.25萬株·hm-2，12個處理，每品種7米行長，5行區，3次重復，2粒人工點播。

前茬作物玉米，清種，5月初播種，10月初收獲。開溝時一次性施入底肥，磷酸二銨210 kg·hm-2和氯化鉀75 kg·hm-2，拔節期追施尿素510 kg·hm-2。抽雄吐絲期灌溉2次。

1.3 測定項目與方法

試驗過程中，采集玉米生長發育過程中氣候數據、生育期、不同時期的生長特性進行記錄和調查，后期進行測產和考種。

樣株標記。在玉米吐絲前，調查記錄長勢均勻，有代表性的植株的株高、穗位高和地上部第3節間的莖粗(這些數據主要用于樣株的選擇)。在玉米吐絲期，選擇同一天吐絲，并且株高、穗位高和地上部第3節間的莖粗基本一致的植株(即該處理小區內生長發育一致/相似的植株)10株，進行掛牌標記，用于植株散粉特性以及果穗吐絲與生長特性的調查。

玉米果穗前期生長特性調查：在標記的樣株上進行。在玉米剛剛吐絲、吐絲后5 d、10 d和15 d，每次分別取以上標記植株果穗至少3株，調查果穗的生長特性，包括分化的小花數、穗長、穗粗和單穗重。

生理成熟期果穗性狀調查：在標記的樣株上進行。在玉米生理成熟期，調查不同品種果穗生長特性，包括穗長、禿尖長、穗粗和單穗重(籽粒+穗軸)與單穗粒重，同時調查穗行數和行粒數。

1.4 數據統計分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 16.0軟件對數據進行統計分析處理。

2 結果與分析

2.1 不同密度對玉米品種葉面積指數(LAI)的影響

試驗結果表明，4個玉米品種在不同種植密度條件下，葉面積指數(LAI)隨生育期的進展呈曲線增加，其中，苗期葉面積指數增長緩慢，拔節后葉面積指數開始迅速增加，到抽雄吐絲期葉面積指數達到高峰值，此后葉面積指數開始逐漸變小。并且，在整個生育期，各個玉米品種的葉面積指數(LAI)均隨著密度的增加而增大。赤單228、迪卡159的葉面積指數(LAI)在吐絲期密度為8.25萬株·hm-2達到最大。京科968和先玉335的葉面積指數(LAI)吐絲期和成熟期在密度為7.5萬株·hm-2達到最大。

2.2 不同密度對玉米品種果穗生長情況的影響

試驗表明，同一玉米品種的散粉期一般都在5～7 d，主要集中在3～4 d內，吐絲期一般需要6～8 d，主要集中在4～5 d，但是個體之間也存在差異，從散粉首日到50%散粉，一般需要2～3 d，從吐絲首日到50%吐絲則需要2～4 d，有的個體散粉、吐絲較早。

表1 不同種植密度對玉米品種葉面積指數的影響

通過表2可知：玉米不同品種果穗生長情況是慢快慢的生長曲線。其中赤單228、迪卡159的果穗前期生長情況隨著密度的增加果穗干重增加，京科968、先玉335的果穗前期生長情況隨著密度的增加果穗干重先增加后減小。這一結論和柯福來等[1]人研究的種植密度對先玉335群體子粒灌漿特征的影響，隨著密度增加粒重漸增，后期再增加種植密度，籽粒干重降低的結果一致。

表2 不同密度下玉米品種果穗生長情況

2.3 不同密度對玉米品種產量及其構成因素的影響

試驗結果表明，不同玉米品種在不同密度水平下對玉米產量有重要影響。種植密度由6.75萬株·hm-2增加到8.25萬株·hm-2時，玉米的產量有不同影響。其中，迪卡159種植密度由6.75萬株·hm-2增加到8.25萬株·hm-2時，產量由13 763.1 kg·hm-2增加到15 709.1 kg·hm-2；赤單228種植密度由6.75萬株·hm-2增加到8.25株·hm-2時，產量由13 844.3 kg·hm-2增加到15 111.5 kg·hm-2；但是先玉335種植密度由6.75萬株·hm-2增加到7.50萬株·hm-2時，產量由12 718.5 kg·hm-2增加到13 842.8 kg·hm-2，由7.50萬株·hm-2增加到8.25萬株·hm-2時，產量下降到13 349.4 kg·hm-2；京科968種植密度由6.75萬株·hm-2增加到7.50萬株·hm-2時產量由13 862.4 kg·hm-2增加到14 262.5 kg·hm-2，由7.50萬株·hm-2增加到8.25萬株·hm-2時，產量下降到12 915 kg·hm-2，這是由于先玉335和京科968種植密度過大到8.25萬株·hm-2。因此本區域種植迪卡159和赤單228可以達到8.25萬株·hm-2，先玉335和京科968可以達到7.5萬株·hm-2。

玉米穗粒數、穗數和千粒重是構成產量的3個因素這三種因素受到品種特性、土壤條件、水肥條件和栽培管理技術等方面的影響，三種因素相互制約，其中群體密度是通過影響穗數從而影響產量的一項重要因子。因此篩選適合的種植密度能夠提高玉米單位面積的產量。從表1中可以看出，隨著種植密度的增加，4個玉米品種穗長、穗粒數和千粒重均呈逐漸減少的規律性變化，這表明種植密度的增加影響玉米果穗的形成和灌漿。

表3 4個玉米品種不同密度處理的產量和產量構成因素

3 結論與討論

不同種植密度的玉米品種，對其形態指標和生理指標的研究結果表明：在合理的密度下，增加玉米種植密度，產量增加，繼續增加玉米種植密度，產量反而下降，這是產量三因素協調發展，最優組合的結果。隨著密度增加粒重增加的時期被稱作漸增期，漸增期群體子粒灌漿速率對產量的貢獻最大。另外，隨著種植密度的增加，株高有顯著增高的趨勢，因此在適當增加種植密度的同時，要配套有效的措施，以控制株高，防止倒折倒伏。同時，考慮不同品種的株型特點，進行合理密植，相應地增施肥料和平衡配方施肥，保持理想的葉面積和光合勢，充分利用良種良法，達到高產目的。在本區域玉米生產栽培水平條件下，赤單228和迪卡159 2個品種的種植密度為8.25萬株·hm-2為宜，而京科968、先玉335 2個品種的種植密度為7.50萬株·hm-2為宜，過高和過低會引起產量下降。因此應加強玉米品種的耐密研究，最大限度地發揮玉米品種本身的增產潛力，為玉米節本高效生產、農民增產增收提供理論依據。