河套灌區(qū)不同熟期品種及密度對玉米宜機(jī)收性狀的影響

李成，王藝煊，王瑞蓮，康洪彪，楊毅成，王兆娟

(巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所,內(nèi)蒙古 臨河 015000)

玉米是重要的糧食、飼料、經(jīng)濟(jì)作物及工業(yè)加工原料,是國家糧食安全的重要保障,新品種與其配套高產(chǎn)栽培技術(shù)的應(yīng)用,促進(jìn)了玉米產(chǎn)業(yè)高產(chǎn)、高效協(xié)調(diào)發(fā)展。當(dāng)前玉米高產(chǎn)栽培模式已發(fā)展到第三階段[1-2],建立與之配套的全程機(jī)械化生產(chǎn)體系是必然選擇,籽粒田間直收是全程機(jī)械化的最后一環(huán)[3-4]。為了河套灌區(qū)玉米產(chǎn)業(yè)持續(xù)高效發(fā)展,巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所以十三五國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“東北西部春玉米抗逆培肥豐產(chǎn)增效關(guān)鍵技術(shù)研究與模式構(gòu)建”項(xiàng)目為依托,從品種鑒選、產(chǎn)量構(gòu)成因素方面展開研究,以為河套灌區(qū)宜機(jī)收品種選擇和最佳栽培密度及推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

依托十三五國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“東北西部春玉米抗逆培肥豐產(chǎn)增效關(guān)鍵技術(shù)研究與模式構(gòu)建”項(xiàng)目,從2017 年“河套灌區(qū)早熟、抗逆、宜機(jī)收品種鑒選試驗(yàn)”中篩選出適宜本地區(qū)籽粒機(jī)械收獲的中熟品種西蒙6 號(hào)和當(dāng)?shù)刂髟酝硎炱贩N鄭單958 為材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018—2019 年在巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所園子渠試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬為小麥,土質(zhì)為壤土,4 月15 日在耕作層(20 cm)取土樣,土壤檢測結(jié)果如表1。

表1 試驗(yàn)土壤檢測結(jié)果Table 1 Results of soil test

由表1 可知,試驗(yàn)田為偏堿性的非鹽堿土,土壤有機(jī)質(zhì)含量中等,土壤缺氮,有效磷含量較高,速效鉀中等偏上。

試驗(yàn)采用順序排列,設(shè)4 個(gè)種植密度水平,分別為60 000、75 000、90 000、105 000 株/hm2,分別以D1、D2、D3、D4 表示。每小區(qū)18 行,選取3 個(gè)點(diǎn)作為重復(fù),行長7 m,大小行種植,大行80 cm,小行30 cm,小區(qū)面積69.3 m2。施用磷酸二銨375 kg/hm2,尿素450 kg/hm2。采取人工收獲。

1.3 測定指標(biāo)與方法

生育期測定:記載出苗期、抽雄期、吐絲期、成熟期。各小區(qū)內(nèi)標(biāo)定3 m 雙行,記錄3 m 雙行內(nèi)總株數(shù),調(diào)查生育期時(shí),計(jì)數(shù)符合某生育時(shí)期標(biāo)準(zhǔn)的株數(shù)是否達(dá)到總株數(shù)的50%。

抗倒性調(diào)查:記錄各小區(qū)總株數(shù)和倒伏株數(shù)。倒伏率(%)＝倒伏株數(shù)/總株數(shù)×100。

植株特性測定:吐絲期每小區(qū)選2 行,連續(xù)量10 株的株高、穗位高、莖粗。

收獲期產(chǎn)量測定:收獲期每小區(qū)收中間4 行測產(chǎn),各小區(qū)在邊行取5 穗進(jìn)行考種,測定穗長、穗粗、禿尖、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量。

收獲期取3 次重復(fù)小區(qū)測產(chǎn)脫粒樣品各1 kg,手工分揀將其分為籽粒和非籽粒兩部分,對籽粒和非籽粒部分稱其質(zhì)量,分別記為為KW1 與NKW；再根據(jù)籽粒的完整性將其分為完整粒和破碎粒,并分別稱重,記為KW2 與BKW,雜質(zhì)率(%)＝[NKW/(KW1-NKW)]×100；籽粒破碎率(%)＝[BKW/(KW2-BKW)]×100,雜質(zhì)率與籽粒破碎率均為3次重復(fù)的平均數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPPS 軟件統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 密度對生育期的影響

由表2 可知,隨著密度增加,西蒙6 號(hào)各處理的出苗—抽雄期、吐絲期呈延遲趨勢,達(dá)到極顯著水平,鄭單958 各處理對出苗—抽雄期無影響,但出苗—吐絲期呈延遲趨勢且達(dá)到極顯著水平；2 個(gè)品種的D2、D3、D4 處理均較D1 處理成熟期延遲1 d,達(dá)到極顯著水平,但2 個(gè)品種的D2、D3、D4 處理間成熟期一致,各個(gè)處理中鄭單958 成熟期均大于西蒙6 號(hào)。

表2 不同處理的玉米生育期Table 2 Growth period of maize under different treatments d

2.2 密度對植株性狀的影響

由表3 可知,隨著密度增加,莖粗呈下降趨勢,西蒙6 號(hào)D1 與D4 處理間達(dá)顯著差異水平,鄭單958 各處理間均未達(dá)到顯著差異水平,在同一密度下西蒙6 號(hào)的莖粗大于鄭單958；隨密度增加,株高、穗位高呈上升趨勢,西蒙6 號(hào)株高各處理間均達(dá)到極顯著差異水平,穗位高D1 與D3、D4 處理間達(dá)到極顯著差異水平,鄭單958 株高D1 與D3、D4 處理間達(dá)到極顯著差異水平,穗位高D1 與D2、D3、D4處理間均達(dá)到極顯著差異水平。

表3 不同處理的玉米植株性狀Table 3 Plant characters of maize under different treatments

2.3 密度對成熟期產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表4 可知,隨著密度增加,品種的穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù),穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量均下降,而禿尖則上升。穗長:2 個(gè)品種各處理間下降趨勢均未達(dá)到顯著差異水平；穗粗:鄭單958 各處理間下降趨勢未達(dá)到顯著差異水平,西蒙6 號(hào)D1 與D3、D4 處理間達(dá)到極顯著差異水平；禿尖:鄭單958 的D3 與D1、D2 處理間上升趨勢達(dá)到極顯著差異水平,西蒙6 號(hào)D4 與D1、D2、D3 處理間達(dá)到極顯著差異水平；穗粒數(shù):鄭單958 的D4 與D1、D2 處理間下降趨勢達(dá)到極顯著差異水平,西蒙6 號(hào)D4 與D1、D2 處理間達(dá)到極顯著差異水平；百粒質(zhì)量:鄭單958 各處理間下降趨勢未達(dá)到顯著差異水平,西蒙6 號(hào)D1 與D4 處理間達(dá)到極顯著差異水平；產(chǎn)量:隨著密度增加2 個(gè)品種均呈上升趨勢,2 個(gè)品種的D1、D2 與D3、D4 處理間產(chǎn)量均達(dá)到極顯著差異水平,但D3、D4 處理增產(chǎn)幅度較小。經(jīng)方差分析,品種間產(chǎn)量差異不顯著,但密度×品種的互作效應(yīng)達(dá)顯著水平,說明密度是造成處理間產(chǎn)量差異的主要原因。

表4 不同處理玉米成熟期產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 4 Yield and yield components under different treatments at mature stage

2.4 密度對成熟期抗性的影響

由表5 可知,品種成熟期綠葉數(shù)在一定范圍內(nèi)隨密度的增加而下降,同一品種成熟期D1 與D2 處理的綠葉數(shù)均大于D3 與D4 處理,低密度處理成熟期綠葉數(shù)多于高密度處理。由于氣候環(huán)境原因,玉米發(fā)病率均較低。

表5 不同處理玉米成熟期抗性比較Table 5 Comparison of resistance at mature stage of maize under different treatments

2.5 密度對宜機(jī)收性狀的影響

由表6 可知,收獲期根倒和莖折伴隨著發(fā)生,鄭單958 的D3、D4 處理平均倒伏率為0.1%、0.2%,倒折率為2.9%、3.7%,西蒙6 號(hào)D4 處理倒伏率為0.2%,倒折率0.4%,總體隨密度增加倒伏、倒折呈上升趨勢,品種間西蒙6 號(hào)站稈性強(qiáng)于鄭單958；鄭單958 的4 個(gè)處理籽粒水分含量依次為30.2%、30.2%、28.6%、28.3%,均高于(GB/T21961—2008)規(guī)定≤25% 的最低指標(biāo),西蒙6 號(hào)為25.3%、24.7%、23.4%、22.4%,隨種植密度增加品種收獲期籽粒含水量呈下降趨勢,品種間同一處理籽粒水分含量鄭單958 大于西蒙6 號(hào)；品種空稈率隨密度的增加呈上升趨勢,西蒙6 號(hào)D3、D4 處理空稈率均大于鄭單958 的D3、D4 處理；雜質(zhì)率、籽粒破碎率隨著密度的增加而下降,同時(shí)也隨籽粒水分含量的下降而下降,受密度與籽粒水分含量雙重作用的影響。

表6 不同處理玉米宜機(jī)收因素比較Table 6 Comparison of factors of acquisition under different treatments %

3 討論

3.1 密度對生育期的影響

2 個(gè)品種隨著密度增加抽雄期、吐絲期延遲。作物生產(chǎn)是種群生產(chǎn)的過程,種群內(nèi)隨著個(gè)體的增加,會(huì)對光、熱、水、肥資源形成激烈競爭,造成較大的資源消耗,為適應(yīng)生存環(huán)境作物會(huì)自行協(xié)調(diào)群體與個(gè)體的矛盾,這可能是造成抽雄期、吐絲期隨密度增加而延遲的原因。密度對成熟期影響不大,這可能是隨著密度加大,早期資源競爭激烈而導(dǎo)致后期功能葉早衰,籽粒脫水加快造成的[5],應(yīng)加強(qiáng)這方面的機(jī)理研究。

3.2 密度對植株性狀的影響

密度對莖粗、株高、穗位高的影響達(dá)到了顯著水平。隨著密度增加,在一定范圍內(nèi)莖粗下降,株高、穗位高上升,這與前人[6-8]的研究結(jié)果基本一致。密度對2 個(gè)品種的株高、穗位高影響一致,都達(dá)到了極顯著水平,均隨密度的增加而升高。種植密度在D3、D4 時(shí)株高、穗位高上升較快,是由于種植密度的不斷增加造成了植株個(gè)體間對資源競爭加劇,莖稈節(jié)間長度增加,莖稈變細(xì)[9-10]。

3.3 密度對成熟期產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

隨著群體種植密度增加個(gè)體間資源競爭加劇,資源能耗加重,為了適應(yīng)生存環(huán)境作物就會(huì)自行協(xié)調(diào)群體與個(gè)體間矛盾,可能是造成品種穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù),穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量隨密度增加而下降,而禿尖呈上升的主要原因。品種產(chǎn)量隨著密度的增加而上升,D3、D4 處理增產(chǎn)幅度較小,密度與品種的互作效應(yīng)達(dá)到了極顯著水平,這表明密度是造成產(chǎn)量差異的主要原因[11]。

3.4 密度對宜機(jī)收性狀的影響

站稈性對粒收品種產(chǎn)量影響主要表現(xiàn)為落穗損失,同時(shí)也影響割機(jī)的收獲速度[12]。從本試驗(yàn)看,西蒙6 號(hào)站稈性強(qiáng)于鄭單958。籽粒水分含量在品種間及不同處理下表現(xiàn)不同,收獲期鄭單958 同一密度間籽粒水分含量高于西蒙6 號(hào)相同處理,隨著種植密度的增加籽粒平均水分降低,這與萬澤花等[13]的研究結(jié)果一致。品種空稈率隨著密度的增加而上升,西蒙6 號(hào)上升趨勢高于鄭單958。空稈率與品種的特性有一定關(guān)聯(lián),是評(píng)價(jià)品種耐密性的重要指標(biāo)。雜質(zhì)率、籽粒破碎率隨著密度的增加及籽粒含水量的下降而下降,受密度與籽粒含水量雙重作用的影響。

4 結(jié)論

根據(jù)品種特性確定最佳栽培密度,實(shí)現(xiàn)以密度換產(chǎn)量,以生育期換水分的高產(chǎn)高效協(xié)同發(fā)展,是實(shí)現(xiàn)玉米全程機(jī)械化的必經(jīng)之路[1]。河套地區(qū)玉米機(jī)械粒收應(yīng)以引進(jìn)、研發(fā)綜合抗性強(qiáng)、子粒脫水較快的中熟、中晚熟品種為宜,適宜種植密度為90 000株/hm2。