李鴻，周茂林，李曄，蔣志成，馮定明

（重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329）

玉米籽粒產(chǎn)量受品種、栽培管理、生態(tài)條件等多方面影響［1-3］。在栽培管理中，種植密度是影響產(chǎn)量及其構(gòu)成的關(guān)鍵因素之一［4，5］。大量研究表明，增加種植密度對(duì)玉米個(gè)體發(fā)育、群體產(chǎn)量均有顯著影響［1-3，6，7］。吳明泉等［8］指出，陰雨寡照條件下，夏玉米籽粒產(chǎn)量隨種植密度增加而先增后降?？紫楸虻龋?］研究表明，隨玉米種植密度增加，葉面積指數(shù)增大，單株葉面積和干物質(zhì)量均呈降低趨勢(shì)。在高密度下，莖稈力學(xué)特征均隨種植密度的增加而逐漸減小［10］。玉米倒伏造成機(jī)械收獲困難，增加落穗、落粒和產(chǎn)量損失［11］。為實(shí)現(xiàn)低倒伏率、高產(chǎn)量的目標(biāo)，本研究針對(duì)重慶地區(qū)篩選出的宜機(jī)收品種渝單30和先玉1171，探究宜機(jī)收品種在重慶地區(qū)的合理種植密度以及莖稈強(qiáng)度表現(xiàn)特征，以期為重慶地區(qū)玉米高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在重慶市銅梁區(qū)侶俸鎮(zhèn)（29°51′41″N，105°59′53″E）進(jìn)行，海拔311 m，丘陵地貌，土地較平整，土壤為紫色土。pH值7.63，有機(jī)質(zhì)21.9 g／kg，全氮1.15 g／kg，全磷0.77 g／kg，全鉀22.4 g／kg，堿解氮161.5 mg／kg，有效磷27.0 mg／kg，速效鉀173.0 mg／kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置先玉1171（A1，半緊湊型）、渝單30（A2，平展型）2個(gè)品種，30 000（B1）、45 000（B2）、60 000（B3）、75 000（B4）、90 000（B5）、105 000（B6）株／hm26個(gè)密度的雙因素試驗(yàn)，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積36 m2。播種期2019年3月24日，金正大緩釋肥一次性施肥（N240 kg／hm2），其他管理同大田栽培。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

生長(zhǎng)與生育性狀、莖稈強(qiáng)度、倒伏倒折率、葉綠素含量、葉片含氮量、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成性狀。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和DPS 2006進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 生長(zhǎng)發(fā)育特性

從表1可見(jiàn)，各處理間生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程無(wú)明顯差異，但株高、穗位、莖粗有明顯差異。先玉1171（A1）株高平均高于渝單30（A2）42.0 cm，穗位卻較渝單30低7.8 cm，莖粗較渝單30小0.1 cm。不同密度條件下，30 000株／hm2（B1）玉米植株最矮、穗位最低，隨密度增加株高增加，到90 000株／hm2（B5）時(shí)達(dá)最大值，隨后株高、穗位高下降；B1莖粗最大，隨密度增加莖粗明顯下降。從表2可見(jiàn)，玉米單株干物質(zhì)積累量、葉面積、葉片含氮量均隨密度增加而減少；干物質(zhì)積累隨籽粒灌漿進(jìn)程推進(jìn)而增加，葉面積則隨灌漿進(jìn)程推進(jìn)而降低。

表1 各處理農(nóng)藝性狀比較Table 1 Agronomic characteristic under all treatments

表2 各處理植株生理特征比較Table 2 Comparison of physiological characteristics of different treatments

2.2 田間倒伏情況

由表3可知，2個(gè)品種無(wú)論抗倒伏、倒折能力均較強(qiáng)，且先玉1171優(yōu)于渝單30。不同密度處理的倒伏、倒折表現(xiàn)為：B1、B2沒(méi)有倒伏，從B3開(kāi)始隨密度增大倒伏增加，但增加趨勢(shì)不明顯，最高密度倒伏率僅0.87%；但倒折率變化較大，B1、B2間倒折率無(wú)差異，分別為0.89%、0.21%，B3時(shí)達(dá)到2.62%，其后隨密度增大倒折率明顯上升，到B5、B6時(shí)倒折率達(dá)10%、6.94%。從倒折、倒伏看，種植密度不應(yīng)超過(guò)B4（機(jī)收要求：倒折率小于5%），即75 000株／hm2。

表3 不同品種、密度處理下的玉米倒伏情況Table 3 Lodging of maize under different varieties and densities %

2.2.1 莖稈強(qiáng)度

由表4可知，在吐絲后10 d和成熟期，先玉1171（A1）品種針刺強(qiáng)度均強(qiáng)于渝單30（A2），而成熟期A1品種壓折強(qiáng)度低于A2。成熟期，莖稈針刺強(qiáng)度隨種植密度增加而降低，具體表現(xiàn)為：針刺強(qiáng)度均值從44.04 N下降至36.72 N；而莖稈壓折強(qiáng)度，在吐絲后10 d、成熟期均隨種植密度增加而降低，具體表現(xiàn)為：成熟期莖稈壓折強(qiáng)度均值從302.66 N下降至152.00 N。由此可見(jiàn)種植密度對(duì)莖稈強(qiáng)度影響較大。

表4 不同品種、密度下玉米莖稈3、5、7節(jié)平均針刺強(qiáng)度及壓折強(qiáng)度Table 4 Average needling and crushing strength of 3，5，7 nodes of stem under all treatments N

對(duì)各處理玉米3、5、7節(jié)針刺強(qiáng)度、壓折強(qiáng)度進(jìn)行差異分析表明，12個(gè)針刺強(qiáng)度試驗(yàn)中有4個(gè)方差分析無(wú)顯著差異，而12個(gè)壓折強(qiáng)度測(cè)試中方差分析均達(dá)顯著差異水平，且莖稈強(qiáng)度與密度變化具有明顯規(guī)律（表5）。針刺強(qiáng)度相關(guān)系數(shù)為-0.58～-0.98，因此，用針刺強(qiáng)度數(shù)據(jù)判斷密度與莖稈強(qiáng)度變化可靠性較低；壓折強(qiáng)度相關(guān)系數(shù)為-0.93～-0.99，說(shuō)明壓折強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)可靠性好，代表性強(qiáng)，壓折玉米3、5、7節(jié)數(shù)據(jù)與壓折強(qiáng)度綜合平均數(shù)據(jù)都能很好地反映真實(shí)現(xiàn)象。不同密度下，隨灌漿進(jìn)程推進(jìn)不同品種的莖稈強(qiáng)度表現(xiàn)增加，隨密度增加莖稈強(qiáng)度逐步變小。

表5 各時(shí)期各處理玉米莖稈強(qiáng)度與密度的相關(guān)系數(shù)Table 5 Analysis results of correlation coefficient between stem strength and density under the different treatments at the different stages

2.2.2 莖稈強(qiáng)度與倒伏的相關(guān)性分析

成熟期莖稈壓折強(qiáng)度與倒伏、倒折率的相關(guān)性分析表明：無(wú)論與倒伏、倒折，還是與總倒伏倒折的相關(guān)系數(shù)都在-0.78～-0.92之間，說(shuō)明莖稈強(qiáng)度與倒伏存在較高的相關(guān)性，可以作為抗倒指標(biāo)之一（表6）。

表6 成熟期莖稈壓折強(qiáng)度與倒伏倒折的相關(guān)系數(shù)Table 6 Correlation between stem crushing strength and lodging at the muturation stage

2.3 產(chǎn)量性狀與穗部性狀

先玉1171屬于穗粒型品種，粒重低但單穗粒數(shù)多，渝單30屬于粒重型品種，粒重大，但單穗粒數(shù)少，兩品種理論單株產(chǎn)量渝單30約高5.56%。

穗粗、穗長(zhǎng)、行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量、單株理論產(chǎn)量隨密度增加而降低，且禿尖增長(zhǎng)。但理論總產(chǎn)量則隨密度增加而增加，以105 000株／hm2處理最高。實(shí)際產(chǎn)量方差分析結(jié)果表明，品種間產(chǎn)量差異顯著，A1（先玉1171）比渝單30顯著增產(chǎn)15.70%；密度間產(chǎn)量差異顯著，以B4處理產(chǎn)量最高，較B1、B2顯著增產(chǎn)，但與B3、B5、B6差異不顯著（表7）。

表7 不同品種與密度的玉米穗部性狀及產(chǎn)量比較Table 7 Panicle characteristic under varieties and plant density treatments

2.4 產(chǎn)量與密度的回歸分析

先玉1171的B4、B5、B6較B1、B2、B3極顯著增產(chǎn)，而B(niǎo)4～B6間差異不顯著，種植密度與產(chǎn)量滿(mǎn)足y＝-7E-07x2+0.144 1x+4 202.5線性回歸方程，R2＝0.996 9。渝單30以B4產(chǎn)量最高，但B3～B6間差異不顯著，種植密度與產(chǎn)量滿(mǎn)足y＝-8E-07x2+0.124 4x+4 395.8線性回歸方程，R2＝0.884 2（圖1）。

圖1 品種與密度產(chǎn)量回歸曲線Fig.1 Linear regression relationship between the variety and yield，density and yield

3 討論

玉米產(chǎn)量受品種、環(huán)境和栽培措施共同影響，提高玉米種植密度是獲得高產(chǎn)的重要栽培措施之一。近年來(lái)，玉米全程機(jī)械化水平不斷提高，種植密度也隨之增大［12］，種植密度增加會(huì)導(dǎo)致玉米株高變高、莖粗變細(xì)、莖稈強(qiáng)度降低，從而增加植株倒伏和倒折的風(fēng)險(xiǎn)，顯著降低玉米產(chǎn)量［13，14］。前人研究表明，玉米群體產(chǎn)量隨種植密度增加而提高，當(dāng)增加到一定程度時(shí)，產(chǎn)量則不再增加，即玉米產(chǎn)量與種植密度關(guān)系符合線性二次回歸方程［15，16］。本研究結(jié)果與其一致。在本試驗(yàn)條件下，半緊湊型品種先玉1171和平展型品種渝單30，種植密度與產(chǎn)量均呈二次線性回歸關(guān)系，先玉1171由回歸方程擬合求出最高產(chǎn)量的對(duì)應(yīng)密度為10 292株／hm2，但從倒伏率來(lái)看（表3），種植密度達(dá)到90 000株／hm2時(shí)，植株倒伏率達(dá)10.0%（機(jī)收要求小于5%），綜合考慮，建議種植密度應(yīng)在75 000～90 000株／hm2；從渝單30線性回歸方程擬合，獲得最高產(chǎn)量的對(duì)應(yīng)密度為77 750株／hm2，從莖稈強(qiáng)度看，渝單30倒伏倒折風(fēng)險(xiǎn)高于先玉1171，因此推薦渝單30種植密度為60 000～75 000株／hm2。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，莖稈壓折強(qiáng)度與植株倒折率、倒伏率相關(guān)。前人研究指出，種植密度、莖稈拉力、莖稈穿刺力、莖粗、株高、穗位高是影響植株倒伏的直接因素［17］，植株倒折率與莖稈穿刺強(qiáng)度、壓折強(qiáng)度、壓碎強(qiáng)度呈顯著負(fù)相關(guān)［18］。而本研究表明，莖稈倒折率與莖稈壓折強(qiáng)度負(fù)相關(guān)，但差異未達(dá)顯著水平，可能是調(diào)查倒折率和倒伏率只在玉米成熟期，而機(jī)械收獲一般在生理成熟期后7～14 d，如果增加這個(gè)時(shí)間倒折率和倒伏率的調(diào)查和莖稈強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果，將更具意義。

4 結(jié)論

（1）兩個(gè)品種隨密度增加，植株生育期、株高變化不大，但穗位高增加，莖稈粗度、葉綠素含量、葉片含氮量、單株?duì)I養(yǎng)積累、莖稈針刺壓折強(qiáng)度明顯下降，倒伏、倒折率上升。

（2）種植密度與莖稈壓折強(qiáng)度密切相關(guān)，莖稈壓折強(qiáng)度可作為植株抗倒伏指標(biāo)之一。

（3）在重慶陰濕寡照生態(tài)條件下，先玉1171品種產(chǎn)量顯著高于渝單30。結(jié)合重慶夏季暴雨風(fēng)災(zāi)多、高溫逼熟快、密植易倒伏特點(diǎn)和方差分析結(jié)果，重慶地區(qū)春玉米渝單30適宜密度為60 000～75 000株／hm2，先玉1171適宜密度為75 000～90 000株／hm2。