施立善 朱蘊晨 李雨燦 尚 賞 盧廣遠(yuǎn)

（1.商丘市睢陽區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河南商丘476000；2.商丘市農(nóng)林科學(xué)院 河南商丘476000）

玉米是谷類作物中產(chǎn)量潛力最大的作物[1]，玉米產(chǎn)量是由種植密度、穗粒數(shù)、千粒重決定的，玉米產(chǎn)量的形成受單株效應(yīng)和群體效應(yīng)的雙重影響，而合理增加種植密度、協(xié)調(diào)個體和群體產(chǎn)量的矛盾是實現(xiàn)增產(chǎn)的最有效栽培措施之一[2]。但是當(dāng)種植密度過高時反而會造成玉米產(chǎn)量的大幅度降低[3]。張新和佟屏亞等人研究表明，在種植密度較低時，玉米產(chǎn)量隨著種植密度的升高而增加，當(dāng)種植密度超過一定值后，玉米產(chǎn)量會隨著種植密度的升高而減少[4-5]。近年來隨著玉米機收品種的大面積推廣應(yīng)用，玉米種植密度有逐年上升的趨勢。不同玉米品種由于種質(zhì)來源不同，其最適種植密度不僅受品種自身特征特性的影響，而且也受到當(dāng)?shù)貧夂驐l件、栽培技術(shù)水平、水肥條件和耕種方式等因子的制約[6-14]。本研究選擇商丘市近幾年生產(chǎn)上大面積推廣的豫單9953玉米機收品種，研究該品種不同種植密度對其穗部性狀和產(chǎn)量的影響，為機收玉米品種的推廣應(yīng)用和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年6月在睢陽區(qū)路河鄉(xiāng)岳莊村進(jìn)行。試驗區(qū)常年平均日照2 400 h，氣溫14℃，降雨量730 mm左右，玉米生育期間降水占全年降水量的68%左右。試驗田土壤為潮土類，質(zhì)地為中壤，土壤含有機質(zhì)13.4 g/kg、堿解氮92 mg/kg、速效磷13.14 mg/kg、速效鉀139.42 mg/kg。前茬作物為小麥，單產(chǎn)7 360 kg/hm2。

1.2 試驗品種和肥料

參試品種為玉米品種豫單9953。肥料選用鄂中復(fù)合肥（NPK比例為15∶15∶15）和尿素,鄂中復(fù)合肥施用量為1 800 kg/hm2，大喇叭口期追施尿素450 kg/hm2。

1.3 試驗方法

試驗采取單因素隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次，試驗設(shè)置8個密度處理，A1：6.75萬株/hm2；A2：7.50萬株/hm2；A3：8.25萬株/hm2；A4：9.00萬株/hm2；A5：9.75萬株/hm2；A6：10.50萬株/hm2；A7：11.25萬株/hm2。5行區(qū)，行長6.67 m，行距0.6 m，小區(qū)面積20 m2。收獲中間3行計產(chǎn)，同時每小區(qū)取代表植株10株供室內(nèi)考種，測定玉米的穗長、穗粗、軸粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重、含水量、小區(qū)穗重、小區(qū)產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel 2003和SPSS statistics 19軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對穗部性狀的影響

從表1可以看出，隨著種植密度的增加，穗粗、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重呈逐漸降低的趨勢，禿尖長逐漸增長。

表1 不同種植密度對豫單9953穗部性狀的影響

對穗粗、穗行數(shù)的影響，各處理間差異不同，從圖1、圖2可以看出，處理A1與A2差異不大，在A3以后隨著種植密度的增大差異變大，基本呈現(xiàn)直線下降趨勢。A1穗粗最大，為4.83 cm，A7最小，為4.59 cm，相差0.24 cm；A1穗行數(shù)19.4行，A7為17.0行，相差2.4行。種植密度一般對穗行數(shù)的影響較大，玉米穗粗形成分2部分,即軸粗和粒長，受玉米整個生育期間外部環(huán)境的影響，當(dāng)只有種植密度差異時，種植密度過大穗粗變細(xì)；穗行數(shù)為玉米品種的固有特征特性，該品種穗行數(shù)差異大，原因一是該品種穗行數(shù)本身變異較大，二是該品種穗行數(shù)性狀對種植密度反應(yīng)敏感。

圖1 種植密度對穗粗的影響

圖2 種植密度對穗行數(shù)的影響

對穗長、行粒數(shù)的影響，在不同種植密度下，穗長由A1的16.50 cm逐漸縮短到A7的15.70 cm，相差0.80 cm，低密度和高密度穗長差異不大；行粒數(shù)由A1的32.10粒減少到A7的26.40粒，相差5.70粒，低密度和高密度間行粒數(shù)差異較大。從圖3、圖4可以看出，穗長的變化分為3個階段，第一是A1～A3，呈現(xiàn)直線下降，斜率較大，說明種植密度低時增加種植密度，穗長降低的快；第二是A3～A5，也呈現(xiàn)直線下降，斜率較小，說明種植密度中等時，增加種植密度對穗長的影響不大；第三是A5～A7，也是呈現(xiàn)直線下降，斜率也較大，但小于第一階段高于第二階段，說明種植密度高時增加種植密度穗長降低的也較快。行粒數(shù)的變化與穗長的變化一致，只是階段不同，第一階段是A1～A2,第二階段是A2～A5，第三階段是A5～A7。種植密度對穗長的影響不大，但是對行粒數(shù)影響很大，分析原因，一是穗長和行粒數(shù)的分化在拔節(jié)期形成；二是該品種屬于小穗型品種，種植密度對穗長的影響較?。蝗欠N植密度過大影響雌穗吐絲、授粉，造成結(jié)實差；四是種植密度過高植株對養(yǎng)分競爭激烈，也會造成玉米結(jié)實不良。

圖3 種植密度對穗長的影響

圖4 種植密度對行粒數(shù)的影響

由表1和圖5可以看出，隨著密度的增加，禿尖逐漸增長。禿尖長由A1的0 cm增加到A7的0.35 cm，相差0.35 cm，其變化趨勢呈現(xiàn)拋物線狀；該品種在不同種植密度下，差異很小，說明該品種適宜高密度種植，結(jié)實性好，禿尖主要是因為種植密度過大，玉米雌穗頂端花絲伸出較晚或葉片遮擋造成授粉和結(jié)實不良導(dǎo)致。

圖5 種植密度對禿尖長的影響

從表1和圖6可以看出，隨著密度的增大，千粒重逐漸降低。千粒重由321.8 g減少到301.7 g，相差20.1 g。千粒重的變化趨勢和穗長、行粒數(shù)的變化趨勢相似，也分為3個階段，第一是A1～A3，呈現(xiàn)直線下降，斜率較大，說明種植密度低時增加種植密度千粒重降低的快；第二是A3～A5，也呈現(xiàn)直線下降，斜率較小，說明種植密度中等時增加種植密度對千粒重的影響不大；第三是A5～A7，也是呈現(xiàn)直線下降，斜率也較大，但小于第1階段高于第2階段，說明種植密度高時增加種植密度，千粒重降低的也較快。主要是原因，一是種植密度增加，導(dǎo)致葉片遮擋嚴(yán)重，光合作用能力降低；二是種植密度增加，根系生長受到制約，土壤養(yǎng)分的吸收競爭激烈，植株水肥供應(yīng)不良，這2方面的因素造成玉米灌漿速率降低，千粒重下降。

圖6 種植密度對千粒重的影響

2.2 種植密度對產(chǎn)量的影響

從表2和圖7可以看出，隨著種植密度的增加，玉米產(chǎn)量呈先升高后下降的拋物線趨勢，在處理A5時，即種植密度為9.75萬株/hm2時產(chǎn)量最高，為14 975.75 kg/hm2，顯著高于其他密度處理,A1～A5階段，玉米產(chǎn)量隨種植密度增加而增加，A5～A7階段，玉米產(chǎn)量隨種植密度增加而降低。豫單9953產(chǎn)量的變化趨勢和穗部性狀的穗長、行粒數(shù)、千粒重的變化趨勢相似，在A1～A3階段，產(chǎn)量平穩(wěn)上升，在A3～A5階段，產(chǎn)量上升迅速，在A5～A7階段產(chǎn)量緩慢下降，說明種植密度不同對產(chǎn)量結(jié)果的影響不同，這與該品種對種植密度敏感程度存在差異，品種自身的穩(wěn)定性較強，適應(yīng)不同種植密度的能力較高。

圖7 種植密度對產(chǎn)量的影響

表2 種植密度對產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

品種和栽培技術(shù)措施是影響玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的2個主要因子，而種植密度同時制約著這2個因子，筆者對機收型玉米品種豫單9953的研究表明，該玉米品種隨種植密度的增加產(chǎn)量呈現(xiàn)先增后減的趨勢，產(chǎn)量與種植密度呈拋物線關(guān)系，與前人研究結(jié)果一致[15-17]。

機收型玉米品種豫單9953產(chǎn)量隨種植密度的變化分為3個階段，在第1階段處理A1～A3，在低密度條件下隨種植密度增加產(chǎn)量增幅平穩(wěn)；在第2階段處理A3～A5，在中等種植密度環(huán)境下隨種植密度增加產(chǎn)量增幅較快；在第3階段處理A5～A7,在高密度壓力下隨密度增加產(chǎn)量降幅平緩，這可能與該品種自身的穩(wěn)定性較強，適應(yīng)不同種植密度的能力較高有關(guān)；同時也表明該品種對豫東地區(qū)在散粉期易發(fā)的高溫?zé)岷Σ幻舾?，對穗行?shù)與行粒數(shù)影響較小。前人研究表明增加群體密度是玉米提高單產(chǎn)的有效措施之一[18]，本研究所選取的機收型玉米品種豫單9953是在豫東地區(qū)推廣面積較大的品種，種植密度對其果穗性狀和產(chǎn)量影響的研究，對給廣大種植戶提供選擇玉米品種和創(chuàng)建科學(xué)的群體結(jié)構(gòu)具有指導(dǎo)意義，并提供數(shù)據(jù)支撐。

根據(jù)玉米生長發(fā)育規(guī)律，采取相應(yīng)的農(nóng)藝措施，減少群體的各種不良性狀的發(fā)生，是高密度下增產(chǎn)的重要途徑[19]。玉米品種根據(jù)耐密性分為稀植大穗型和耐密型2類，豫單9953屬于耐密型品種，耐密型品種增產(chǎn)主要依靠群體效應(yīng)，建立科學(xué)的群體結(jié)構(gòu)是獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要保證。在低密度條件下處理A1～A3，群體的增加效應(yīng)大于個體的減小效應(yīng)，產(chǎn)量隨種植密度的增加而平穩(wěn)增加；在適宜的中等種植密度下，群體的增加效應(yīng)對個體的效應(yīng)影響較小，群體和個體配置模式逐漸優(yōu)化，并達(dá)到最大效應(yīng)；在高密度壓力下處理A5～A7種植密度增加，但群體的增加效應(yīng)要小于個體減少的效應(yīng)，產(chǎn)量隨種植密度的增加而緩慢降低。

隨著種植密度的增加，對夏玉米的果穗性狀和產(chǎn)量影響程度不同，植株果穗的穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長、穗粗、千粒重逐漸降低，而禿尖長逐漸增加[20-21]。其結(jié)果是玉米產(chǎn)量降低。因此在玉米大田生產(chǎn)中，應(yīng)加強肥水合理調(diào)控及病蟲草害綜合防治，增強個體抗逆能力，擴大群體生產(chǎn)能力。

機收型玉米品種豫單9953在較高密度下通過肥水調(diào)控來提高千粒重、穗行數(shù)、行粒數(shù)，從而發(fā)揮該品種的耐密性，挖掘其高群體效應(yīng)潛力而實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，9.75萬株/hm2為最佳種植密度。