鄭孟靜 翟立超 申海平 姚海坡 賈秀領(lǐng)

(河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所/河北省作物栽培生理與綠色生產(chǎn)重點實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測實驗站，河北 石家莊 050035)

河北省夏玉米區(qū)地處燕山以南、太行山以北，常年播種面積約230萬公頃，對保障國家糧食安全具有重要作用[1]。隨著我國玉米機械化水平的提高，機械穗收得到大面積推廣和應(yīng)用，與人工收獲相比大大提高了生產(chǎn)效率，但穗收后還需要進行運輸、晾曬、脫粒等人工環(huán)節(jié)，仍然比較費工費時。玉米機械粒收可簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，進一步提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，是未來玉米生產(chǎn)發(fā)展的重要方向[2-3]。與玉米機械穗收不同，機械粒收要求收獲時籽粒含水率在25%以下[4]。收獲時籽粒含水率高會導(dǎo)致破碎率提高，降低收獲質(zhì)量、影響安全貯藏性和經(jīng)濟效益[5-6]。然而，河北省夏玉米區(qū)主要種植模式是一年兩熟，夏玉米生長季較短，光熱資源不足，常規(guī)晚熟玉米品種無法達到生理成熟，收獲時籽粒含水率常在32%以上[7]，限制了該地區(qū)機械粒收的應(yīng)用。因此，在光熱資源限制區(qū)選擇早熟及籽粒脫水速度快的品種來滿足機械粒收對籽粒含水率的要求，已成為加快區(qū)域玉米機械粒收推廣應(yīng)用進程的重要方式。

適宜機械粒收的早熟品種通常地上部生物量小，籽粒產(chǎn)量較晚熟品種低[8]。世界范圍內(nèi)玉米產(chǎn)量水平提高的有效途徑是增加種植密度[9-10]。與國外玉米種植密度相比，我國玉米仍有較大的提升空間。然而，增加種植密度會不同程度地增加群體間對光、熱等資源的競爭，改變個體和群體的結(jié)構(gòu)與功能，影響玉米莖稈的形態(tài)建成，增加倒伏風(fēng)險[11-13]。玉米在各個生理階段均能發(fā)生倒伏，生理成熟前倒伏會影響籽粒灌漿，造成減產(chǎn)[14]；生理成熟后及田間站稈階段，由于莖稈衰老、穗重增加，遇極端大風(fēng)、降雨天氣也極易引發(fā)倒伏，增加收獲難度[15]。前人對玉米莖稈的形態(tài)學(xué)、力學(xué)等性狀與抗倒伏能力關(guān)系的研究表明，玉米株高和重心高度較高、基部節(jié)間較長、莖稈細弱的植株容易引發(fā)倒伏；基部莖稈厚壁組織機械化程度高、維管束數(shù)目多的植株抗倒伏能力較強[16-18]。玉米不同生育時期影響抗倒伏的關(guān)鍵指標(biāo)不同。在生理成熟前較高的莖稈抗折力和較低的穗位高可提高植株的抗倒伏能力，生理成熟后較低的重心高度和適時進行收獲可降低倒伏風(fēng)險[19]。倒伏后不僅減產(chǎn)而且增加收獲難度，降低作業(yè)效率。因此，抗倒性是實施玉米機械粒收和進一步增密增產(chǎn)的關(guān)鍵限制因素。如何選擇適宜種植密度同時兼顧高產(chǎn)和抗倒成為該區(qū)域?qū)嵤┯衩讬C械粒收技術(shù)面臨的重要問題。

綜上，前人關(guān)于倒伏研究多集中在生育前期莖稈發(fā)育過程或者是生理成熟前的某一階段，而關(guān)于河北光熱資源限制區(qū)密度對夏玉米站稈成熟期莖稈抗倒伏能力的影響研究較少且不夠深入?；诖?，本研究選擇了不同的品種并設(shè)置不同種植密度，通過兼顧產(chǎn)量和抗倒伏能力篩選出適宜該地區(qū)的粒收品種及適宜種植密度，旨在為加快該區(qū)域機械粒收技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

本試驗于2019—2020年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所藁城堤上綜合試驗站(37°94′N，114°72′E)進行。該區(qū)屬于太行山前平原區(qū)，試驗地土壤類型屬輕壤土，pH值為8.6。試驗前耕層0～20 cm土壤有機質(zhì)含量為15.5 g·kg-1，堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為78.3、19.5和91.0 mg·kg-1。

2019年，本試驗采用完全隨機設(shè)計，選擇適宜機械粒收的夏玉米品種：迪卡517(DK517)、京農(nóng)科728(JNK728)和豫單9953(YD9953)為材料，常規(guī)品種鄭單958(ZD958)為對照，種植密度為7.5×104株·hm-2。2020年，在上年試驗的基礎(chǔ)上新增加3個品種和3個密度處理，試驗采用二因子裂區(qū)設(shè)計，以品種為主區(qū)，新增品種為張粒178(ZL178)、張單258(ZD258)和鄭原玉432(ZYY432)；以種植密度為副區(qū)，3個種植密度分別為6×104(D1)、7.5×104(D2)和9×104(D3)株·hm-2。 小區(qū)面積為38.2 m2(5.3 m× 7.2 m)，重復(fù)3次。2019年的播種日期為6月15日，收獲日期為10月20日；2020年播種日期為6月18日，收獲日期為10月22日。播種行距為0.6 m，基肥采用復(fù)合肥(N-P2O5-K2O=15-5-25)675 kg·hm-2，分別于拔節(jié)期和大口期進行氮肥追施，分別追肥尿素163 kg·hm-2。其他管理同一般高產(chǎn)田。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 籽粒脫水特性 于吐絲后25 d(蠟熟期)開始，每隔7 d在每個小區(qū)隨機選取5個均勻果穗，人工脫粒后稱取鮮重(m1)，烘干后稱取干重(m2)。按照公式計算籽粒含水率：

(1)。

1.2.2 倒伏情況調(diào)查 于生理成熟期(吐絲后60 d)在每個小區(qū)選取具有代表性區(qū)域，調(diào)查面積為7 m2，調(diào)查總株數(shù)、莖折和根倒株數(shù)，重復(fù)3次，莖稈穗下節(jié)間發(fā)生折斷計為莖折，未發(fā)生莖折但植株偏離垂直方向傾倒45°以上計為根倒[20]。按照公式計算莖折率、根倒率和總倒伏率：

(2)

(3)

總倒伏率=根倒率+莖折率

(4)。

1.2.3 莖稈力學(xué)特征 于生理成熟期(吐絲后60 d)在每個小區(qū)隨機選取具有代表性植株3株，取下基部第3節(jié)間，用YYD-1 莖稈強度測定儀(浙江托普儀器有限公司)測定抗折力。將U型探頭垂直向下壓斷莖稈所用的最大力(N)，即為抗折力。

1.2.4 莖稈形態(tài)特征 株高：于生理成熟期(吐絲后60 d)在每個小區(qū)隨機取代表性植株3株，用直尺量取地上部位的長度，即株高。

重心高度：將去除根部的植株橫放并用食指作為支點使其平衡，支點位置距莖基部的距離即為重心高度。

充實度：取下基部第3節(jié)間，測量節(jié)長(d)、短軸莖粗(a1)、長軸莖粗(a2)，烘干后稱干重(m)。充實度以單位體積干重表示，計算公式如下：

(5)

1.2.5 莖稈解剖特征 于蠟熟期(吐絲后25 d)在每小區(qū)取具有表性植株3株，迅速將基部第3節(jié)間的中間部位用刀片取下并放入標(biāo)準(zhǔn)固定液(38%甲醛∶冰醋酸∶70%酒精=1∶1∶18)中。將固定好的組織進行硬組織番紅固綠染色，主要步驟為脫水-浸塑-包埋-切片-脫塑-番紅染色-脫色-固綠染色-透明封片-圖像采集分析。

1.2.6 莖稈細胞壁成分 于生理成熟期(吐絲后60 d)在每小區(qū)隨機取具有代表性植株3株，將基部第3節(jié)間放置于75℃烘箱烘干至恒重，用MM400球磨儀(德國萊馳公司)研磨成粉狀，采用范氏洗滌纖維分析法(Van Soest 法)[20]測定細胞壁纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量。稱取0.5 g(W0)樣品置于坩鍋中；加入丙酮冷浸、中性洗滌劑熱浸，干燥后稱樣品重(W1)和坩鍋重(C1)；重復(fù)上述操作，干燥后稱樣品重(W2)和坩堝重(C2)；繼續(xù)加入25 mL冷卻至15℃的72%硫酸，用蒸餾水洗至中性，干燥后稱樣品重(W3)和坩堝重(C3)；最后用QSX1800馬弗爐(北京西尼特)525℃灰化后稱樣品重(W4)和坩堝重(C4)。分別按照以下公式計算半纖維素、纖維素、木質(zhì)素含量：

(6)

(7)

(8)。

1.2.7 產(chǎn)量及構(gòu)成因素 于站稈成熟期(吐絲后67 d)在每小區(qū)選擇具代表性的區(qū)域收獲，收獲面積19.2 m2，重復(fù)3次，自然風(fēng)干后統(tǒng)計收獲穗數(shù)，稱總穗重，按重量法選取20穗進行穗粒數(shù)調(diào)查，然后人工脫粒，取1 000粒稱重。利用PM8188 谷物水分測定儀(日本凱特公司)測定籽粒水分，計算折合14%含水量的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)處理，用SigmaPlot 10.0軟件制圖，用DPS數(shù)據(jù)分析軟件進行差異顯著性分析和相關(guān)性分析，用最小顯著性差異法(least-signifcant difference, LSD)進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種間籽粒含水率隨生育進程的變化

由圖1可知，各品種的籽粒含水率隨生育進程均呈逐漸降低趨勢，但不同品種間籽粒脫水速率降幅存在差異。2019年(圖1-A)，與吐絲后25 d相比，吐絲后67 d時DK517、JNK728、YD9953和ZD958的籽粒含水率分別降低了31.9、33.1、31.4和29.4個百分點。2020年(圖1-B)，與吐絲后25 d相比，吐絲后67 d時DK517、JNK728、YD9953、ZD258、ZL178、ZD958和ZYY432的籽粒含水率分別降低了36.7、34.6、35.1、40.2、42.0、28.4和31.3個百分點。此外，參試品種在站稈成熟期(吐絲后67 d)的籽粒含水率均低于對照ZD958，且均在25%以下，達到機械粒收時籽粒含水率標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 灌漿期不同品種籽粒含水率隨生育進程的變化Fig.1 Variation of grain moisture content with developmental progress among different varieties during grain filling period

2.2 種植密度對莖稈抗倒伏能力的影響

通過調(diào)查生理成熟期(吐絲后60 d)田間倒伏情況發(fā)現(xiàn)(表1)，除了ZL178和ZYY432在D1密度下未發(fā)生倒伏外，其他處理均發(fā)生不同程度的莖倒伏和根倒伏。2019年，DK517的總倒伏率顯著高于其他品種，主要由莖折率高所導(dǎo)致。2020年，種植密度對莖桿總倒伏率具有一定的調(diào)控效應(yīng)，隨著密度的增加，莖折率和總倒伏率呈增加趨勢，其中DK517、JNK728和ZD258在D3密度下總倒伏率顯著高于其他處理。DK517和ZD258較高的總倒伏率主要由莖折率高導(dǎo)致，而JNK728較高的總倒伏率主要由根倒率高導(dǎo)致。ZL178和ZYY432的總倒伏率低于其他品種，且YD9953、ZL178和ZYY432在D1和D2密度下的總倒伏率均低于5%，達到玉米機械粒收對倒伏率的要求。結(jié)果表明，在生理成熟期(吐絲后60 d)，增密后YD9953、ZL178和ZYY432仍具有較強的抗倒伏能力。

表1 不同密度下夏玉米機械粒收品種站稈成熟期的倒伏情況Table 1 The stem lodging status at mature stage of mechanical grain harvest varieties under different planting densities

2.3 種植密度對莖稈力學(xué)性狀的影響

由圖2-A可知，2019年，相同密度下不同品種間莖稈抗折力存在差異。JNK728和YD9953的莖稈抗折力均高于DK517和ZD958，與ZD958相比，JNK728、YD9953和DK517的抗折力分別提高26.0%、20.0%和12.5%。由圖2-B可知，2020年，密度對莖稈抗折力具有顯著影響。各品種莖稈抗折力均表現(xiàn)為隨密度增加而降低。以所有處理抗折力的均值作為比較值，DK517-D1、JNK728-D1、JNK728-D2、YD9953-D1、YD9953-D2、ZL178-D1、ZL178-D2、ZL178-D3、ZD958-D1、ZYY432-D1和ZYY432-D2的抗折力均高于均值，平均高14.4%、30.7%、13.8%、84.9%、28.7%、52.1%、21.5%、17.9%、30.3%、44.0%和28.4%。結(jié)果表明，JNK728、YD9953、ZL178和ZYY432在D2密度下具有相對較高的莖稈抗折力。

注：柱形圖上的不同字母表示處理間在0.05水平上差異顯著。圖中的虛線代表所有數(shù)值的均值。下同。Note: Different letters on the bars indicate significant differences at 0.05 level among treatments. The dotted line shows the mean of all treatments. The same as following.圖2 品種及密度對莖稈抗折力的影響Fig.2 Effect of varieties and planting densities on stem breaking strength

2.4 種植密度對莖稈形態(tài)特征的影響

由表2可知，2019年，相同密度下DK517的株高顯著低于其他品種。2020年，D1和D2密度下DK517、ZD958、ZL178和ZYY432的株高低于其他品種，D3密度下DK517、ZD958和ZYY432的株高低于其他品種。密度對株高的影響在不同品種間存在差異。隨著密度的增加，各品種株高均表現(xiàn)出增加趨勢，但D3密度下JNK728和YD9953的株高與D1密度相比增加不顯著。D3密度下DK517、ZD258、ZL178、ZD958和ZYY432的株高顯著高于D1密度，分別高6.3%、8.2%、8.7%、2.6%和15.6%。說明上述品種的株高對密度反應(yīng)敏感。

表2 不同品種及種植密度間莖稈形態(tài)特征的差異Table 2 Difference in morphological characteristics of stem among different varieties and planting densities

2019年，相同密度下不同品種間的穗位高存在差異，其中ZD958的穗位高顯著高于其他品種。2020年，DK517、ZD258和ZD958的穗位高均高于其他品種。密度對穗位高具有顯著影響。除ZD958的穗位高受密度影響不顯著外，其他品種穗位高均表現(xiàn)為隨密度的增加而增加。與D1密度相比，D3密度下DK517、JNK728、YD9953、ZD258、ZL178、ZYY432的穗位高分別增加4.3%、15.8%、16.3%、8.4%、34.4%和28.6%。

相同密度下不同品種間的橫截面積存在差異，2019年，YD9953的橫截面積顯著高于JNK728和ZD958。2020年，D1密度下YD9953的橫截面積顯著高于其他品種；D2密度下YD9953的橫截面積顯著高于其他品種；D3密度下ZD958的橫截面積顯著高于其他品種。不同密度對橫截面積具有顯著影響。增加種植密度導(dǎo)致莖稈橫截面積降低。7個品種在D3密度下的橫截面積比D1密度下分別降低了15.0%、22.7%、18.0%、24.3%、7.4%、7.1%和3.7%。

通過分析莖稈單位體積干重發(fā)現(xiàn)，相同密度下，JNK728的莖稈單位體積干重顯著高于其他品種，其次是ZL178和ZYY432。密度對莖稈單位體積干重具有一定的調(diào)節(jié)效應(yīng)。增加密度導(dǎo)致莖稈單位體積干重降低。7個品種在D3密度下的莖稈單位體積干重比D1密度下分別降低了9.9%、16.5%、33.5%、30.0%、7.9%、37.8%和23.3%。

2.5 品種間莖稈顯微結(jié)構(gòu)差異

由圖3可知，不同品種間單位視野內(nèi)的維管束數(shù)目存在差異。DK517、JNK728、YD9953、ZD258、ZL178、ZD958和ZYY432在單位視野下(10×)的維管束數(shù)目分別為7.0、4.5、7.0、5.0、5.5、4.0和6.0。JNK728和ZD958單位視野內(nèi)的維管束數(shù)目較其他品種少。通過觀察染色程度可以看出，品種間存在較大差異。JNK728、YD9953和ZL178的厚壁組織層數(shù)及木質(zhì)化程度高于其他品種。ZD258的木質(zhì)化程度最低?？傮w來看，JNK728和ZL178的基部莖稈木質(zhì)化程度較高。

注：圖中第一列為10倍物鏡下的顯微結(jié)構(gòu)，第二列為40倍物鏡下的顯微結(jié)構(gòu)。木質(zhì)化的部分被染成紅色，薄壁組織被染成綠色。紅色深淺代表木質(zhì)化程度高低。第一列標(biāo)尺為100 μm，第二列為20 μm。Note: The first column of the figure shows the micro-structure under 10× objective lens, and the second column shows the micro-structure under 40× objective lens. The lignified parts are stained by red and the parenchymatous tissues are stained by green. The dyeing depth represent the degree of lignification. The scale on the first column is 100 μm and the second column is 20 μm.圖3 D2密度下不同品種莖稈基部第3節(jié)間橫截面番紅固綠染色效果圖Fig.3 Cross-section of the basal third internode with safranin o-fast green staining among different varieties at D2

2.6 種植密度對莖稈細胞壁成分的影響

由圖4可知，品種間木質(zhì)素、纖維素和半纖維素含量存在差異。2019年，YD9953的木質(zhì)素和半纖維素含量顯著高于其他品種，JNK728的纖維素含量顯著高于其他品種。2020年，種植密度對細胞壁成分均具有顯著影響。隨種植密度的增加，纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量均呈降低趨勢。以所有處理纖維素含量均值為比較值，其中JNK728-D1、JNK728-D2、YD9953-D1、ZL178-D1、ZL178-D2、ZL178-D3、ZD958-D1、ZD958-D2、ZYY432-D1和ZYY432-D2的纖維素含量高于均值，平均高11.3%、1.7%、8.6%、15.7%、11.6%、1.9%、15.7%、1.9%、14.5%和0.9%。以所有處理半纖維素含量均值為比較值，JNK728-D1、JNK728-D2、YD9953-D1、YD9953-D2、ZL178-D1、ZL178-D2、ZL178-D3、ZD958-D1、ZD958-D2和ZYY432-D1的半纖維素含量分別比均值高20.5%、15.5%、15.3%、7.5%、29.0%、26.9%、9.2%、14.6%、6.1%和11.2%。以所有處理木質(zhì)素含量均值為比較值，DK517-D1、DK517-D2、DK517-D3、JNK728-D1、JNK728-D2、YD9953-D1、YD9953-D2、YD9953-D3、ZL178-D1、ZL178-D2和ZYY432-D1的木質(zhì)素含量分別比均值高18.1%、7.8%、11.7%、22.9%、10.2%、13.9%、10.2%、10.4%、13.4%、8.0%和2.5%。結(jié)果表明，增加種植密度不利于細胞壁纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的積累，品種間細胞壁成分差異較大，其中JNK728、YD9953和ZL178在適度增密條件下(D2)可維持相對較高的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量。

圖4 品種間及種植密度對纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的影響Fig.4 Effects of varieties and planting densities on cellulose, hemicellulose and lignin content.

2.7 種植密度對產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

由表3可知，2019年，在相同密度下，品種間產(chǎn)量及構(gòu)成因素存在顯著差異，其中YD9953和DK517的產(chǎn)量分別與ZD958差異不顯著；YD9953的產(chǎn)量顯著高于DK517和JNK728，分別高14.2%和25.8%。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素發(fā)現(xiàn)，YD9953具有較高的穗粒數(shù)，進而獲得較高的產(chǎn)量。2020年，密度對不同品種間產(chǎn)量效應(yīng)的影響存在差異。DK517、JNK728、YD9953和ZD258的產(chǎn)量隨種植密度的增加，呈先升高后降低的趨勢，在D2密度下產(chǎn)量達到最大值。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素發(fā)現(xiàn)，DK517、JNK728、YD9953和ZD258在D1密度下雖具有較高的穗粒數(shù)和千粒重，但由于穗數(shù)不足而產(chǎn)量較低；而在D3密度下由于穗粒數(shù)和千粒重不足，導(dǎo)致產(chǎn)量較低；在D2密度下上述4個品種可平衡三因素間的關(guān)系，進而獲得較高產(chǎn)量。ZL178、ZD958和ZYY432的產(chǎn)量隨密度的增加而增加，而其在D2和D3密度下的產(chǎn)量差異不顯著。與對照ZD958在D3密度下的產(chǎn)量相比，YD9953在D1和D2密度下的產(chǎn)量以及ZL178在D2和D3密度下的產(chǎn)量與其差異不顯著。分析產(chǎn)量構(gòu)成發(fā)現(xiàn)，穗粒數(shù)是其高產(chǎn)的主要因素。從機械粒收角度綜合分析，YD9953和ZL178在D2密度下表現(xiàn)突出。

表3 不同品種不同密度處理的產(chǎn)量及構(gòu)成因素Table 3 The grain yield and components among varieties under different planting densities

2.8 莖稈形態(tài)指標(biāo)、細胞壁成分與力學(xué)指標(biāo)之間的關(guān)系

由圖5可知，株高、穗位高與莖稈抗折力呈負相關(guān)(圖5-A、B)，其中穗位高與抗折力的負相關(guān)程度(R2=0.35)高于株高；莖稈橫截面積與抗折力相關(guān)性不顯著(圖5-C)，而莖稈單位體積干重與抗折力呈正相關(guān)(R2=0.43)(圖5-D)。結(jié)果表明，降低穗位高，提高莖稈單位體積干重可以提高植株的抗折力，進而提高植株的抗倒伏能力。莖倒率與抗折力呈負相關(guān)關(guān)系(R2=0.70)(圖5-E)，說明提高莖稈抗折力可降低植株的倒伏風(fēng)險。進一步分析莖稈細胞壁組成與抗折力的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，細胞壁纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量均與抗折力呈正相關(guān)關(guān)系(圖5-F～H)，其中纖維素含量與抗折力的相關(guān)性最高(R2=0.51)。因此，莖倒率和纖維素含量可作為評價玉米莖稈抗倒伏能力的關(guān)鍵指標(biāo)。

圖5 莖稈形態(tài)指標(biāo)、細胞壁成分與抗折力間的相關(guān)性分析Fig.5 Correlation analysis of stem morphological index, cell wall composition and stem breaking strength

3 討論

河北夏播區(qū)的氣候特點及一年兩熟的種植制度導(dǎo)致該區(qū)夏玉米生長季光熱資源不足，常規(guī)夏玉米品種一般在9月下旬進行收獲，收獲時籽粒含水率偏高，無法進行機械粒收。因此，選擇早熟、籽粒脫水快的品種并適當(dāng)延長站稈時間是該區(qū)推廣應(yīng)用機械粒收技術(shù)的關(guān)鍵。國家適宜機械粒收標(biāo)準(zhǔn)要求玉米收獲時籽粒含水率降至25%以下[21]。本試驗選擇6個籽粒脫水快品種，吐絲后67 d籽粒含水率均達到了機械粒收對籽粒含水量的要求，其中籽粒脫水速率最快的品種是ZL178，從吐絲后25 d的59.0%降至17.0%，降低了42.0個百分點，其次是ZD258，從57.6%降至17.3%，降低了40.3個百分點。對于河北省夏玉米區(qū)，吐絲后67 d一般在10月10日左右，對下茬小麥的播種影響較小。前人研究表明，收獲時籽粒含水率并非越低越好，收獲質(zhì)量隨籽粒含水率降低呈先降低后升高的趨勢，最佳收獲質(zhì)量的籽粒含水率在20%左右[22]，但在河北夏播區(qū)很難達到此標(biāo)準(zhǔn)。因此，該地區(qū)應(yīng)根據(jù)氣候特點，選擇早熟、籽粒脫水快的品種并適時進行機械籽粒收獲，并建議配備相應(yīng)的烘干設(shè)備。

通常早熟品種生物量小、灌漿期短，籽粒產(chǎn)量和效益較低。提高粒收品種產(chǎn)量也是推廣機械粒收技術(shù)的重要因素。玉米產(chǎn)量提高的關(guān)鍵措施是適度增加種植密度[23]。在適度增密下可提高單位面積穗數(shù)和產(chǎn)量，而過度增密會改變?nèi)~片光合性能，導(dǎo)致穗粒數(shù)和粒重降低，產(chǎn)量下降[24-25]。本研究通過分析產(chǎn)量及構(gòu)成因素發(fā)現(xiàn)，不同品種對密度的調(diào)控效應(yīng)存在差異。ZL178、ZYY432和ZD958的產(chǎn)量隨密度的增加而增加，其他品種隨密度的增加呈先增加后降低的趨勢。其中ZL178和YD9953在D2密度下的產(chǎn)量與ZD958差異不顯著，而DK517、JNK728和ZD258的產(chǎn)量顯著低于對照。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素發(fā)現(xiàn)，DK517、JNK728和ZD258的產(chǎn)量在不同密度下均較低主要是由其穗粒數(shù)較其他品種顯著降低所導(dǎo)致的。ZL178和YD9953通過適當(dāng)增密增加了穗數(shù)，進而提高了產(chǎn)量。這與賴上坤等[26]的研究結(jié)果一致，該研究認(rèn)為，通過優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)和增加穗數(shù)可實現(xiàn)豐產(chǎn)抗倒。因此，在河北夏播區(qū)需根據(jù)品種特性選擇耐密且籽粒脫水速率快的品種。

玉米品種在增密增產(chǎn)過程中容易引發(fā)倒伏，倒伏后增加機械收獲難度、提高田間損失率。因此，衡量玉米品種是否適合機械粒收還需考慮植株在生理成熟后的田間站稈能力，即抗倒伏能力。國家機械粒收倒伏率要求低于5%[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著密度增加，各品種總倒伏率均增加。這與徐富賢等[27]的研究結(jié)果一致。本研究中YD9953、ZL178和ZYY432的總倒伏率顯著低于其他品種，在D1和D2密度下的總倒伏率均達到粒收對倒伏率要求的標(biāo)準(zhǔn)。前人研究發(fā)現(xiàn)，玉米增密后會降低莖稈充實度，導(dǎo)致莖稈細弱、機械強度降低[28-29]。Sekhon等[30]研究認(rèn)為，莖稈抗折力是評估植株抗倒伏能力的關(guān)鍵表型指標(biāo)。本研究進一步分析了不同處理植株的形態(tài)特性、解剖特征與抗折力的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，穗位高和單位體積干重與抗折力相關(guān)性較強，而莖稈橫截面積與抗折力相關(guān)性不顯著。細胞壁成分中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量均與抗折力呈顯著正相關(guān)關(guān)系，其中纖維素含量的相關(guān)性最強。倒伏率低的品種YD9953、ZL178和ZYY432具有相對較低的穗位高、較高的單位體積干重及纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量。本研究主要闡明了品種和密度對機械粒收品種產(chǎn)量及生理成熟期抗倒性狀的影響，而對其他栽培措施的調(diào)控效應(yīng)，如水分、養(yǎng)分管理等未做探討，后續(xù)仍需進一步深入研究。

4 結(jié)論

本試驗發(fā)現(xiàn)品種ZL178和YD9953在脫水速率、生理成熟期密植抗倒增產(chǎn)方面綜合表現(xiàn)較好，在7.5×104株·hm-2密度下脫水速率快，吐絲后67 d 能夠達到機械粒收對籽粒含水率的要求，并且在生理成熟期抗倒能力強、產(chǎn)量高。