玉米是中國重要糧食作物,是云南省主要作物,味道鮮美、用途多樣。近年來,玉米需求量愈漸增長,但中國耕地面積有限,要想滿足玉米食用需求,需提高玉米單位面積產(chǎn)量,基于現(xiàn)有品種基礎(chǔ)條件,發(fā)揮增產(chǎn)潛力,增加種植密度是玉米種植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。在適宜的種植密度下,玉米個體和群體間能夠獲得良好的協(xié)調(diào)性,增加穗粒重、千粒重;若密度進一步增加,在玉米群體條件下,中下層葉片密閉,冠層結(jié)構(gòu)不合理,會直接降低個體和群體的生產(chǎn)能力。為了探索夏玉米適宜的種植密度,以“云瑞408”品種為供試材料,設(shè)置3個種植密度:7萬株/hm(處理一)、8萬株/hm(處理二)、9萬株/hm(處理三),研究不同種植密度對夏玉米產(chǎn)量和干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運的影響。研究結(jié)果表明:不同種植密度對于夏玉米干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運有顯著影響:吐絲期干物質(zhì)積累量、成熟期干物質(zhì)積累量、花后干物質(zhì)積累量、花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量及花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運對籽粒貢獻率均表現(xiàn)為先增高、后降低的趨勢,可見,干物質(zhì)積累量與轉(zhuǎn)運量對于籽粒貢獻率均有影響;同時,隨著種植密度的增加,夏玉米產(chǎn)量呈先升高、后下降趨勢,在處理二中達到最高,分別較處理一、處理三增高1.10%、1.11%。因此,在種植密度8萬株/hm下,可以通過提高玉米干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運增高籽粒產(chǎn)量。本研究為夏玉米種植區(qū)域優(yōu)化、高產(chǎn)提供一定理論基礎(chǔ)。
云南省屬低緯度內(nèi)陸地區(qū),地勢西北高、東南低,從北到南呈階梯狀逐漸下降,為山地高原地形,亞熱帶與熱帶季風氣候。七月最熱,月均溫度為19~22℃,一月最冷,月均溫度為6~8℃,年溫差僅10~12℃,早晚涼爽、中午較熱。全省無霜期長,南部邊境全年無霜,偏南部無霜期300~330 d,中部無霜期250 d,滇西北、滇東北地區(qū)無霜期210~220 d。干濕季節(jié)分明,雨季在5~10月、旱季在11月~次年4月,年降水量平均超過1 000 mm。試驗田為紅土,耕層土壤理化性質(zhì)見表1。根迅速膨大,可不再追肥。
表1 試驗地耕層(0~20cm)土壤理化性狀
試驗品種為“云瑞408”,采取隨機區(qū)組設(shè)計,設(shè)置3個種植密度:7萬株/hm(處理一)、8萬株/hm(處理二)、9萬株/hm(處理三),共6個處理,各處理重復3次。小區(qū)面積40 m,行距為66.7 cm,各處理12行。于6月播種、10月收獲。各處理種植管理措施均相同。施用氮肥300 kg/hm、磷肥 120 kg/hm、鉀肥 300 kg/hm,其中氮肥(尿素)于播種前及大喇叭口期按照4:6比例施入,磷肥(過磷酸鈣)與鉀肥(硫酸鉀)均以基肥施入。其它種植管理措施按常規(guī)要求進行。
1.3.1 玉米植株干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運
分別在玉米植株吐絲期、成熟期進行取樣,各處理中取5株,包括葉片、莖稈、雄穗、苞葉和籽粒,分別在105℃條件下殺青30 min,再于80℃條件下烘干達到恒重?;ê蟾晌镔|(zhì)積累量(t/hm)計算方法為:成熟期地上部干物質(zhì)積累量-吐絲期地上部干物質(zhì)積累量;干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量(t/hm)的計算方法為:吐絲期地上部干物質(zhì)積累量-成熟期地上部營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量。根據(jù)以上計算吐絲之后干物質(zhì)積累量與吐絲之后生物量對玉米籽粒的貢獻率。計算方法為:干物質(zhì)轉(zhuǎn)移對籽粒的貢獻率(%)=(干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量/籽粒干重)×100%。
1.3.2 產(chǎn)量
在乳線消失、出現(xiàn)黑層時收獲,在各處理小區(qū)分別收獲中間3行用以測定產(chǎn)量,并隨機取30個果穗,用于測量產(chǎn)量有關(guān)指標,包括穗長、禿頂長、穗行數(shù)、行粒數(shù)及千粒重,以14%籽粒含水量計算產(chǎn)量。
使用SPSS25.0進行數(shù)據(jù)分析和處理,采用均數(shù)±標準差的形式代表計量資料,以t方法檢驗,<0.05表示數(shù)據(jù)結(jié)果存在統(tǒng)計學意義。
不同種植密度對于夏玉米干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運有顯著影響。吐絲期干物質(zhì)積累量、成熟期干物質(zhì)積累量、花后干物質(zhì)積累量、花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量及花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運對籽粒的貢獻率均表現(xiàn)為先增高、后降低的趨勢;3個處理組花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量從高到低依次是處理二、處理一、處理三,同時花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運對籽粒的貢獻率從高到低依次是處理二、處理一、處理三;可見,干物質(zhì)積累量與轉(zhuǎn)運量對于籽粒貢獻率均有影響,具體數(shù)據(jù)見表2。
表2 不同種植密度對夏玉米干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運的影響
隨著種植密度的增加,夏玉米產(chǎn)量呈先升高、后下降的趨勢,在處理二中達到最高,分別較處理一、處理三增高1.10%、1.11%。處理二中夏玉米穗長、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重均顯著高于其它2個處理。主要是行粒數(shù)、穗粒數(shù)增加引起了產(chǎn)量增高,具體見表3。
表3 不同種植密度對夏玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響
隨著人口的增加、經(jīng)濟的快速發(fā)展,玉米在飼料、食用等領(lǐng)域中的重要地位逐漸突出,玉米需求量也在逐年增加。中國耕地面積有限,不能通過提高玉米種植面積來提高產(chǎn)量。通過玉米生產(chǎn)實踐可知,需通過提高玉米栽培技術(shù)水平,提高玉米產(chǎn)量,其中設(shè)置適宜的種植密度是玉米栽培技術(shù)研究中的重點。長期以來,大田玉米種植密度急劇降低,雖然培育出產(chǎn)量潛力很高的玉米雜交種,但土壤投入量增多、土壤肥力增高,玉米產(chǎn)量增長不明顯。
植物干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運是決定粒重的重要因素,更是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。本文研究結(jié)果表明,不同種植密度對于夏玉米干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運有顯著影響,吐絲期干物質(zhì)積累量、成熟期干物質(zhì)積累量、花后干物質(zhì)積累量、花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量以及花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運對籽粒的貢獻率均表現(xiàn)為先增高、后降低的趨勢;3個處理組花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量從高到低依次是處理二、處理一、處理三,同時花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運對籽粒的貢獻率從高到低依次是處理二、處理一、處理三;可見,干物質(zhì)積累量與轉(zhuǎn)運量對于籽粒貢獻率均有影響,隨著干物質(zhì)積累量和轉(zhuǎn)運量的提高,對籽粒貢獻率也就更高。
增加種植密度是實現(xiàn)玉米高產(chǎn)的重要途徑,關(guān)于玉米種植密度方面的試驗研究,王佳等設(shè)計了3個種植密度:6.75萬株/hm、8.25萬株/hm、9.75萬株/hm;試驗結(jié)果表明,當種植密度為8.25萬株/hm時,可以提高玉米產(chǎn)量;該研究認為,種植密度通過影響玉米穗粒數(shù)、千粒重而影響群體產(chǎn)量。隨著種植密度的加大,玉米穗粒、千粒重先呈增高、再呈下降的趨勢,導致玉米單株籽粒產(chǎn)量明顯降低,體現(xiàn)出對群體產(chǎn)量的負效應。若超出適宜的種植密度,在高密條件下,會影響玉米葉片光合速率,隨著葉片光合速率的降低、光合產(chǎn)物降低,促進葉片快速衰老,對光合速率、凈同化率產(chǎn)生影響,會因為單株資源利用率降低導致產(chǎn)量降低。因此,處理二中玉米產(chǎn)量雖較處理一增多,但是隨著處理三種植密度的增高,產(chǎn)量不增反降,應考慮到對葉片光合作用的影響因素。