韓 銘

（四川省農業(yè)廣播電視學校岳池縣分校，四川岳池 638300）

在我國，玉米是一種重要的糧食作物，在玉米種植中增加種植密度是提升玉米產(chǎn)量的主要措施，但是隨著玉米種植密度的增加玉米莖稈形狀將受到較大影響，其株高及穗位高將變高，莖稈變細、強度變低，最終玉米莖稈抗倒伏能力明顯下降，其倒伏概率顯著提升。研究表明，在玉米倒伏后，其干物質積累量將顯著減少，穗粗變細，產(chǎn)量明顯降低。與此同時，隨著種植密度的增加，常導致玉米空稈增多、禿尖增長、倒伏及病蟲害問題增加，進一步影響玉米的產(chǎn)量潛力。另外，較高的種植密度還會導致土壤養(yǎng)分供應量的降低，影響田間通風透光性，導致玉米品質的降低?；诖?，研究玉米種植密度與玉米莖稈性狀、產(chǎn)量及品質的關系意義重大。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設置于某試驗田內，當?shù)貫閬啛釒駶櫦撅L氣候，年平均降水量為594mm，平均氣溫為17.1℃，無霜期可以達到287日。供試土壤耕層理化性狀為：土壤pH值為7.79，土壤容重為1.42g/cm3，土壤有機質含量為14.89g/kg，全氮含量為1.63g/kg，堿解氮含量為43.04mg/kg，速效鉀含量為105.55mg/kg，有效磷含量為6.1mg/kg。

1.2 試驗材料及儀器

1.2.1 試驗材料

本試驗采用的玉米試驗品種為正紅505，由四川農業(yè)大學正紅種業(yè)有限責任公司提供。

1.2.2 試驗儀器

AWOD-SL04植物莖稈強度測定儀由石家莊艾沃土科技有限公司提供。

1.3 試驗設計

本試驗共設置5個處理，分別為：T1處理，株距為27.78cm，種植密度為4.50萬株/hm2；T2處理，株距為23.81cm，種植密度為5.25萬株/hm2；T3處理，株距為20.83cm，種植密度為：6.00萬株/hm2；T4處理，株距為18.52cm，種植密度為6.75萬株/hm2；T5處理，株距為16.67cm，種植密度為7.50萬株/hm2。各個處理均采取寬窄行種植方式，其中寬行行距為1.2m，而窄行行距為0.4m，各小區(qū)面積均為19.2m2。各個處理分別重復三次，共設置15個小區(qū)，各小區(qū)采取隨機區(qū)組設計。

在2021年5月15日播種玉米，于8月26日 收獲。在播種前，在種植田塊內統(tǒng)一一次性施入復合肥作為底肥，復合肥氮元素、磷元素、鉀元素的比例為25∶7∶8，施用量為900kg/hm2。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 株高、穗位高、節(jié)間長及莖粗

分別在玉米吐絲后7日及吐絲后25日在各個小區(qū)內選擇10株有代表性的植株，測量各植株株高、穗位高，1、3、5節(jié)間長，1、3、5節(jié)間莖粗，并計算莖節(jié)長粗比、莖粗系數(shù)、穗位高系數(shù)。

莖節(jié)長粗比=節(jié)間長/節(jié)間粗；

莖粗系數(shù)=（莖粗/株高）×100%；

穗位高系數(shù)=（穗位高/株高）×100%。

1.4.2 外皮穿刺強度（RPS）

分別在玉米吐絲后7日及吐絲后25日在各個小區(qū)內選擇3株有代表性的植株，取各個植株地上部分第1、第3、第5節(jié)間，將葉鞘剝除，采用植物莖稈強度測定儀測定各莖稈外皮穿刺強度，在莖稈節(jié)間中部垂直、勻速、緩慢的插入橫截面積為0.01cm2的探測頭，并讀取穿透莖稈表皮的最大值。

1.4.3 莖稈壓碎強度

分別在玉米吐絲后7日及吐絲后25日在各個小區(qū)內選擇3株有代表性的植株，取各個植株地上部分第1、第3、第5節(jié)間，將葉鞘剝除，采用植物莖稈強度測定儀測定各莖稈壓碎強度，即在莖稈節(jié)間中部垂直、勻速、緩慢壓下橫截面積為1cm2的探測頭，直至莖稈破裂，讀取最大數(shù)值。

1.4.4 植株節(jié)間重

分別在玉米吐絲后7日及吐絲后25日在各個小區(qū)內選擇3株有代表性的植株，取各個植株地上部分第1、第3、第5節(jié)間，將葉鞘剝除，對玉米莖稈各節(jié)間鮮重稱量，接著置于105℃烘箱內殺青1h后在80℃溫度下烘干直至恒重并稱量。

莖稈節(jié)間干重百分比（%）=（節(jié)間干重/節(jié)間鮮重）×100%；

單位莖長干物質重（g/cm）=節(jié)間干重/節(jié)間長度。

1.4.5 玉米產(chǎn)量

分小區(qū)實收玉米并測量產(chǎn)量，測定穗長、穗粗、千粒重。

1.4.6 營養(yǎng)成分測量

各個重復分別稱取0.5kg樣品，于65℃下烘干至恒重，采用粉碎機粉碎后過60目篩。按照烘箱干燥法測定干物質含量；按照凱氏定氮法測定玉米粗蛋白含量；按照Van Soest法測定玉米酸性洗滌纖維以及中性洗滌纖維含量；按照蒽酮-硫酸比色法測定玉米可溶性碳水化合物含量；按照乙醚浸提法測定玉米粗脂肪含量；按照馬弗爐灼燒法測定玉米粗灰分含量；按照GB/T 6436-2002方法測定玉米鈣元素含量；按照GB/T 6437-2002方法測定玉米磷元素含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007及SPSS 19.0統(tǒng)計、分析并處理數(shù)據(jù)。

2 結果與分析

2.1 種植密度對玉米莖稈的影響

2.1.1 種植密度對玉米株高、穗位高、莖粗、穗位高系數(shù)及莖粗系數(shù)的影響

種植密度對玉米株高、穗位高、莖粗、穗位高系數(shù)及莖粗系數(shù)的影響見表1。從表1中可以看出，隨著種植密度的增加，玉米株高呈增加趨勢，吐絲后7日T3、T4、T5處理三者間差異不顯著，但是顯著高于T2及T1，在吐絲后25日T2、T3、T4、T5四者間差異不顯著，但是明顯高于T1；不同處理間玉米穗位高、穗位高系數(shù)差異不顯著；隨著種植密度的增加玉米莖粗逐漸降低，在吐絲后7日，T1處理玉米莖粗為最高，達到了2.22cm，T2處理及T3處理差異不顯著，且莖粗低于T1，T4處理及T5處理差異不顯著，且莖粗低于T2、T3，而在吐絲后25日，各處理差異顯著，T1處理玉米莖粗為最大，其余依次為T2、T3、T4、T5。不同處理玉米莖粗系數(shù)存在顯著差異，其中吐絲后7日T1、T2處理玉米莖粗系數(shù)為最大，二者間差異不顯著，其余依次為T3、T4、T5，而吐絲后25日T1處理玉米莖粗系數(shù)為最大，其次為T2處理以及T3處理，二者差異不顯著，接著為T4處理、T5處理，二者間差異不顯著。由此可以看出，隨著種植密度的增加，玉米株高持續(xù)增高，莖粗以及莖粗系數(shù)持續(xù)下降。

表1 種植密度對玉米株高、穗位高、莖粗、穗位高系數(shù)及莖粗系數(shù)的影響

2.1.2 種植密度對玉米節(jié)間長、節(jié)間粗及莖節(jié)長粗比的影響

種植密度對玉米節(jié)間長、節(jié)間粗及莖節(jié)長粗比的影響見表2。從表2可以看出，隨著種植密度的增加，玉米節(jié)間長、節(jié)間粗、莖節(jié)長粗比存在顯著影響。隨著種植密度的增加，吐絲后7日、吐絲后25日玉米節(jié)間長均持續(xù)增加，而玉米節(jié)間粗持續(xù)減??；隨著節(jié)位的上升，玉米節(jié)間長逐漸增加，而節(jié)間粗逐漸變小，玉米節(jié)間呈增長變細趨勢。隨著玉米種植密度的增加，玉米莖節(jié)長粗比也持續(xù)增加，在吐絲后7日，以T4、T5處理為最大，二者間差異不顯著；而在吐絲后25日，以T5處理玉米莖節(jié)長粗比為最大。

表2 種植密度對玉米節(jié)間長、節(jié)間粗及莖節(jié)長粗比的影響

2.1.3 種植密度對玉米不同節(jié)位節(jié)間干物質積累的影響

種植密度對玉米不同節(jié)位節(jié)間干物質積累的影響見表3。從表3可以看出，隨著種植密度的增加，玉米節(jié)間干重呈逐漸減小的趨勢。在吐絲后7日，T5處理玉米第1、第3、第5節(jié)間干重比T1處理節(jié)間干重降低了21.84%、18.09%、25.14%；在吐絲后25日，節(jié)間干重數(shù)據(jù)變化規(guī)律與吐絲后7日基本一致。不同種植密度玉米節(jié)間干重百分比無顯著差異。

表3 種植密度玉米不同節(jié)位節(jié)間干物質積累的影響

從吐絲后7日至吐絲后25日，各個節(jié)間干重均出現(xiàn)下降，節(jié)位數(shù)越高，節(jié)間高下降程度越顯著，這主要取決于干物質的就近轉運以及分配。

2.1.4 種植密度對玉米單位莖長干物質重的影響

種植密度對玉米不同節(jié)位單位莖長干物質重的影響見表4。從表4可以看出，種植密度對玉米單位莖長干物質重存在顯著影響，從總體情況來看，表現(xiàn)為低密度單位莖長干物質重＞高密度單位莖長干物質重，從不同節(jié)位來看，第1節(jié)位單位莖長干物質重＞第2節(jié)位單位莖長干物質重＞第3節(jié)位單位莖長干物質重。在吐絲后7日，T4、T5處理的第1、第3、第5節(jié)位單位莖長干物質重，比T1處理顯著降低，其中T4處理比T1處理的第1、第3、第5節(jié)位，分別降低了27.78%、12.19%、25.00%。在吐絲后25日，玉米單位莖長干物質重數(shù)據(jù)變化規(guī)律類似于吐絲后7日，但吐絲后7日T5處理比T1處理下降得更明顯。

表4 種植密度對玉米單位莖長干物質重的影響

2.2 種植密度對玉米莖稈抗倒力學性狀的影響

2.2.1 種植密度對玉米莖稈壓碎強度的影響

種植密度對玉米莖稈壓碎強度的影響見表5。從表5可以看出，隨著種植密度的增加，玉米莖稈壓碎強度整體呈逐漸降低趨勢，在吐絲后7日，第1節(jié)位莖稈壓碎強度差異不顯著，但是在第3節(jié)位及第5節(jié)位，T4及T5處理莖稈壓碎強度明顯降低，其中T5比T1處理降低了30.23%、24.75%。在吐絲后25日，各節(jié)位T1、T2處理間莖稈壓碎強度差異不顯著，T3、T4、T5處理莖稈壓碎強度顯著降低。在同一種植密度下，不同節(jié)位玉米莖稈壓碎強度也存在著顯著差異，其由高到低依次為第1節(jié)位＞第2節(jié)位＞第3節(jié)位。

表5 種植密度對玉米莖稈壓碎強度的影響

2.2.2 種植密度對玉米莖稈穿刺強度的影響

種植密度對玉米不同節(jié)位莖稈穿刺強度的影響見表6。從表6中可以看出，隨著種植密度的增加，玉米莖稈穿刺強度呈逐漸下降趨勢，在吐絲后7日及吐絲后25日數(shù)據(jù)規(guī)律基本一致，但吐絲后25日數(shù)據(jù)中T5比T1處理降低較明顯。

表6 種植密度對玉米不同節(jié)位莖稈穿刺強度的影響

2.3 種植密度對玉米產(chǎn)量及構成因素的影響

種植密度對玉米產(chǎn)量及構成因素的影響見表7。

從表7可以看出，不同種植密度玉米穗長存在顯著差異，隨著種植密度的增加，玉米穗長逐漸降低，T1、T2、T3處理三者間差異不顯著；隨著種植密度的增加，玉米穗粗逐漸降低，其中T1、T2、T3、T4四者間差異不顯著，而T5處理玉米穗粗明顯低于前四者；不同處理玉米禿尖長差異不顯著；隨著種植密度的增加，玉米有效穗數(shù)持續(xù)增加，以T5處理為最大；隨著種植密度的增加，玉米成穗率逐漸降低，其中T1、T2、T3處理三者間差異不顯著，為最大，其余依次為T4處理及T5處理；不同處理玉米穗粒數(shù)存在顯著差異，隨著種植密度的增加，穗粒數(shù)持續(xù)降低；隨著種植密度的增加，玉米千粒重持續(xù)降低；不同處理玉米群體產(chǎn)量存在顯著性差異，其中以T3處理玉米群體產(chǎn)量為最高，達到了5372kg/hm2，T2處理玉米群體產(chǎn)量次之，其余為T4、T5、T1處理，這三者間差異不顯著。

表7 種植密度對玉米產(chǎn)量及構成因素的影響

2.4 種植密度對玉米品質的影響

種植密度對玉米品質的影響見表8。不同處理玉米粗蛋白、中性洗滌纖維、可溶性碳水化合物、粗脂肪含量存在顯著性差異。隨著種植密度的增加，玉米粗蛋白、可溶性碳水化合物含量持續(xù)降低，中性洗滌纖維及粗脂肪含量持續(xù)升高。不同處理玉米干物質、酸性洗滌纖維、粗灰分、鈣、磷含量無顯著差異。

表8 種植密度對玉米品質的影響

3 討論

3.1 種植密度對玉米莖稈性狀的影響

從上文可知，種植密度的增加會導致玉米株高持續(xù)增高，莖粗以及莖粗系數(shù)持續(xù)下降，節(jié)間長粗比持續(xù)增加，單位莖長干物質重持續(xù)降低。這與姚敏娜等[1]的研究結果相一致，這主要是由于隨著種植密度的增加，玉米植株個體間競爭加劇，為獲取更多的光照，玉米株高增大，但是因個體營養(yǎng)缺乏，導致其個體干重降低。

3.2 種植密度對玉米莖稈抗倒力學性狀的影響

研究表明，隨著玉米種植密度的增加，玉米秸稈壓碎強度以及穿刺強度逐漸降低，尤其是種植密度達到及超過6.75萬株/hm2時，玉米秸稈壓碎強度及穿刺強度顯著降低。這主要是由于種植密度的增加導致玉米節(jié)間長粗比變大，玉米抗倒伏能力降低。

3.3 種植密度對玉米產(chǎn)量及構成因素的影響

玉米產(chǎn)量主要由有效穗數(shù)、穗粒數(shù)以及千粒重三者構成，增加種植密度是一項有效的玉米增產(chǎn)措施。但是隨著種植密度的持續(xù)增加，玉米穗長變短、禿尖邊長、穗粗變細，行數(shù)、穗粒數(shù)以及千粒重均持續(xù)變小，最終單株產(chǎn)量明顯降低，群體產(chǎn)量也受到較大影響。這與張洪生等[2]的研究結果相一致。

3.4 種植密度對玉米品質的影響

合理的栽培密度可有效提升玉米品質。玉米種植過稀，其中性洗滌纖維、粗脂肪含量較低；而玉米種植密度較大，其粗蛋白、可溶性碳水化合物含量較低。因而，在玉米種植前，必須科學把控玉米種植密度，將其控制在適宜的范圍內。

4 結論

綜上所述，在種植密度為5.25-6.75萬株/hm2時，玉米莖稈性狀、莖稈抗倒力學性狀、產(chǎn)量及品質較為理想，是最為適宜的玉米種植密度。