范龍秋，杜天慶，郝建平，馬磊磊，郝科棟，邢江會，李明

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷030801）

玉米是一種高產(chǎn)作物，具有較大的增產(chǎn)潛力。玉米的種植密度直接影響光合葉面積的大小和植株個體的水肥供應(yīng)，從而影響玉米的產(chǎn)量［1］。研究表明，不同品種的產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)隨密度的增加而上升，達(dá)到一定密度后產(chǎn)量達(dá)到最大，繼續(xù)增加密度產(chǎn)量反而下降［2，3］，這是因為高密度條件下玉米群體內(nèi)部源庫協(xié)調(diào)性良好，葉面積指數(shù)較高，但單株庫容量小限制了更高產(chǎn)的實現(xiàn)［4］。合理密植能充分利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源，既能滿足個體生長發(fā)育對水、肥、氣、熱、光等方面的需要，又可使群體與個體之間相互協(xié)調(diào)，使單位面積內(nèi)的穗數(shù)、穗行數(shù)、行粒數(shù)和粒重的乘積達(dá)到最大值，從而實現(xiàn)玉米的高產(chǎn)［5，6］。目前有關(guān)玉米種植密度效應(yīng)的研究報道較多［7～9］，但針對山西春播中晚熟區(qū)的研究較少，尤其是在相對相同的條件下對兩個品種的比較研究鮮少見報。本研究以強(qiáng)盛49和奧玉3101兩個春播玉米品種為試材，通過研究不同密度處理對兩個品種產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響，以期為山西高產(chǎn)春播玉米品種的篩選及產(chǎn)量的提高提供合理密植的依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 供試材料及試驗設(shè)計

試驗于2010年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)作站進(jìn)行。采用2因素裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)為品種A（A1：強(qiáng)盛49，A2：奧玉3101）；裂區(qū)為種植密度B（B1：2．4萬株·h m－2，B2：3．6 萬 株 ·h m－2，B3：4．8 萬 株 ·h m－2，B4：6．0萬株·h m－2）。試驗共8個處理組合，3次重復(fù)，計24個小區(qū)，小區(qū)長6 m，寬3 m，面積為18 m2。每主區(qū)內(nèi)小區(qū)隨機(jī)排列。

5月13日地膜覆蓋播種。在播前和大喇叭口期共施尿素450 kg·h m－2，磷肥435 kg·h m－2，其中播前每小區(qū)施尿素0．27 kg、磷肥0．8 kg，占總施肥量的1／3，其余肥料于大喇叭口期追施。

1．2 測定項目及方法

玉米出苗后，在每小區(qū)隨機(jī)選取生長均勻一致的植株5株掛牌固定，從2010年6月10日（出苗后21天）開始，每隔10天定株測定葉面積（單葉葉面積L＝長×寬×0．75，葉面積指數(shù)LAI＝單株葉面積×單位土地面積內(nèi)株數(shù)／單位土地面積）；成熟期統(tǒng)計每處理小區(qū)的全部穗數(shù)；收獲時每小區(qū)隨機(jī)選取20個果穗，風(fēng)干后考種。

1．3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計檢驗、分析與制表采用EXCEL 2007和DPS v6．50數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析處理。LSD法檢驗差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2．1 密度對兩個玉米品種葉面積指數(shù)的影響

圖1表明，兩個玉米品種LAI均經(jīng)歷了苗期緩慢增長、中期增長速率加快、吐絲期LAI均達(dá)到峰值、而后LAI出現(xiàn)不同程度下降的單峰曲線變化；兩個玉米品種的葉面積指數(shù)均隨著種植密度的增加而增加，在吐絲期各處理之間的差異達(dá)到最大，而后期的差異在逐漸變小。在吐絲20～40 d兩個品種的葉面積指數(shù)總體衰退較慢，高值期保持時間較長。在整個生育時期同一密度下，強(qiáng)盛49的葉面積指數(shù)普遍高于奧玉3101的葉面積指數(shù)，說明奧玉3101的耐密性強(qiáng)于強(qiáng)盛49。

圖1 不同密度下兩個玉米品種葉面積指數(shù)變化曲線Fig．1 Dynamic change of t wo types of maize LAI in different density

2．2 密度與兩個玉米品種產(chǎn)量構(gòu)成因素的關(guān)系

表1為品種、密度組合3次重復(fù)的產(chǎn)量構(gòu)成結(jié)果的平均值。由表1可以看出，不同處理組合的產(chǎn)量構(gòu)成數(shù)量存在顯著或極顯著差異。

表1 不同密度處理的產(chǎn)量構(gòu)成Table 1 The treat ment effect s of different density on yield character

2．2．1 密度與穗數(shù)的關(guān)系

對兩個品種測產(chǎn)的穗數(shù)（Y，穗·h m－2）與種植密度（X，千株·h m－2）的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行擬合，得到如下的回歸方程：

上式表明，強(qiáng)盛49和奧玉3101單位面積穗數(shù)與密度的趨勢線呈線性關(guān)系。強(qiáng)盛49在密度每增加1千株·h m－2時，穗數(shù)平均增加632．75穗；奧玉3101在密度每增加1千株·h m－2時，穗數(shù)平均增加601．88穗。

2．2．2 密度與穗粒數(shù)的關(guān)系

以穗粒數(shù)（Y，粒）和密度（X千株·h m－2）進(jìn)行趨勢線模擬，二者之間符合如下線性關(guān)系：

由兩個方程關(guān)系式看出：兩個品種穗粒數(shù)均隨著種植密度的增大而呈直線下降趨勢。強(qiáng)盛49的密度每增加1千株·h m－2，穗粒數(shù)平均減少3．68粒。當(dāng)X→0時，Y→907?！に耄?；說明與本試驗相同種植條件下，穗粒數(shù)的極限是907粒·穗－1。同樣奧玉3101的密度每增加1千株·h m－2，穗粒數(shù)平均降低2．38粒。當(dāng)X→0時，Y→760．19?！に耄?，該值是奧玉3101穗粒數(shù)的極限。

2．2．3 密度與百粒重的關(guān)系

強(qiáng)盛49百粒重（Y，g）和密度（X，千株·h m－2）的線性關(guān)系如下：

上式表明，百粒重與密度的關(guān)系和穗粒數(shù)很相似。密度每增加1千株·h m－2，百粒重平均降低0．29 g。當(dāng)X→0時，Y→46．38 g；說明在與本試驗相同種植條件下，強(qiáng)盛49玉米的百粒重最大可以達(dá)到46．38 g。

對奧玉3101做同樣的回歸模擬得出二者之間符合以下線性關(guān)系：

上式表明，密度每增加1千株·h m－2，百粒重平均降低0．084 g。當(dāng) X→0時，Y→35．51 g；說明奧玉3101號玉米百粒重最大可能達(dá)到的極限值是35．51 g。

2．3 密度與兩個品種產(chǎn)量的關(guān)系

兩品種不同密度處理的產(chǎn)量結(jié)果見表2，方差分析及新復(fù)極差測驗見表3，表4。

從表3可以看出，兩玉米品種間產(chǎn)量差異顯著，密度間以及品種×密度互作間效應(yīng)的差異均達(dá)極顯著水平，說明產(chǎn)量受品種、密度的影響，不同品種在不同種植密度下產(chǎn)量不同，不同品種間、密度間以及品種×密度間均有不同的產(chǎn)量潛力。

表2 強(qiáng)盛49和奧玉3101不同密度下的產(chǎn)量Table 2 The yield of Qiangsheng49 and Aoyu3101 in different density treat ments

表3 兩玉米品種不同密度下產(chǎn)量方差分析表Table 3 Analysis of variance about t wo type of maize in different density

表4 兩品種不同密度下產(chǎn)量的新復(fù)極差測驗Table 4 The new multiple range of t wo type of maize in different density

從表4可以看出，強(qiáng)盛49在密度為3．6萬株·h m－2時產(chǎn)量最高，且與位次為3和4密度下的產(chǎn)量差異均達(dá)極顯著。位次為3和4的差異則不顯著。奧玉3101在密度為4．8萬株·h m－2時產(chǎn)量最高，且與密度為3．6萬株·h m－2和2．4萬株·h m－2之間的產(chǎn)量差異均達(dá)1%極顯著差異。

對強(qiáng)盛49的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（Y，kg·h m－2）與密度（X，千株·h m－2）進(jìn)行回歸模擬，得出二者存在如下二次回歸方程關(guān)系：

當(dāng) d Y／d X ＝0 時，Y 有 極 大 值，Ymax＝11 820．3 kg·h m－2，此時的密度可以認(rèn)為是最適密度，即

以上結(jié)果表明，玉米強(qiáng)盛49在本試驗條件下，當(dāng)種植密度在2．4～6．0萬株·h m－2時，其單位面積產(chǎn)量與密度呈二次拋物線型關(guān)系。隨著密度的增加，產(chǎn)量不斷提高，當(dāng)密度達(dá)到42．6495千株·h m－2時，產(chǎn)量達(dá)到最大值11 820．3 kg·h m－2；以后隨著密度的增加，產(chǎn)量反而降低。因此，強(qiáng)盛49玉米在本試驗中的最佳種植密度為42．6495千株·h m－2。

對奧玉3101的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（Y，kg·h m－2）與密度（X，千株·h m－2）進(jìn)行回歸模擬，發(fā)現(xiàn)二者數(shù)量關(guān)系符合如下二次回歸方程：

當(dāng)d Y／d X＝0 時，Y 有極大值，即Ymax＝3731．85 kg·h m－2，此時的密度可以認(rèn)為是最適密度，即

以上結(jié)果表明，奧玉3101的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與密度之間的關(guān)系趨勢與強(qiáng)盛49基本一致。當(dāng)密度超過53．745千株·h m－2后，產(chǎn)量會隨著密度的增加而降低。

3 結(jié)論與討論

3．1 葉面積指數(shù)與密度的關(guān)系

光合產(chǎn)物是籽粒產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，庫潛力的發(fā)揮程度取決于源的強(qiáng)度［10］，而葉面積指數(shù)作為一個重要葉源量，其值的大小與玉米產(chǎn)量有著密切的聯(lián)系。LAI是衡量群體生產(chǎn)規(guī)模即群體大小的主要指標(biāo)，反映了品種與密度的增產(chǎn)效應(yīng)以及群體結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量關(guān)系等問題。本研究得出：在4種密度處理下，強(qiáng)盛49和奧玉3101的葉面積指數(shù)均隨生育進(jìn)程呈單峰曲線變化，前期隨密度的增加而緩慢增加，在吐絲期達(dá)到最大，而后期隨著密度增加而明顯降低。強(qiáng)盛49的LAI值在同一種植密度下的整個生育時期高于奧玉3101，說明后者的耐密性強(qiáng)于前者。

3．2 產(chǎn)量構(gòu)成因素與密度的關(guān)系

穗數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重是玉米產(chǎn)量構(gòu)成的基礎(chǔ)［11］。經(jīng)過回歸分析得出密度與產(chǎn)量構(gòu)成各因素之間存在一定的線性關(guān)系，其中，穗數(shù)與密度呈直線上升關(guān)系，穗粒數(shù)、百粒重和密度之間均呈直線下降關(guān)系，即穗數(shù)與密度呈正相關(guān)，穗粒數(shù)、百粒重與密度呈負(fù)相關(guān)。通過相關(guān)系數(shù)的大小比較得出：穗數(shù)和穗粒數(shù)與密度的相關(guān)程度高于百粒重與密度的相關(guān)度，說明密度對穗數(shù)及穗粒數(shù)影響較大，這與楊國虎等［12］的研究結(jié)果相一致。因此要達(dá)到高產(chǎn)量水平，必須采取措施使玉米在合理密度范圍內(nèi)保證一定的穗數(shù)和較多的穗粒數(shù)，其次設(shè)法提高后期籽粒灌漿速率以提高百粒重［13］。種植密度每增加1千株·h m2，強(qiáng)盛49的穗數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重分別增加632．75穗、減少3．68粒和降低0．29 g；奧玉3101的穗數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重分別增加601．88穗、減少2．38粒和降低0．084 g，密度對強(qiáng)盛49的產(chǎn)量形成因素影響較大。

3．3 產(chǎn)量與密度的關(guān)系

研究表明，玉米產(chǎn)量隨種植密度的增加而提高，但當(dāng)密度達(dá)到一定程度的時候，產(chǎn)量又隨密度的增加而降低［13］，因為在高度密植條件下，總干物質(zhì)產(chǎn)量對籽粒的分配逐漸減少。本研究表明：在試驗密度范圍內(nèi)，強(qiáng)盛49和奧玉3101兩個品種產(chǎn)量與種植密度的關(guān)系均符合二次回歸方程：y＝ax2＋bx＋c。在2．4～4．264 95萬株·h m－2的密度范圍內(nèi)，強(qiáng)盛49的產(chǎn)量隨密度的增加而增加，密度在4．26萬株·h m－2時產(chǎn)量達(dá)到最大，超過此密度時產(chǎn)量下降；在2．4～5．3745萬株·h m－2的密度范圍內(nèi)，奧玉3101的產(chǎn)量在密度為5．37萬株·h m－2時產(chǎn)量達(dá)到最大。方差分析表明，兩品種間產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平。密度間以及品種×密度互作間的產(chǎn)量差異均達(dá)極顯著水平，可見密度對玉米產(chǎn)量的影響大于品種之間對產(chǎn)量所造成的差異。密度對玉米產(chǎn)量影響較大，說明密度是影響玉米產(chǎn)量及相關(guān)產(chǎn)量性狀的關(guān)鍵因素，但是不同品種、不同性狀對密度的響應(yīng)有所不同。因此，要實現(xiàn)高產(chǎn)目標(biāo)，應(yīng)在適宜密度范圍的基礎(chǔ)上，結(jié)合品種自身的特性，明確主攻目標(biāo)，并制定相應(yīng)的管理措施。

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