董哲 王雷立 王許雷

摘 ? 要：有效地利用耐密性品種，通過合理增加種植密度來提高單產(chǎn)是玉米取得高產(chǎn)的主要途徑。以4個玉米品種為材料，在5個種植密度下分析產(chǎn)量及其構(gòu)成要素對種植密度的響應(yīng)。結(jié)果表明，隨著種植密度的提高，群體產(chǎn)量呈先增加后降低的變化趨勢，科大216的耐密性最好，其適宜種植密度為9.0萬株/hm2。

關(guān)鍵詞：玉米;品種;產(chǎn)量;構(gòu)成要素;種植密度;響應(yīng)

玉米生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)質(zhì)是協(xié)調(diào)個體和群體的關(guān)系，不斷提高群體產(chǎn)量水平的過程[1]。在適宜的種植密度范圍內(nèi)，隨著密度的增加，玉米單葉凈光合速率下降，而群體光合速率、葉面積指數(shù)及冠層光合能力均增強(qiáng)，因而玉米產(chǎn)量隨之提高[2]。當(dāng)?shù)竭_(dá)最高產(chǎn)量后，隨著密度的進(jìn)一步增加，冠層葉片的遮擋會削弱中下部葉片的光照條件，進(jìn)而導(dǎo)致玉米群體產(chǎn)量的下降[3]。在高度密植條件下，單株生產(chǎn)效應(yīng)下降，當(dāng)單株生產(chǎn)效應(yīng)對總產(chǎn)量的影響超過群體生產(chǎn)效應(yīng)時，則表現(xiàn)群體總產(chǎn)量下降[4]。陳國平等認(rèn)為，提高單位面積產(chǎn)量主要依靠增加密度（穗數(shù)），同時增加或穩(wěn)定穗粒重[5]。有的研究認(rèn)為，隨種植密度增加，單位面積穗數(shù)呈增加趨勢，穗粒數(shù)和千粒重呈下降趨勢，而單位面積粒數(shù)呈增加并處于不變趨勢。耐密性品種對不同的群體密度反應(yīng)遲鈍，在高密度條件下，群體和個體協(xié)調(diào)發(fā)展，充分發(fā)揮其增產(chǎn)作用[6]。我國目前玉米種植密度普遍較低，增密種植具有較大潛力。利用耐密性玉米新品種，通過增加種植密度來提高產(chǎn)量是玉米取得高產(chǎn)的主要途徑，是玉米產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必然趨勢[7]。

本文以鄭單958、先玉335、科大20和科大216為試驗(yàn)材料，分析了不同玉米品種對密度脅迫的響應(yīng)程度，旨在為不同耐密性夏玉米品種的合理密植提供理論指導(dǎo)依據(jù)，為建立黃淮海地區(qū)夏玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培提供技術(shù)參考。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2016年和2017年在河南科技大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行。前茬為小麥，土壤質(zhì)地為壤土。

1.2 ? 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)方式，主區(qū)設(shè)置為種植密度，有5個水平，分別為6.0萬株/hm2、7.5萬株/hm2、9萬株/hm2、10.5萬株/hm2和12.0萬株/hm2;副區(qū)為品種，分別為鄭單958、先玉335、科大20和科大216。小區(qū)行長7 m、行寬0.6 m，每小區(qū)種植4行，重復(fù)3次。每公頃施氮肥112.5 kg、磷肥（P2O5）75 kg、鉀肥（K2O）105 kg。磷肥和鉀肥作為基肥一次性施入，氮肥按底肥∶追肥=1∶2的比例施入，常規(guī)田間管理。

1.3 ? 測定內(nèi)容與方法

在玉米籽粒成熟期，統(tǒng)計(jì)各小區(qū)全部株數(shù)。收獲時在每小區(qū)選中間2行收獲計(jì)產(chǎn)，隨機(jī)取20穗進(jìn)行室內(nèi)考種。

1.4 ? 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析

采用Microsoft Excel 2007 處理和計(jì)算數(shù)據(jù)，采用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和多重比較（采用LSD 法）。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 不同夏玉米品種群體籽粒產(chǎn)量對種植密度的響應(yīng)

種植密度對不同玉米品種群體產(chǎn)量的影響見圖1。

不同品種之間由于群體與個體矛盾差異不同，源、庫協(xié)調(diào)能力不同，對密度脅迫的響應(yīng)也不同。從不同品種最高產(chǎn)量來看，科大216最高，先玉335和鄭單958居中，科大20最低。在6.0萬～12.0萬株/hm2范圍內(nèi)，隨著種植密度的增加，先玉335、鄭單958和科大216的產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加再降低的趨勢，產(chǎn)量與種植密度呈拋物線關(guān)系。當(dāng)種植密度由6.0萬株/hm2增加到7.5萬株/hm2時，先玉335和鄭單958的產(chǎn)量分別增加了5.56%和9.77%，二者的最高產(chǎn)量均出現(xiàn)在7.5萬株/hm2，分別為12 169.13 kg/hm2和12 456.54 kg/hm2;當(dāng)密度超過7.5萬株/hm2時，二者的產(chǎn)量均表現(xiàn)下降趨勢;密度為9.0萬株/hm2、10.5萬株/hm2和12.0萬株/hm2時，先玉335的產(chǎn)量分別比7.5萬株/hm2密度時下降了2.10%、18.26%和25.42%，鄭單958的產(chǎn)量分別比7.5萬株/hm2密度時下降了8.18%、20.32%和31.28%?？拼?16的產(chǎn)量在6.0萬～9.0萬株/hm2 范圍內(nèi)，隨著密度的增加而增加，在9.0萬株/hm2時取得最高產(chǎn)量，為13 134.62 kg/hm2。當(dāng)密度超過9.0萬株/hm2時，科大216的產(chǎn)量表現(xiàn)出下降趨勢;種植密度為10.5萬株/hm2和12.0萬株/hm2時，產(chǎn)量分別比9.0萬株/hm2密度時下降了10.71% 和25.01%。而科大20的產(chǎn)量在6.0萬株/hm2和7.5萬株/hm2時差異不顯著;當(dāng)密度大于7.5萬株/hm2時，隨著密度的增加產(chǎn)量呈現(xiàn)急劇下降的趨勢。密度為9.0萬株/hm2、10.5萬株/hm2和12.0萬株/hm2時，分別比密度為6.0萬株/hm2時減產(chǎn)14.18%、27.35%和43.18%。總的來看，在6.0萬株/hm2密度時，先玉335產(chǎn)量最高，7.5萬～9.0萬株/hm2時科大216產(chǎn)量最高，密度超過9.0萬株/hm2以后，各個品種的產(chǎn)量都顯著下降。不同品種對密度的耐受性不同，科大216耐密性最好，對不同的群體密度反應(yīng)遲鈍，在密度較高的情況下，群體和個體協(xié)調(diào)發(fā)展，從而取得高產(chǎn)，先玉335和鄭單958次之， 科大20耐密性最差，只有選擇最適宜的種植密度，才能充分發(fā)揮各個品種的高產(chǎn)潛力。

2.2 ? 不同夏玉米品種產(chǎn)量構(gòu)成因子對種植密度的響應(yīng)

隨著種植密度的提高，所有參試品種的穗長變短、穗粗變細(xì)、禿尖長度增大、穗重降低，群體產(chǎn)量呈先增加后降低的變化趨勢。由于源、庫協(xié)調(diào)能力不同，不同品種的產(chǎn)量構(gòu)成因子對種植密度的響應(yīng)不盡相同，總體表現(xiàn)為穗粒數(shù)和千粒重均隨著種植密度的增加而減小，單位面積收獲穗數(shù)隨著密度的增加而增加。

2.2.1 ? 單位面積收獲穗數(shù)對種植密度的響應(yīng)

不同品種在不同密度條件下的實(shí)收穗數(shù)見圖2。

由圖2可以看出，不同品種的單位面積收獲穗數(shù)均呈現(xiàn)隨著種植密度的增加而增加的趨勢，但品種間的增加幅度存在顯著差異。科大216 不同密度間的變異系數(shù)最大為20.17%，鄭單958和先玉335居中，分別為17.81%和17.21%，科大20變異系數(shù)最小，為12.28%。在6.0萬株/hm2和7.5萬株/hm2密度時，4個品種的單位面積收獲穗數(shù)差異不顯著，在9.0萬株/hm2密度時，科大20的單位面積收獲穗數(shù)顯著低于其他3個品種，密度在10.5萬株/hm2和密度12.0萬株/hm2密度時，鄭單958和科大216的單位面積收獲穗數(shù)顯著高于其他兩個品種。單位面積成穗率卻隨著密度的增加而呈不同程度的降低，科大20下降幅度最大，科大216和鄭單958下降幅度最小。單位面積收獲穗數(shù)與種植密度關(guān)系密切。

2.2.2 ? 單穗粒數(shù)對種植密度的響應(yīng)

不同品種在不同密度條件下的穗粒數(shù)見圖3。

由圖3可以看出，隨著種植密度的增加，不同品種的單穗粒數(shù)均呈逐漸降低趨勢，但各個品種下降的程度不同。密度從6.0萬株/hm2增加到12.0萬株/hm2，科大20的單穗粒數(shù)分別下降了 12.61%、21.65%、40.29%和45.53%，先玉335的單穗粒數(shù)分別下降了 7.89%、19.81%、26.31%和35.58%，鄭單958的單穗粒數(shù)分別下降了4.29%、19.73%、33.77%和38.80%，科大216單穗粒數(shù)分別下降了1.41%、8.50%、19.93%和30.10%。單位面積穗粒數(shù)是單位面積穗數(shù)和單穗粒數(shù)的積，因其二者均受種植密度影響，所以單位面積穗粒數(shù)是反應(yīng)不同品種對密度響應(yīng)的綜合指標(biāo)。

由圖3可以看出，科大20在7.5萬株/hm2時單位面積穗粒數(shù)最大，先玉335在7.5萬～10.5萬株/hm2時單位面積穗粒數(shù)最大，鄭單958在7.5萬～9.0萬株/hm2時單位面積穗粒數(shù)最大，科大216在9.0萬～10.5萬株/hm2時單位面積穗粒數(shù)最大，這個變化趨勢與不同密度條件下單位面積產(chǎn)量的變化規(guī)律非常一致，表明不同密度條件下的單位面積產(chǎn)量主要取決于單位面積穗粒數(shù)。

2.2.3 ? 千粒重對種植密度的響應(yīng)

不同種植密度下不同品種的千粒重見圖4。

由圖4可以看出，不同品種的千粒重對種植密度的響應(yīng)基本一致，4個參試品種的千粒重均隨著種植密度的增加而下降。密度從6.0萬株/hm2增加到7.5萬株/hm2，科大20、先玉335、鄭單958和科大216的千粒重分別下降了 7.16%、7.52%、5.60%和 5.25%。種植密度為9.0萬株/hm2時，科大20、先玉335、鄭單958和科大216的千粒重分別比6.0萬株/hm2時下降了13.39%、12.18%、9.86%和9.22%。密度為10.5萬株/hm2時，科大20、先玉335、鄭單958和科大216的千粒重分別比6.0萬株/hm2時下降了18.74%、17.28%、15.02%和18.05%。密度為12.0萬株/hm2時，科大20、先玉335、鄭單958、科大216的千粒重分別比6.0萬株/hm2時下降了24.76%、21.34%、19.57%和22.07%。各品種均在6.0萬株/hm2時千粒重最大，不同品種間差異達(dá)到顯著水平，先玉335、科大216>鄭單958>科大20。耐密性品種科大216在密度從6.0萬株/hm2增加到9.0萬株/hm2時，千粒重下降幅度較其他品種較小，但密度超過9.0萬株/hm2時，千粒重大幅度下降。

3 ? 結(jié)論與討論

通過增加作物群體數(shù)量、抑制個體功能的生長冗余以實(shí)現(xiàn)群體性能最優(yōu)化，成為作物超高產(chǎn)潛力挖掘的一個重要途徑。因此，必須優(yōu)化種植密度，協(xié)調(diào)群體與個體矛盾，才能使不同類型的玉米品種充分發(fā)揮其產(chǎn)量潛力，取得高產(chǎn)。本研究綜合產(chǎn)量及其構(gòu)成要素對種植密度的響應(yīng)規(guī)律，分析不同品種的耐密特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在6.0萬株/hm2密度時，先玉335產(chǎn)量最高;7.5萬～9.0萬株/hm2時，科大216產(chǎn)量最高;密度超過9.0萬株/hm2以后，各個品種的產(chǎn)量都顯著下降。綜合分析，科大216的耐密性最好，先玉335和鄭單958次之，科大20的耐密性最差，只有選擇最適宜的種植密度，才能充分發(fā)揮各個品種的高產(chǎn)潛力?；貧w分析結(jié)果表明，科大216最適宜種植密度為 8.6萬株/hm2，先玉335和鄭單958最適宜種植密度均為7.4萬株/hm2，科大20的最適宜種植密度為 5.1萬株/hm2。

依靠增加群體數(shù)量的結(jié)構(gòu)性增產(chǎn)與依靠改善個體生理功能的功能性增產(chǎn)，是提高玉米產(chǎn)量的兩條主要途徑[8]。要實(shí)現(xiàn)夏玉米高產(chǎn)，應(yīng)該建立適宜的高產(chǎn)群體，營造與高產(chǎn)相適應(yīng)的籽粒庫容量，因此應(yīng)針對不同品種采取不同的增產(chǎn)途徑?？拼?16的個體產(chǎn)量潛力有限，但對種植密度脅迫反應(yīng)不敏感，當(dāng)群體密度增加時，穗數(shù)增加的正效應(yīng)大于穗粒數(shù)和千粒重下降的負(fù)效應(yīng)，因此適合在穩(wěn)定穗重的基礎(chǔ)上，依靠增加單位面積成穗數(shù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性增產(chǎn)。鄭單958和先玉335的單株產(chǎn)量潛力和對種植密度脅迫的耐受力均較好，因此適合改善個體生理功能與群體生產(chǎn)性能并重，在適當(dāng)增加單位面積成穗數(shù)的基礎(chǔ)上，增加干物質(zhì)分配效率，提高穗粒數(shù)和千粒重，增加單株生產(chǎn)潛力，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性增產(chǎn)和功能性增產(chǎn)途徑并重?？拼?0則適合在保證適宜密度條件下，著重改善個體生理功能，增加其穗粒數(shù)和千粒重，實(shí)現(xiàn)單株產(chǎn)量潛力的最大化，依靠個體生產(chǎn)性能的增產(chǎn)途徑實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)。

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（收稿日期：2019-01-18）