楊 杰，韓登旭，王業(yè)建，阿布來提·阿布拉，梁曉玲，郗浩江，李銘東，王 仙，文麗偉

(1.新疆農業(yè)科學院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091；2.疏勒縣農業(yè)技術推廣中心，新疆疏勒 844200)

0 引 言

【研究意義】玉米(ZeamaysL.)是中國乃至世界栽培面積最大、單產(chǎn)最高的糧食作物[1-2]。2019年，隨著我國玉米深加工產(chǎn)能的增強，玉米消費能力進一步提升，玉米產(chǎn)量達到2.9×108t左右，約占我國糧食年消費的40%左右，遠超稻谷和小麥，成為我國糧食消費最大的作物(https://www.sohu.com/a/325767228_775892)。玉米廣泛應用于飼料和生物質能源等領域[3]。高產(chǎn)是玉米育種目標，由于育種水平的不斷提高，農業(yè)生產(chǎn)條件逐步改善，玉米單產(chǎn)不斷增加。但是，依靠挖掘單株生產(chǎn)力大幅度提高玉米產(chǎn)量已比較困難。鑒定篩選與分析新疆干旱與半干旱區(qū)種植主要玉米品種的耐密性，對耐密種質創(chuàng)新和新品質選育有實際意義?！厩叭搜芯窟M展】國內外的玉米生產(chǎn)實踐表明種植耐密雜交種是創(chuàng)高產(chǎn)的首要因素[4-5]。周靈芝等[6]研究表明，隨著種植密度的增加，果穗長、果穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重逐漸減小，禿尖長、株高、穗位高等逐漸增加，京科糯2000、都市麗人在種植密度分別為4.80×104～5.40×104、5.40×104～6.00×104株/hm2時產(chǎn)量最高。史振聲等[7]研究發(fā)現(xiàn)，不同玉米品種的耐密性差別很大，鐵單12、遼單35的適宜種植密度分別為4.80×104、5.25×104株/hm2的密度范圍內，鄭單538籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)較好。王向陽等[8]研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量隨著種植密度增加呈先增加后下降的趨勢，耐密性玉米雜交種洛玉4號在種植密度為6.00×104～7.50×104株/hm2的產(chǎn)量最高。李向嶺[9]研究表明，在 45 000～90 000 株/hm2的種植密度范圍內，隨著種植密度的增加，產(chǎn)量也呈增加趨勢。周旭梅[10]認為，隨著種植密度增加，丹 3363 產(chǎn)量先增加再減小，在種植密度為 75 000 株/hm2時產(chǎn)量最高。【本研究切入點】目前國內有關某一品種最佳適宜種植密度研究報道較多，而針對特定區(qū)域性密植條件下主栽玉米品種主要農藝性狀與產(chǎn)量關系以及耐密性研究報道較少。研究新疆干旱區(qū)密植條件下不同玉米品種主要農藝性狀及耐密性?！緮M解決的關鍵問題】在新疆干旱與半干旱特殊生態(tài)區(qū)研究主栽玉米品種的耐密性，以耐密系數(shù)為依據(jù)，結合主要農藝性狀，對新疆干旱與半干旱區(qū)種植的主要玉米品種的耐密性進行鑒定篩選與分析，為耐密種質創(chuàng)新和耐密玉米新品種選育提供理論基礎和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

選用最新國審、省審、即將審定、進入國家和省級區(qū)域試驗表現(xiàn)突出、2016～2018年適應性篩選試驗和耐密鑒定試驗表現(xiàn)突出的先玉335、聯(lián)創(chuàng)825、新玉108號、九圣禾2468、先玉1225、MC703、瑞普909、陜單650、華美1號、禾育187、鄭單958等11個中晚熟玉米品種作為材料。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗地點設在新疆農業(yè)科學院安寧渠綜合試驗場，采用裂區(qū)設計，密度為主處理，品種為副處理。設計2個密度水平(8.25×104株/hm2D1,10.5×104株/hm2D2)。

田間隨機完全區(qū)組排列，3次重復，6行區(qū)，行長6 m。重復間留走道1.0 m，小區(qū)行間不留走道。試驗田四周設保護行4～6行，種植與管理方式同當?shù)卮筇锷a(chǎn)。

1.2.2 性狀調查

開花期調查各材料調查ASI值(吐絲期與散粉期間隔)；8月底選取中間2行中連續(xù)的10株調查株高、穗位高等性狀；9月底調查空稈率、倒伏率、倒折率、病株率等性狀；收獲以后果穗室內考種測量果穗長、果穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、穗行粒數(shù)、百粒重、籽粒含水量、單株產(chǎn)量即穗粒重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理在Excel2010軟件中處理，用R語言進行統(tǒng)計分析。

耐密系數(shù)計算按照蘇方宏[9]提出的表征玉米品種耐密性的公式進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同密度處理下品種間產(chǎn)量差異

研究表明，品種處理之間產(chǎn)量差異達到極顯著水平，隨著種植密度的增加，不同品種產(chǎn)量差異較大，耐密性強的品種，隨著種植密度的增加，因群體數(shù)量增加，整體表現(xiàn)增產(chǎn)；耐密性較差的品種，則因群體單株數(shù)量增加，單位面積上爭水爭肥，光合效率降低進而減產(chǎn)，品種是影響產(chǎn)量的最主要的因子。密度處理差異顯著，不同的種植密度對產(chǎn)量的影響也較大，品種與密度互作差異沒有達到顯著水平。表1

研究表明，先玉335、先玉1225等國外品種耐密性較強，隨著種植密度的增加表現(xiàn)增產(chǎn)，先玉335在8.25×104株/hm2低密度條件下產(chǎn)量為19 954.23 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產(chǎn)量為20 131.33 kg/hm2，先玉335在高密度條件下產(chǎn)量達到最大潛力。先玉1225在8.25×104株/hm2D1低密度條件下產(chǎn)量為18 496.95 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產(chǎn)量為16 590.90 kg/hm2，在高密度下產(chǎn)量下降，但與國內自育品種相比，高密度下產(chǎn)量下降值較低，仍表現(xiàn)出極強的耐密性。國內品種聯(lián)創(chuàng)825在8.25×104株/hm2低密度條件下產(chǎn)量為19 484.1 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產(chǎn)量為18 586.35 kg/hm2，在低密度和高密度下產(chǎn)量均高于先玉1225，是國內自育品種耐密性最強的品種之一。九圣禾2468在8.25×104株/hm2低密度條件下產(chǎn)量為17 879.62 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產(chǎn)量為18 003.82 kg/hm2，在高密度下產(chǎn)量增加，表現(xiàn)出較強的耐密性。新玉108號、MC703等品種產(chǎn)量潛力較大，新玉108號在高、低密度條件下產(chǎn)量下降較低，也表現(xiàn)出較強的耐密性，但整體產(chǎn)量水平低于國外品種。表2

2.2 不同密度處理下品種間主要農藝性狀差異表現(xiàn)

2.2.1 主要農藝性狀方差

研究表明，隨著種植密度的增加大部分品種株高隨之遞增，新玉108號、九圣禾2468、MC703 3個品種株高和穗位都降低，主要是對高密度脅迫壓力敏感度較低，在同樣水肥條件下，因群體單株數(shù)量增加，互相競爭力加劇，進而表現(xiàn)出株高和穗位高下降的結果。株高、穗位高、果穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、籽粒收獲含水量等性狀均達到極顯著水平，品種是主要農藝性狀的主要影響因子。不同密度下各品種株高、穗位高、穗長、果穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)等性狀也達到顯著水平，隨著密度的增加，單位面積上群體單株數(shù)量增加，株行空間減小，株高和穗位高會隨之增加；隨著密度增加，果穗變短、變小、穗行數(shù)、行粒數(shù)等均下降，禿尖長度因密度增加而增大，導致部分不耐密品種產(chǎn)量下降。表3

表3 主要農藝性狀差異顯著性比較

2.2.2 主要農藝性狀相關性

研究表明，在不同種植密度下，株高與穗位高、穗長(極值:0.65)、百粒重(極值:0.52)、折合單產(chǎn)(667 m2)(極值:0.67)、折合14%水分單產(chǎn)(667 m2)量(極值:0.64)等性狀間差異均達極顯著水平。果穗長與行粒數(shù)(極值:0.71)、百粒重(極值:0.61)、折合單產(chǎn)(667 m2)(極值:0.49)、折合14%水分單產(chǎn)量(極值:0.52)、禿尖長度(極值:0.51)間均達到極顯著水平；果穗粗與穗行數(shù)(極值:0.40)、百粒重(極值:0.44)、收獲籽粒含水量、折合單產(chǎn)量(極值:0.49)、折合14%水分單產(chǎn)量(極值:0.52)差異均達到極顯著水平；行粒數(shù)與含水量和產(chǎn)量間均達到極顯著水平。隨著種植密度的增加株高、穗位高緩慢增加，果穗長、果穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)等均逐漸減小，禿尖長增大，不同品種差異較大。圖1

圖1 主要農藝性狀相關性

2.3 品種耐密性評價

研究表明，不同密度處理品種間產(chǎn)量差異較大。在D1低密度下(8.25×104株/hm2)平均單株產(chǎn)量位居前5的品種是聯(lián)創(chuàng)825、鄭單958、先玉335、先玉1225、禾育187；在D2高密度下(10.5×104株/hm2)平均單株產(chǎn)量位居前5的品種是先玉335、聯(lián)創(chuàng)825、MC703、先玉1225、禾育187。在D2(10.5×104株/hm2)/D1(8.25×104株/hm2)密度下，計算各品種的耐密系數(shù)，耐密系數(shù)排在前5位的品種是聯(lián)創(chuàng)825(耐密系數(shù):0.085 8)、先玉335(耐密系數(shù):0.084 9)、先玉1225(耐密系數(shù):0.078 6)、禾育187(耐密系數(shù):0.077 2)、新玉108號(耐密系數(shù):0.072 3)與九圣禾2468(耐密系數(shù):0.072 3)并列第5。國外品種耐密性較強，國內自育部分品種耐密性較強，聯(lián)創(chuàng)825耐密性最強，排列第1。表4，表5

表4 高低密度下不同品種主要農藝性狀增減變化

表5 不同密度下品種產(chǎn)量及耐密性

3 討 論

玉米產(chǎn)量水平高低受到很多因素的影響。在同等生長條件下，種植密度是影響作物生產(chǎn)重要的因素之一[12-13]。史振聲等[14]研究 30 個品種在 4 個密度下的株高變化，將其變化歸納為3種情況：一是株高會隨密度的增加而升高；二是隨密度增加而升高，但上升到一定程度后不再繼續(xù)升高；三是并不因密度的增大而發(fā)生較大變化，第1種多屬于稀植型品種，后2種多屬于密植型品種，往往具有較大的增密增產(chǎn)潛力。張吉旺[15]研究表明，在 75 000～165 000 株/hm2范圍內，增密會降低株高。研究表明，株高、穗位高等均隨著種植密度的增加而緩慢增加，大部分品種株高與密度呈正相關。新玉108號、MC703、九圣禾2468 3個品種株高和穗位高隨著密度增加而下降。分析主要原因是新玉108號等3個品種耐密性相比較強，對密度反應敏感度較低。另外，新玉108等品種耐旱性較強，在新疆干旱半干旱條件下對水肥敏性也較低，在高密度下株高和穗位高沒有出現(xiàn)大幅度的增減變化。大部分品種果穗長、果穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)均隨著種植密度增加呈現(xiàn)緩慢減少的趨勢，先玉335隨著密度增加果穗長略有小幅度增加，先玉1225隨著密度增加穗行數(shù)略有增加，國外品種抗逆性和耐密性較強，試驗設計高密度壓力對其脅迫壓力不足，相反表現(xiàn)出高密度下增長效應，高產(chǎn)和耐密潛力較大。隨著密度增加禿尖長度都逐漸增大。華美1號、陜單605、新玉108號等部分品種籽粒收獲含水量增加。是由于密度增加后，植株之間必須在水分、養(yǎng)分和空間等方面形成惡性競爭，最終導致穗粒數(shù)和百粒重相應下降[14-15]，在低密度條件下，由于單株的營養(yǎng)面積大，通風透光條件差，玉米生長后期籽粒脫水速率降低，導致含水增加。

4 結 論

隨著種植密度的增加表現(xiàn)增產(chǎn)，先玉335在8.25×104株/hm2低密度條件下產(chǎn)量為19 954.23 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產(chǎn)量為20 131.33 kg/hm2，在高密度條件下產(chǎn)量達到最大潛力；國內品種聯(lián)創(chuàng)825、新玉108號、九圣禾2468、MC703等品種產(chǎn)量潛力較大，但整體產(chǎn)量水平低于國外品種。九圣禾2468在8.25×104株/hm2低密度條件下產(chǎn)量為17 879.6 kg/hm2，10.5×104株/hm2高密度下產(chǎn)量為18 003.85 kg/hm2，表現(xiàn)出較強的耐密性。結合產(chǎn)量、株高、穗位高、單株產(chǎn)量及耐密系數(shù)等主要農藝性狀綜合評價，先玉335、先玉1225等國外品種耐密性較強，聯(lián)創(chuàng)825、新玉108號、九圣禾2468等國產(chǎn)品種耐密性也較好。