韓 銘

（四川省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校岳池縣分校，四川岳池 638300）

在我國(guó)，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(xì)、強(qiáng)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(zhì)積累量將顯著減少，穗粗變細(xì)，產(chǎn)量明顯降低。與此同時(shí)，隨著種植密度的增加，常導(dǎo)致玉米空稈增多、禿尖增長(zhǎng)、倒伏及病蟲(chóng)害問(wèn)題增加，進(jìn)一步影響玉米的產(chǎn)量潛力。另外，較高的種植密度還會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分供應(yīng)量的降低，影響田間通風(fēng)透光性，導(dǎo)致玉米品質(zhì)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(zhì)的關(guān)系意義重大。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)置于某試驗(yàn)田內(nèi)，當(dāng)?shù)貫閬啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候，年平均降水量為594mm，平均氣溫為17.1℃，無(wú)霜期可以達(dá)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(jī)質(zhì)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(yàn)材料及儀器

1.2.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)采用的玉米試驗(yàn)品種為正紅505，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)正紅種業(yè)有限責(zé)任公司提供。

1.2.2 試驗(yàn)儀器

AWOD-SL04植物莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀由石家莊艾沃土科技有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理，分別為：T1處理，株距為27.78cm，種植密度為4.50萬(wàn)株/hm2；T2處理，株距為23.81cm，種植密度為5.25萬(wàn)株/hm2；T3處理，株距為20.83cm，種植密度為：6.00萬(wàn)株/hm2；T4處理，株距為18.52cm，種植密度為6.75萬(wàn)株/hm2；T5處理，株距為16.67cm，種植密度為7.50萬(wàn)株/hm2。各個(gè)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(gè)處理分別重復(fù)三次，共設(shè)置15個(gè)小區(qū)，各小區(qū)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

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(nèi)統(tǒng)一一次性施入復(fù)合肥作為底肥，復(fù)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(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 株高、穗位高、節(jié)間長(zhǎng)及莖粗

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

莖節(jié)長(zhǎng)粗比=節(jié)間長(zhǎng)/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(qiáng)度（RPS）

分別在玉米吐絲后7日及吐絲后25日在各個(gè)小區(qū)內(nèi)選擇3株有代表性的植株，取各個(gè)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(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定各莖稈外皮穿刺強(qiáng)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(cè)頭，并讀取穿透莖稈表皮的最大值。

1.4.3 莖稈壓碎強(qiáng)度

分別在玉米吐絲后7日及吐絲后25日在各個(gè)小區(qū)內(nèi)選擇3株有代表性的植株，取各個(gè)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(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定各莖稈壓碎強(qiáng)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(cè)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(gè)小區(qū)內(nèi)選擇3株有代表性的植株，取各個(gè)植株地上部分第1、第3、第5節(jié)間，將葉鞘剝除，對(duì)玉米莖稈各節(jié)間鮮重稱量，接著置于105℃烘箱內(nèi)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(zhǎng)干物質(zhì)重（g/cm）=節(jié)間干重/節(jié)間長(zhǎng)度。

1.4.5 玉米產(chǎn)量

分小區(qū)實(shí)收玉米并測(cè)量產(chǎn)量，測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗、千粒重。

1.4.6 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)量

各個(gè)重復(fù)分別稱取0.5kg樣品，于65℃下烘干至恒重，采用粉碎機(jī)粉碎后過(guò)60目篩。按照烘箱干燥法測(cè)定干物質(zhì)含量；按照凱氏定氮法測(cè)定玉米粗蛋白含量；按照Van Soest法測(cè)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(cè)定玉米可溶性碳水化合物含量；按照乙醚浸提法測(cè)定玉米粗脂肪含量；按照馬弗爐灼燒法測(cè)定玉米粗灰分含量；按照GB/T 6436-2002方法測(cè)定玉米鈣元素含量；按照GB/T 6437-2002方法測(cè)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(jì)、分析并處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對(duì)玉米莖稈的影響

2.1.1 種植密度對(duì)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(duì)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(jiàn)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(shì)，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(dá)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(duì)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(duì)玉米節(jié)間長(zhǎng)、節(jié)間粗及莖節(jié)長(zhǎng)粗比的影響

種植密度對(duì)玉米節(jié)間長(zhǎng)、節(jié)間粗及莖節(jié)長(zhǎng)粗比的影響見(jiàn)表2。從表2可以看出，隨著種植密度的增加，玉米節(jié)間長(zhǎng)、節(jié)間粗、莖節(jié)長(zhǎng)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(zhǎng)均持續(xù)增加，而玉米節(jié)間粗持續(xù)減?。浑S著節(jié)位的上升，玉米節(jié)間長(zhǎng)逐漸增加，而節(jié)間粗逐漸變小，玉米節(jié)間呈增長(zhǎng)變細(xì)趨勢(shì)。隨著玉米種植密度的增加，玉米莖節(jié)長(zhǎng)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(zhǎng)粗比為最大。

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

2.1.3 種植密度對(duì)玉米不同節(jié)位節(jié)間干物質(zhì)積累的影響

種植密度對(duì)玉米不同節(jié)位節(jié)間干物質(zhì)積累的影響見(jiàn)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(shì)。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?cái)?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(wú)顯著差異。

表3 種植密度玉米不同節(jié)位節(jié)間干物質(zhì)積累的影響

從吐絲后7日至吐絲后25日，各個(gè)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(zhì)的就近轉(zhuǎn)運(yùn)以及分配。

2.1.4 種植密度對(duì)玉米單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重的影響

種植密度對(duì)玉米不同節(jié)位單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重的影響見(jiàn)表4。從表4可以看出，種植密度對(duì)玉米單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重存在顯著影響，從總體情況來(lái)看，表現(xiàn)為低密度單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重＞高密度單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重，從不同節(jié)位來(lái)看，第1節(jié)位單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重＞第2節(jié)位單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重＞第3節(jié)位單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)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(zhǎng)干物質(zhì)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(zhǎng)干物質(zhì)重?cái)?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(duì)玉米單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重的影響

2.2 種植密度對(duì)玉米莖稈抗倒力學(xué)性狀的影響

2.2.1 種植密度對(duì)玉米莖稈壓碎強(qiáng)度的影響

種植密度對(duì)玉米莖稈壓碎強(qiáng)度的影響見(jiàn)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(qiáng)度整體呈逐漸降低趨勢(shì)，在吐絲后7日，第1節(jié)位莖稈壓碎強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度差異不顯著，T3、T4、T5處理莖稈壓碎強(qiáng)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(qiáng)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(duì)玉米莖稈壓碎強(qiáng)度的影響

2.2.2 種植密度對(duì)玉米莖稈穿刺強(qiáng)度的影響

種植密度對(duì)玉米不同節(jié)位莖稈穿刺強(qiáng)度的影響見(jiàn)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(qiáng)度呈逐漸下降趨勢(shì)，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(duì)玉米不同節(jié)位莖稈穿刺強(qiáng)度的影響

2.3 種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響見(jiàn)表7。

從表7可以看出，不同種植密度玉米穗長(zhǎng)存在顯著差異，隨著種植密度的增加，玉米穗長(zhǎng)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(zhǎng)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(dá)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(duì)玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

2.4 種植密度對(duì)玉米品質(zhì)的影響

種植密度對(duì)玉米品質(zhì)的影響見(jiàn)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(zhì)、酸性洗滌纖維、粗灰分、鈣、磷含量無(wú)顯著差異。

表8 種植密度對(duì)玉米品質(zhì)的影響

3 討論

3.1 種植密度對(duì)玉米莖稈性狀的影響

從上文可知，種植密度的增加會(huì)導(dǎo)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(zhǎng)粗比持續(xù)增加，單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)重持續(xù)降低。這與姚敏娜等[1]的研究結(jié)果相一致，這主要是由于隨著種植密度的增加，玉米植株個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)加劇，為獲取更多的光照，玉米株高增大，但是因個(gè)體營(yíng)養(yǎng)缺乏，導(dǎo)致其個(gè)體干重降低。

3.2 種植密度對(duì)玉米莖稈抗倒力學(xué)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(qiáng)度以及穿刺強(qiáng)度逐漸降低，尤其是種植密度達(dá)到及超過(guò)6.75萬(wàn)株/hm2時(shí)，玉米秸稈壓碎強(qiáng)度及穿刺強(qiáng)度顯著降低。這主要是由于種植密度的增加導(dǎo)致玉米節(jié)間長(zhǎng)粗比變大，玉米抗倒伏能力降低。

3.3 種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量及構(gòu)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(gòu)成，增加種植密度是一項(xiàng)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(zhǎng)變短、禿尖邊長(zhǎng)、穗粗變細(xì)，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(jié)果相一致。

3.4 種植密度對(duì)玉米品質(zhì)的影響

合理的栽培密度可有效提升玉米品質(zhì)。玉米種植過(guò)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(xué)把控玉米種植密度，將其控制在適宜的范圍內(nèi)。

4 結(jié)論

綜上所述，在種植密度為5.25-6.75萬(wàn)株/hm2時(shí)，玉米莖稈性狀、莖稈抗倒力學(xué)性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)較為理想，是最為適宜的玉米種植密度。