密度对两个春玉米品种产量及产量相关性状的影响

2012-09-11范龙秋杜天庆郝建平马磊磊郝科栋邢江会李明

山西农业大学学报（自然科学版） 2012年5期

范龙秋，杜天庆，郝建平，马磊磊，郝科栋，邢江会，李明

（山西农业大学农学院，山西太谷030801）

玉米是一种高产作物，具有较大的增产潜力。玉米的种植密度直接影响光合叶面积的大小和植株个体的水肥供应，从而影响玉米的产量［1］。研究表明，不同品种的产量在一定范围内随密度的增加而上升，达到一定密度后产量达到最大，继续增加密度产量反而下降［2，3］，这是因为高密度条件下玉米群体内部源库协调性良好，叶面积指数较高，但单株库容量小限制了更高产的实现［4］。合理密植能充分利用当地自然资源，既能满足个体生长发育对水、肥、气、热、光等方面的需要，又可使群体与个体之间相互协调，使单位面积内的穗数、穗行数、行粒数和粒重的乘积达到最大值，从而实现玉米的高产［5，6］。目前有关玉米种植密度效应的研究报道较多［7～9］，但针对山西春播中晚熟区的研究较少，尤其是在相对相同的条件下对两个品种的比较研究鲜少见报。本研究以强盛49和奥玉3101两个春播玉米品种为试材，通过研究不同密度处理对两个品种产量及产量性状的影响，以期为山西高产春播玉米品种的筛选及产量的提高提供合理密植的依据。

1 材料与方法

1．1 供试材料及试验设计

试验于2010年在山西农业大学农作站进行。采用2因素裂区设计，主区为品种A（A1：强盛49，A2：奥玉3101）；裂区为种植密度B（B1：2．4万株·h m－2，B2：3．6 万株 ·h m－2，B3：4．8 万株 ·h m－2，B4：6．0万株·h m－2）。试验共8个处理组合，3次重复，计24个小区，小区长6 m，宽3 m，面积为18 m2。每主区内小区随机排列。

5月13日地膜覆盖播种。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，其中播前每小区施尿素0．27 kg、磷肥0．8 kg，占总施肥量的1／3，其余肥料于大喇叭口期追施。

1．2 测定项目及方法

玉米出苗后，在每小区随机选取生长均匀一致的植株5株挂牌固定，从2010年6月10日（出苗后21天）开始，每隔10天定株测定叶面积（单叶叶面积L＝长×宽×0．75，叶面积指数LAI＝单株叶面积×单位土地面积内株数／单位土地面积）；成熟期统计每处理小区的全部穗数；收获时每小区随机选取20个果穗，风干后考种。

1．3 数据处理

数据整理、统计检验、分析与制表采用EXCEL 2007和DPS v6．50数据处理系统分析处理。LSD法检验差异显著性。

2 结果与分析

2．1 密度对两个玉米品种叶面积指数的影响

图1表明，两个玉米品种LAI均经历了苗期缓慢增长、中期增长速率加快、吐丝期LAI均达到峰值、而后LAI出现不同程度下降的单峰曲线变化；两个玉米品种的叶面积指数均随着种植密度的增加而增加，在吐丝期各处理之间的差异达到最大，而后期的差异在逐渐变小。在吐丝20～40 d两个品种的叶面积指数总体衰退较慢，高值期保持时间较长。在整个生育时期同一密度下，强盛49的叶面积指数普遍高于奥玉3101的叶面积指数，说明奥玉3101的耐密性强于强盛49。

图1 不同密度下两个玉米品种叶面积指数变化曲线Fig．1 Dynamic change of t wo types of maize LAI in different density

2．2 密度与两个玉米品种产量构成因素的关系

表1为品种、密度组合3次重复的产量构成结果的平均值。由表1可以看出，不同处理组合的产量构成数量存在显著或极显著差异。

表1 不同密度处理的产量构成Table 1 The treat ment effect s of different density on yield character

2．2．1 密度与穗数的关系

对两个品种测产的穗数（Y，穗·h m－2）与种植密度（X，千株·h m－2）的数量关系进行拟合，得到如下的回归方程：

上式表明，强盛49和奥玉3101单位面积穗数与密度的趋势线呈线性关系。强盛49在密度每增加1千株·h m－2时，穗数平均增加632．75穗；奥玉3101在密度每增加1千株·h m－2时，穗数平均增加601．88穗。

2．2．2 密度与穗粒数的关系

以穗粒数（Y，粒）和密度（X千株·h m－2）进行趋势线模拟，二者之间符合如下线性关系：

由两个方程关系式看出：两个品种穗粒数均随着种植密度的增大而呈直线下降趋势。强盛49的密度每增加1千株·h m－2，穗粒数平均减少3．68粒。当X→0时，Y→907粒·穗－1；说明与本试验相同种植条件下，穗粒数的极限是907粒·穗－1。同样奥玉3101的密度每增加1千株·h m－2，穗粒数平均降低2．38粒。当X→0时，Y→760．19粒·穗－1，该值是奥玉3101穗粒数的极限。

2．2．3 密度与百粒重的关系

强盛49百粒重（Y，g）和密度（X，千株·h m－2）的线性关系如下：

上式表明，百粒重与密度的关系和穗粒数很相似。密度每增加1千株·h m－2，百粒重平均降低0．29 g。当X→0时，Y→46．38 g；说明在与本试验相同种植条件下，强盛49玉米的百粒重最大可以达到46．38 g。

对奥玉3101做同样的回归模拟得出二者之间符合以下线性关系：

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。当 X→0时，Y→35．51 g；说明奥玉3101号玉米百粒重最大可能达到的极限值是35．51 g。

2．3 密度与两个品种产量的关系

两品种不同密度处理的产量结果见表2，方差分析及新复极差测验见表3，表4。

从表3可以看出，两玉米品种间产量差异显著，密度间以及品种×密度互作间效应的差异均达极显著水平，说明产量受品种、密度的影响，不同品种在不同种植密度下产量不同，不同品种间、密度间以及品种×密度间均有不同的产量潜力。

表2 强盛49和奥玉3101不同密度下的产量Table 2 The yield of Qiangsheng49 and Aoyu3101 in different density treat ments

表3 两玉米品种不同密度下产量方差分析表Table 3 Analysis of variance about t wo type of maize in different density

表4 两品种不同密度下产量的新复极差测验Table 4 The new multiple range of t wo type of maize in different density

从表4可以看出，强盛49在密度为3．6万株·h m－2时产量最高，且与位次为3和4密度下的产量差异均达极显著。位次为3和4的差异则不显著。奥玉3101在密度为4．8万株·h m－2时产量最高，且与密度为3．6万株·h m－2和2．4万株·h m－2之间的产量差异均达1%极显著差异。

对强盛49的经济产量（Y，kg·h m－2）与密度（X，千株·h m－2）进行回归模拟，得出二者存在如下二次回归方程关系：

当 d Y／d X ＝0 时，Y 有极大值，Ymax＝11 820．3 kg·h m－2，此时的密度可以认为是最适密度，即

以上结果表明，玉米强盛49在本试验条件下，当种植密度在2．4～6．0万株·h m－2时，其单位面积产量与密度呈二次抛物线型关系。随着密度的增加，产量不断提高，当密度达到42．6495千株·h m－2时，产量达到最大值11 820．3 kg·h m－2；以后随着密度的增加，产量反而降低。因此，强盛49玉米在本试验中的最佳种植密度为42．6495千株·h m－2。

对奥玉3101的经济产量（Y，kg·h m－2）与密度（X，千株·h m－2）进行回归模拟，发现二者数量关系符合如下二次回归方程：

当d Y／d X＝0 时，Y 有极大值，即Ymax＝3731．85 kg·h m－2，此时的密度可以认为是最适密度，即

以上结果表明，奥玉3101的经济产量与密度之间的关系趋势与强盛49基本一致。当密度超过53．745千株·h m－2后，产量会随着密度的增加而降低。

3 结论与讨论

3．1 叶面积指数与密度的关系

光合产物是籽粒产量形成的物质基础，库潜力的发挥程度取决于源的强度［10］，而叶面积指数作为一个重要叶源量，其值的大小与玉米产量有着密切的联系。LAI是衡量群体生产规模即群体大小的主要指标，反映了品种与密度的增产效应以及群体结构与产量关系等问题。本研究得出：在4种密度处理下，强盛49和奥玉3101的叶面积指数均随生育进程呈单峰曲线变化，前期随密度的增加而缓慢增加，在吐丝期达到最大，而后期随着密度增加而明显降低。强盛49的LAI值在同一种植密度下的整个生育时期高于奥玉3101，说明后者的耐密性强于前者。

3．2 产量构成因素与密度的关系

穗数、穗粒数和百粒重是玉米产量构成的基础［11］。经过回归分析得出密度与产量构成各因素之间存在一定的线性关系，其中，穗数与密度呈直线上升关系，穗粒数、百粒重和密度之间均呈直线下降关系，即穗数与密度呈正相关，穗粒数、百粒重与密度呈负相关。通过相关系数的大小比较得出：穗数和穗粒数与密度的相关程度高于百粒重与密度的相关度，说明密度对穗数及穗粒数影响较大，这与杨国虎等［12］的研究结果相一致。因此要达到高产量水平，必须采取措施使玉米在合理密度范围内保证一定的穗数和较多的穗粒数，其次设法提高后期籽粒灌浆速率以提高百粒重［13］。种植密度每增加1千株·h m2，强盛49的穗数、穗粒数和百粒重分别增加632．75穗、减少3．68粒和降低0．29 g；奥玉3101的穗数、穗粒数和百粒重分别增加601．88穗、减少2．38粒和降低0．084 g，密度对强盛49的产量形成因素影响较大。

3．3 产量与密度的关系

研究表明，玉米产量随种植密度的增加而提高，但当密度达到一定程度的时候，产量又随密度的增加而降低［13］，因为在高度密植条件下，总干物质产量对籽粒的分配逐渐减少。本研究表明：在试验密度范围内，强盛49和奥玉3101两个品种产量与种植密度的关系均符合二次回归方程：y＝ax2＋bx＋c。在2．4～4．264 95万株·h m－2的密度范围内，强盛49的产量随密度的增加而增加，密度在4．26万株·h m－2时产量达到最大，超过此密度时产量下降；在2．4～5．3745万株·h m－2的密度范围内，奥玉3101的产量在密度为5．37万株·h m－2时产量达到最大。方差分析表明，两品种间产量差异达显著水平。密度间以及品种×密度互作间的产量差异均达极显著水平，可见密度对玉米产量的影响大于品种之间对产量所造成的差异。密度对玉米产量影响较大，说明密度是影响玉米产量及相关产量性状的关键因素，但是不同品种、不同性状对密度的响应有所不同。因此，要实现高产目标，应在适宜密度范围的基础上，结合品种自身的特性，明确主攻目标，并制定相应的管理措施。

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