玉米种植密度对产量影响的研究

侯月　王冲　王鹏文

摘 要：在试验条件下，在2 500～8 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，不同种植密度处理对玉米产量有极显著影响。随着种植密度的增加，产量增加，当种植密度超过一定范围后，随着密度的增加，产量反而下降。种植密度对不同玉米品种的影响存在差异，郑单958在5 263株·（667 m2）-1种植密度下达到最高产量521.8 kg·（667 m2）-1，登海618在6 108株·（667 m2）-1达到最高产量777.73 kg·（667 m2）-1。除了秃尖长随种植密度的增加而增加外，穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗质量和单穗粒质量等穗部性状均随种植密度的增加而降低。

关键词：玉米；种植密度；产量；产量性状

中图分类号：S513 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.10.018

Abstract：Under the experimental conditions， the different planting density treatments had significant influence on maize yield in the 2 500～8 500 plants·（667 m2）-1.With the increasing of planting density， the yield increases. When planting density exceeds a certain range， with the increase in density， the yield decreased. The different maize varieties existed the different reaction in the plant density. Under the 5 263 plants·（667 m2）-1，Zhengdan958 reached the maximum yield and the maximum yield was 521.8 kg·（667 m2）-1.Denghai618 reached the highest yield when the density in 6 108 plants·（667 m2）-1 and the maximum yield was 777.73 kg·（667 m2）-1.With the increasing of planting density， bald tip length showed the increasing trend. With the increasing of planting density， the long bald， ear length， ear diameter， rows per ear， kernels per row， single panicle weight and single grain weight decreased.

Key words： maize；plant density；yield；yield components

合理的种植密度可以通过调整单株与群体的矛盾来实现高产[1-5]。高种植密度可以实现玉米高产[6-7]，现如今美国玉米种植密度平均为8.55万～10.95万株·hm-2，中国平均仅为5.25万～6.0万株·hm-2，因此，在选用耐密品种的前提下增加种植密度是我国玉米产量进一步提高的重要途径[8]。玉米种植的最佳密度会因品种特性、栽培措施和生态环境等不同而有一定的差异。因此研究某类型玉米品种在一定生态条件和生产力水平下的最适种植密度具有重要意义[9]。本研究旨在通过对全国大范围内推广的紧凑型、耐密型品种的种植密度对玉米产量影响的研究，寻找紧凑型玉米在天津地区的最适种植密度，以便为天津地区玉米高产栽培提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地点及土壤基本理化性质

试验于2013—2014年分别在天津农学院农学与资源环境学院特用作物改良工程中心试验地和天津市武清区南蔡村镇张辛庄村进行。天津农学院农学与资源环境学院特用作物改良工程中心试验地土壤基本理化性质概括如下：土壤为砂壤土，耕层（0～30 cm）土壤平均养分含量为土壤有机质含量为1.15%，土壤全氮含量为0.69 g·kg-1，土壤有效P含量为12.76 mg·kg-1，土壤速效K含量101 mg·kg-1，土壤含盐量为0.52 g·kg-1，土壤pH值为8.26。

1.2 试验材料

本试验选用郑单958和登海618为供试玉米品种。郑单958为全国大面积推广品种，登海618为紧凑型玉米品种。

1.3 试验设计及田间管理

2013年选用郑单958为试验材料，2014年选用郑单958和登海618，郑单958在天津农学院农学与资源环境学院特用作物改良工程中心试验地进行试验，登海618在天津市武清区南蔡村镇张辛庄村进行。两个品种均采用单因素随机区组排列，3次重复，6行区种植，行长10.0 m，行距0.60 m，小区面积36.0 m2。试验均设7个种植密度处理，即处理1，2 500株·（667 m2）-1；处理2，3 500株·（667 m2）-1；处理3，4 500株·（667 m2）-1；处理4，5 500株·（667 m2）-1；处理5，6 500株·（667 m2）-1；处理6，7 500株·（667 m2）-1；处理7，8 500株·（667 m2）-1，四周设保护行。

天津农学院农学与资源环境学院特用作物改良工程中心试验地试验，按照25 kg·（667 m2）-1的施肥水平施入底肥纯N为6 kg，P2O5为30 kg，无追肥。天津市武清区南蔡村镇张辛庄村试验，播种前底肥撒施牛粪4 m3·（667 m2）-1，于7月6号追施纯N为11.4 kg，P2O5为10.7 kg。无灌溉，其他田间管理同当地生产田。

2 结果与分析

2.1 种植密度对产量的影响

2014年郑单958在不同种植密度条件下的产量表现详见表1，2014年郑单958产量在不同种植密度处理下的方差分析详见表2，2014年郑单958在不同种植密度下产量的显著性差异详见表3。由表1、2、3数据可以看出，在2 500～8 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，不同种植密度处理对郑单958的产量有极显著影响。根据表1中的数据可以看出，在2 500～8 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，随种植密度的增加，郑单958产量呈现先增加后降低的趋势；在种植密度为5 500株·（667 m2）-1时，郑单958的产量达到最高值536.5 kg；在8 500株·（667 m2）-1种植密度条件下，产量最低351.2 kg。根据表3种植密度对郑单958产量差异显著性分析可知，在2 500～8 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，5 500株·（667 m2）-1种植密度条件下的产量与7 500， 2 500，8 500株·（667 m2）-1密度时的产量均达极显著差异水平；5 500株·（667 m2）-1密度的产量与3 500，4 500株·（667 m2）-1密度处理下的产量未达显著性差异，表明在3 500～5 500株·（667 m2）-1种植密度范围内郑单958能获得较高的产量。2013年种植密度对产量的影响与2014年试验结果的趋势表现一致。

登海618在不同种植密度条件下的产量表现详见表4，登海618产量在不同种植密度处理下的方差分析详见表5，登海618在不同种植密度下产量的显著性差异详见表6。由表4、5、6可知，在本试验2 500～7 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，不同种植密度处理对登海618的产量有极显著影响。根据表4的数据可以看出，在2 500～7 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，随种植密度的增加，登海618的产量呈先增加后降低的趋势；在种植密度为6 500株·（667 m2）-1时，产量达最高值757.5 kg；在2 500株·（667 m2）-1种植密度条件下，产量最低580.0 kg。根据表6数据可以看出，种植密度对产量差异显著性分析可知，在2 500～7 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，6 500株·（667 m2）-1种植密度条件下的产量与3 500，2 500株·（667 m2）-1密度时的产量均达极显著差异水平；6 500株·（667 m2）-1密度的产量与5 500，4 500，7 500株·（667 m2）-1密度处理下的产量未达显著性差异，表明在4 500～6 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，登海618能获得较高的产量；在种植密度条件为7 500株·（667 m2）-1时，仍维持较高的产量，说明登海618耐密性较好。

2.2 种植密度与产量的回归关系

2014年郑单958产量与种植密度的回归曲线，详见图1。由图1可知，在本试验2 500～8 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，郑单958的产量随种植密度的增加而增加，但当达到一定密度阈值后，产量随种植密度的增加而降低。通过以2014年郑单958产量为目标，产量Y（kg·（667 m2）-1）与种植密度X（株·（667 m2）-1）进行回归模拟，得到产量与种植密度的回归曲线，即Y=-1.5×10-5X2 +0.157 877X+106.369 9（R2=0.908 8），通过回归曲线可知，产量与种植密度呈二次抛物线的关系，当dY/dX=0时，y有极大值，最高产量为521.8 kg·（667 m2）-1，此时的种植密度为最佳密度，即在本试验条件下的密度阈值为5 263株·（667 m2）-1。在本试验条件下，从2 500株·（667 m2）-1增加到5 263株·（667 m2）-1时，产量随种植密度的增加而增加，超过此种植密度以后，产量随种植密度的增加而降低。

2013年产量与种植密度的回归关系和2014年试验结果的变化趋势一致。

登海618产量与种植密度的回归曲线详见图2。由图2可知，在本试验2 500～7 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，登海618的产量随种植密度的变化与郑单958一致，而登海618产量达到最大值后的下降趋势较郑单958缓慢。以登海618产量为目标，对产量Y（kg·（667 m2）-1）与种植密度X（株·（667 m2）-1）进行回归模拟，得到产量与种植密度的回归曲线，即Y=-1.5×10-5X2 +0.183 242X +218.097 9（R2=0.998 6），通过回归曲线可知，产量与种植密度呈二次抛物线的关系，最高产量为777.73 kg·（667 m2）-1），此时的种植密度为最佳密度，即在本试验条件下的密度阈值为6 108株·（667 m2）-1）。表明在本试验处理条件下，登海618的产量随种植密度的增加而增加，超过此密度阈值后，产量随种植密度增加而降低。

2.3 种植密度对产量性状的影响

2014年郑单958、登海618的穗部性状与种植密度的相关性分析，详见表7。由表7数据可以看出，秃尖长与种植密度呈正相关，其中登海618的秃尖长与种植密度达显著正相关水平，郑单958的秃尖长与种植密度未达显著相关水平。穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单粒质量、单穗粒质量与种植密度呈负相关关系，且品种间存在差异。登海618的穗长与种植密度达显著负相关水平，郑单958达极显著负相关水平；登海618的穗粗与种植密度呈负相关，未达显著水平，而郑单958达极显著负相关水平；行粒数的变化趋势与穗粗一致；穗行数与种植密度呈显著负相关关系，品种间无差异。郑单958的单穗质量和单穗粒质量均与种植密度呈负相关，且二者均与种植密度达极显著负相关水平。2013年种植密度与产量性状的相关性与2014年试验结果的表现趋势一致。

3 结论与讨论

大量研究表明，玉米群体产量由品种本身的遗传特性、生态环境条件和栽培条件共同决定[10-15]。因此研究某一类型玉米品种在一定生态条件和生产力水平下的最适密度尤为重要。本试验选取紧凑型耐密品种郑单958和登海618在较低地力水平条件下进行最适种植密度研究。

在本试验条件下，在2 500～8 500株·（667 m2）-1种植密度范围内，不同种植密度处理对玉米产量有极显著影响。随种植密度的增加，产量增加，当种植密度超过一定范围后，随着密度的增加，产量反而下降。不同玉米品种对种植密度的反应存在差异，对产量与种植密度进行回归模拟，郑单958在5 263株·（667 m2）-1达到最高产量521.8 kg·（667 m2）-1，登海618在6 108株·（667 m2）-1达到最高产量777.73 kg·（667 m2）-1。除了秃尖长随种植密度的增加而增加以外，穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗质量和单穗粒质量等均随种植密度的增加而降低。

由于试验条件有限，本试验仅对紧凑型玉米品种郑单958和登海618在天津地区的最适种植密度进行了研究。针对不同玉米株型最佳种植密度的研究，在今后有待进一步。由于2013年8 500株·（667 m2）-1这一密度处理的边际效应较为明显，出现较大误差，故在对2013年产量与种植密度进行回归模拟时将其舍去。2014年种植密度对产量、产量性状的影响与2013年、2013和2014年平均值的试验结果表现趋势一致，试验结果具有可靠性。

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