不同种植密度对邢玉10号玉米产量及穗部性状的影响

李国强，龙兴洲，曹治彦，路小芳，田志刚

（邢台市农业科学研究院，河北 邢台 054000）

2012年我国玉米产量为20 812万t，较稻谷产量高383万t，玉米成为我国的第一大粮食作物[1，2]。玉米产量稳步提升可以有利地保障我国的粮食安全，而玉米新品种的培育是提高玉米产量和品质的关键。19世纪50年代以来，我国玉米品种进行了5～6轮的更替[3]。邢玉10号是邢台市农业科学研究院培育的玉米新品种，2016年5月通过河北省农作物品种委员会审定（审定编号：冀审玉2016003号）。该品种具有高产、多抗、优质、籽粒脱水快等特点，其大面积推广有利于玉米的增产增收，提高种植效益。在保持现有耕地面积不变的情况下，合理密植是增加单位面积玉米产量的有效途径[4～9]。因此，探究邢玉10号的适宜种植密度，对该品种的推广具有积极作用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016年和2017年分别在隆尧县泽畔村和任县太平庄村进行。其中，隆尧县年均日照时数2 506 h，无霜期 195 d，年≥10℃积温 4 519℃，2016年玉米生育期内有效降水量为337.5 mm；任县年均日照时数2 657.5 h，无霜期214 d，年≥10℃积温4 490.4℃，2017年玉米生育期内有效降水量为301.8 mm。

1.2 试验材料

供试玉米品种为邢玉10号，由邢台市农业科学研究院培育。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验玉米种植密度为4.5万～10.5万株/hm2，在此范围内共设9个梯度水平处理，密度梯度为0.75万株/hm2。2016年、2017年小区面积分别为15和12 m2，随机区组排列，3次重复。玉米行长5.0 m，行距0.6 m，种植密度由株距调节。2 a试验均只浇蒙头水（为保证出苗），后期不再灌溉。

1.3.2 测定项目与方法 玉米收获时，2016年、2017年各小区分别选取9和6 m2进行测产；同时，在非测产区，随机选取10穗玉米进行室内考种，测定项目包括穗长、穗粗、秃尖长度、轴粗、轴重、出籽率（风干基）和百粒重（14%含水量）。

1.3.3 数据分析 各指标数据均取2 a试验的平均值。利用Excel 2007和SPSS 13.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 种植密度对玉米产量的影响

对玉米产量（y） 与种植密度（x） 进行回归分析，结果（图1）显示，产量与密度之间呈二次函数关系，回归方程为 y＝-65.09x2＋969.0x＋5 421.74 〔R2＝0.796，p（0.008） ＜0.01〕。根据拟合的回归方程可以预测，当种植密度为7.44万株/hm2时，邢玉10号产量最高，为9 028.135 kg/hm2。

图1 玉米产量与种植密度的关系Fig.1 Relationship between yield and planting density of maize

2.2 穗部性状对玉米产量的影响

对玉米产量（y）与穗部各性状（xi）进行多元线性回归分析，得到拟合方程为y＝-6 539.84＋165.42x1＋226.51x2＋65.62x3-150.46x4＋69.94x5－1 599.51x6〔R2＝0.958，p（0.043） ＜0.05〕。其中，x1为出籽率，x2为穗长，x3为行粒数，x4为穗行数，x5为百粒重，x6为轴粗。对各自变量的回归系数进行显著性检验，结果显示，仅出籽率 〔p（0.009） ＜0.05〕 和穗长 〔p（0.000 4）＜0.05〕对产量的影响达到了显著水平。

进一步对玉米产量（y）与出籽率（x1）和穗长（x2） 进行多元线性回归，得到拟合方程为y＝-3 107.159＋96.888x1+221.74x2〔R2＝0.885，p（0.003）＜0.05〕。可以看出，出籽率和穗长是影响邢玉10号产量的主要因素。这与目前的主流育种思路相吻合。

2.3 种植密度对玉米穗部性状的影响

以种植密度为自变量（x）、玉米穗部性状为因变量（y） 进行回归分析，得到相应的回归分析方程（表1）。由回归分析方程可知：邢玉10号行粒数最大值为43粒，种植密度与行粒数呈线性负相关，密度每增加1.5万株/hm2，行粒数减少1粒；穗行数最多为17行，种植密度与穗行数呈线性负相关，密度每增加10.4万株/hm2，穗行数减少1行，结合生产实践可知，种植密度对穗行数的影响较小；百粒重最大值为27.56 g，种植密度与百粒重呈线性负相关，密度每增加0.75万株/hm2，百粒重减少0.56 g；穗粗最大值为4.7 cm，种植密度与穗粗呈线性负相关，密度每增加0.75万株/hm2，穗粗减少0.05 cm；轴粗最大值为2.8 cm，种植密度与轴粗呈线性负相关，密度每增加0.75万株/hm2，轴粗减少0.03 cm；轴重最大值为28.80 g，种植密度与轴重呈线性负相关，密度每增加0.75万株/hm2，轴重减少0.97 g；种植密度与秃尖长度呈线性正相关，密度每增加0.75万株/hm2，秃尖长度增加0.06 cm；穗长最大值为18.66 cm，种植密度与穗长呈线性负相关，密度每增加0.75万株/hm2，穗长减少0.29 cm；种植密度与出籽率呈二次函数关系，理论上种植密度为7.78万株/hm2时，出籽率最高为87.1%。

表1 种植密度与玉米穗部性状的回归分析Table 1 Regression analysis between planting density and ear traits of maize

3 结论与讨论

近年来我国粮食增产仍过分依赖于种植面积的增加，随着土地和劳动力等成本的不断升高，国内粮食种植的比较效益直线下降[10]，这已成为影响我国粮食安全的一大隐患。目前，我国耕地面积虽然通过土地整治、农业结构调整等政策推动有少量增加，但仍然无法填补因建设占用、灾毁、生态退耕等原因造成的耕地减少的缺口[11]，因此，提高单位面积农作物产量仍然是保障我国粮食安全的重要手段。本研究结果表明，邢玉10号玉米产量与种植密度呈二次函数关系，这与前人研究结果[12～14]相一致。王铁固等[15]认为在选育耐密植的高产玉米杂交种时，应重视穗长、千粒重、出籽率和轴粗的选择。本研究的邢玉10号理论适宜种植密度为7.44万株/hm2，属较耐密植的高产品种，影响其产量的主要因素为出籽率和穗长，与前人研究结果相一致，且与当前的育种思路相吻合。王楷等[7]认为在产量构成性状中，穗粒数和千粒重随种植密度的增加呈线性减少趋势。这与本研究“除秃尖长度和出籽率外，其他穗部性状均随种植密度的增加呈线性减少”的结论相一致。赵凡等[16]认为出籽率随种植密度增加呈三次曲线变化，与本研究“出籽率与种植密度呈二次函数关系”的结论不同，可能是由参试玉米栽培方式和品种不同造成的。