不同玉米品种产量及构成要素对种植密度的响应

董哲 王雷立 王许雷

摘   要：有效地利用耐密性品种，通过合理增加种植密度来提高单产是玉米取得高产的主要途径。以4个玉米品种为材料，在5个种植密度下分析产量及其构成要素对种植密度的响应。结果表明，随着种植密度的提高，群体产量呈先增加后降低的变化趋势，科大216的耐密性最好，其适宜种植密度为9.0万株/hm2。

关键词：玉米;品种;产量;构成要素;种植密度;响应

玉米生产发展的实质是协调个体和群体的关系，不断提高群体产量水平的过程[1]。在适宜的种植密度范围内，随着密度的增加，玉米单叶净光合速率下降，而群体光合速率、叶面积指数及冠层光合能力均增强，因而玉米产量随之提高[2]。当到达最高产量后，随着密度的进一步增加，冠层叶片的遮挡会削弱中下部叶片的光照条件，进而导致玉米群体产量的下降[3]。在高度密植条件下，单株生产效应下降，当单株生产效应对总产量的影响超过群体生產效应时，则表现群体总产量下降[4]。陈国平等认为，提高单位面积产量主要依靠增加密度（穗数），同时增加或稳定穗粒重[5]。有的研究认为，随种植密度增加，单位面积穗数呈增加趋势，穗粒数和千粒重呈下降趋势，而单位面积粒数呈增加并处于不变趋势。耐密性品种对不同的群体密度反应迟钝，在高密度条件下，群体和个体协调发展，充分发挥其增产作用[6]。我国目前玉米种植密度普遍较低，增密种植具有较大潜力。利用耐密性玉米新品种，通过增加种植密度来提高产量是玉米取得高产的主要途径，是玉米产业化发展的必然趋势[7]。

本文以郑单958、先玉335、科大20和科大216为试验材料，分析了不同玉米品种对密度胁迫的响应程度，旨在为不同耐密性夏玉米品种的合理密植提供理论指导依据，为建立黄淮海地区夏玉米高产稳产栽培提供技术参考。

1   材料与方法

1.1   试验地点

试验于2016年和2017年在河南科技大学试验农场进行。前茬为小麦，土壤质地为壤土。

1.2   试验材料与试验设计

本试验采用裂区设计方式，主区设置为种植密度，有5个水平，分别为6.0万株/hm2、7.5万株/hm2、9万株/hm2、10.5万株/hm2和12.0万株/hm2;副区为品种，分别为郑单958、先玉335、科大20和科大216。小区行长7 m、行宽0.6 m，每小区种植4行，重复3次。每公顷施氮肥112.5 kg、磷肥（P2O5）75 kg、钾肥（K2O）105 kg。磷肥和钾肥作为基肥一次性施入，氮肥按底肥∶追肥=1∶2的比例施入，常规田间管理。

1.3   测定内容与方法

在玉米籽粒成熟期，统计各小区全部株数。收获时在每小区选中间2行收获计产，随机取20穗进行室内考种。

1.4   试验数据处理分析

采用Microsoft Excel 2007 处理和计算数据，采用SPSS 19.0 统计软件进行方差分析和多重比较（采用LSD 法）。

2   结果与分析

2.1   不同夏玉米品种群体籽粒产量对种植密度的响应

种植密度对不同玉米品种群体产量的影响见图1。

不同品种之间由于群体与个体矛盾差异不同，源、库协调能力不同，对密度胁迫的响应也不同。从不同品种最高产量来看，科大216最高，先玉335和郑单958居中，科大20最低。在6.0万～12.0万株/hm2范围内，随着种植密度的增加，先玉335、郑单958和科大216的产量呈现先增加再降低的趋势，产量与种植密度呈抛物线关系。当种植密度由6.0万株/hm2增加到7.5万株/hm2时，先玉335和郑单958的产量分别增加了5.56%和9.77%，二者的最高产量均出现在7.5万株/hm2，分别为12 169.13 kg/hm2和12 456.54 kg/hm2;当密度超过7.5万株/hm2时，二者的产量均表现下降趋势;密度为9.0万株/hm2、10.5万株/hm2和12.0万株/hm2时，先玉335的产量分别比7.5万株/hm2密度时下降了2.10%、18.26%和25.42%，郑单958的产量分别比7.5万株/hm2密度时下降了8.18%、20.32%和31.28%。科大216的产量在6.0万～9.0万株/hm2 范围内，随着密度的增加而增加，在9.0万株/hm2时取得最高产量，为13 134.62 kg/hm2。当密度超过9.0万株/hm2时，科大216的产量表现出下降趋势;种植密度为10.5万株/hm2和12.0万株/hm2时，产量分别比9.0万株/hm2密度时下降了10.71% 和25.01%。而科大20的产量在6.0万株/hm2和7.5万株/hm2时差异不显著;当密度大于7.5万株/hm2时，随着密度的增加产量呈现急剧下降的趋势。密度为9.0万株/hm2、10.5万株/hm2和12.0万株/hm2时，分别比密度为6.0万株/hm2时减产14.18%、27.35%和43.18%。总的来看，在6.0万株/hm2密度时，先玉335产量最高，7.5万～9.0万株/hm2时科大216产量最高，密度超过9.0万株/hm2以后，各个品种的产量都显著下降。不同品种对密度的耐受性不同，科大216耐密性最好，对不同的群体密度反应迟钝，在密度较高的情况下，群体和个体协调发展，从而取得高产，先玉335和郑单958次之， 科大20耐密性最差，只有选择最适宜的种植密度，才能充分发挥各个品种的高产潜力。

2.2   不同夏玉米品种产量构成因子对种植密度的响应

随着种植密度的提高，所有参试品种的穗长变短、穗粗变细、秃尖长度增大、穗重降低，群体产量呈先增加后降低的变化趋势。由于源、库协调能力不同，不同品种的产量构成因子对种植密度的响应不尽相同，总体表现为穗粒数和千粒重均随着种植密度的增加而减小，单位面积收获穗数随着密度的增加而增加。

2.2.1   单位面积收获穗数对种植密度的响应

不同品种在不同密度条件下的实收穗数见图2。

由图2可以看出，不同品种的单位面积收获穗数均呈现随着种植密度的增加而增加的趋势，但品种间的增加幅度存在显著差异。科大216 不同密度间的变异系数最大为20.17%，郑单958和先玉335居中，分别为17.81%和17.21%，科大20变异系数最小，为12.28%。在6.0万株/hm2和7.5万株/hm2密度时，4个品种的单位面积收获穗数差异不显著，在9.0万株/hm2密度时，科大20的单位面积收获穗数显著低于其他3个品种，密度在10.5万株/hm2和密度12.0万株/hm2密度时，郑单958和科大216的单位面积收获穗数显著高于其他两个品种。单位面积成穗率却随着密度的增加而呈不同程度的降低，科大20下降幅度最大，科大216和郑单958下降幅度最小。单位面积收获穗数与种植密度关系密切。

2.2.2   单穗粒数对种植密度的响应

不同品种在不同密度条件下的穗粒數见图3。

由图3可以看出，随着种植密度的增加，不同品种的单穗粒数均呈逐渐降低趋势，但各个品种下降的程度不同。密度从6.0万株/hm2增加到12.0万株/hm2，科大20的单穗粒数分别下降了 12.61%、21.65%、40.29%和45.53%，先玉335的单穗粒数分别下降了 7.89%、19.81%、26.31%和35.58%，郑单958的单穗粒数分别下降了4.29%、19.73%、33.77%和38.80%，科大216单穗粒数分别下降了1.41%、8.50%、19.93%和30.10%。单位面积穗粒数是单位面积穗数和单穗粒数的积，因其二者均受种植密度影响，所以单位面积穗粒数是反应不同品种对密度响应的综合指标。

由图3可以看出，科大20在7.5万株/hm2时单位面积穗粒数最大，先玉335在7.5万～10.5万株/hm2时单位面积穗粒数最大，郑单958在7.5万～9.0万株/hm2时单位面积穗粒数最大，科大216在9.0万～10.5万株/hm2时单位面积穗粒数最大，这个变化趋势与不同密度条件下单位面积产量的变化规律非常一致，表明不同密度条件下的单位面积产量主要取决于单位面积穗粒数。

2.2.3   千粒重对种植密度的响应

不同种植密度下不同品种的千粒重见图4。

由图4可以看出，不同品种的千粒重对种植密度的响应基本一致，4个参试品种的千粒重均随着种植密度的增加而下降。密度从6.0万株/hm2增加到7.5万株/hm2，科大20、先玉335、郑单958和科大216的千粒重分别下降了 7.16%、7.52%、5.60%和 5.25%。种植密度为9.0万株/hm2时，科大20、先玉335、郑单958和科大216的千粒重分别比6.0万株/hm2时下降了13.39%、12.18%、9.86%和9.22%。密度为10.5万株/hm2时，科大20、先玉335、郑单958和科大216的千粒重分别比6.0万株/hm2时下降了18.74%、17.28%、15.02%和18.05%。密度为12.0万株/hm2时，科大20、先玉335、郑单958、科大216的千粒重分别比6.0万株/hm2时下降了24.76%、21.34%、19.57%和22.07%。各品种均在6.0万株/hm2时千粒重最大，不同品种间差异达到显著水平，先玉335、科大216>郑单958>科大20。耐密性品种科大216在密度从6.0万株/hm2增加到9.0万株/hm2时，千粒重下降幅度较其他品种较小，但密度超过9.0万株/hm2时，千粒重大幅度下降。

3   结论与讨论

通过增加作物群体数量、抑制个体功能的生长冗余以实现群体性能最优化，成为作物超高产潜力挖掘的一个重要途径。因此，必须优化种植密度，协调群体与个体矛盾，才能使不同类型的玉米品种充分发挥其产量潜力，取得高产。本研究综合产量及其构成要素对种植密度的响应规律，分析不同品种的耐密特性，结果发现，在6.0万株/hm2密度时，先玉335产量最高;7.5万～9.0万株/hm2时，科大216产量最高;密度超过9.0万株/hm2以后，各个品种的产量都显著下降。综合分析，科大216的耐密性最好，先玉335和郑单958次之，科大20的耐密性最差，只有选择最适宜的种植密度，才能充分发挥各个品种的高产潜力。回归分析结果表明，科大216最适宜种植密度为 8.6万株/hm2，先玉335和郑单958最适宜种植密度均为7.4万株/hm2，科大20的最适宜种植密度为 5.1万株/hm2。

依靠增加群体数量的结构性增产与依靠改善个体生理功能的功能性增产，是提高玉米产量的两条主要途径[8]。要实现夏玉米高产，应该建立适宜的高产群体，营造与高产相适应的籽粒库容量，因此应针对不同品种采取不同的增产途径。科大216的个体产量潜力有限，但对种植密度胁迫反应不敏感，当群体密度增加时，穗数增加的正效应大于穗粒数和千粒重下降的负效应，因此适合在稳定穗重的基础上，依靠增加单位面积成穗数，实现结构性增产。郑单958和先玉335的单株产量潜力和对种植密度胁迫的耐受力均较好，因此适合改善个体生理功能与群体生产性能并重，在适当增加单位面积成穗数的基础上，增加干物质分配效率，提高穗粒数和千粒重，增加单株生产潜力，实现结构性增产和功能性增产途径并重。科大20则适合在保证适宜密度条件下，着重改善个体生理功能，增加其穗粒数和千粒重，实现单株产量潜力的最大化，依靠个体生产性能的增产途径实现玉米高产。

参考文献：

[ 1 ] 赵霞，穆心愿，卢道文，等.生态环境与种植密度对河南省夏玉米产量的影响[J]. 玉米科学，2018（6）：68-74.

[ 2 ] 王祥宇，魏珊珊，董树亭，等.种植密度对熟期不同夏玉米群体光合性能及产量的影响[J]. 玉米科学，2015，23（1）：134-138.

[ 3 ] 吕丽华，陶洪斌，夏来坤，等.不同种植密度下的夏玉米冠层结构及光合特性[J]. 作物学报，2008（3）：447-455.

[ 4 ] 陈传永，侯玉虹，孙锐，等.密植对不同玉米品种产量性能的影响及其耐密性分析[J]. 作物学报，2010（7）：1153-1160.

[ 5 ] 陈国平，王立春，赵明，等.近年我国玉米超高产田的分布、产量构成及关键技术[J]. 作物学报，2012，38（1）：80-85.

[ 6 ] 赵致，张荣达，吴盛黎，等. 紧凑型玉米高产栽培理论与技术研究[J]. 中国农业科学，2001，34（5）：537-543.

[ 7 ] 明博，谢瑞芝，侯鹏，等. 2005—2016年中国玉米种植密度变化分析[J].中国农业科学，2017，50（11）：1960-1972.

[ 8 ] 赵明，李建国，张宾，等.论作物高产挖潜的补偿机制[J].作物学报，2006（10）：1566-1573.

（收稿日期：2019-01-18）