不同种植密度对玉米新品种永优1573籽粒灌浆速率和脱水速率的影响

杨美丽 王帮太 程建梅

摘要    采用随机区组设计，研究了不同种植密度（6.00万、6.75万、7.50万、8.25万株/hm2）对玉米新品种永优1573籽粒灌浆速率和脱水速率相关性状的影响，并设置6.75万株/hm2种植密度下郑单958、先玉335作为对照。结果表明，随着种植密度的提高，各性状总体有逐渐减小的变化趋势，但未受到显著影响。通过籽粒百粒干重和灌浆速率定位到永优1573合适种植密度，在此密度水平下，与对照品種相比，永优1573在籽粒干物质积累上处于优势水平，可以获得较高的产量。研究结果可为进一步快速评价选育新品种产量形成机理和定位种植群体水平奠定基础。

关键词    玉米;永优1573;种植密度;籽粒灌浆;脱水速率

中图分类号    S513        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）21-0017-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Using random block design，the effects of different planting densities（60 000，67 500，75 000，82 500 plants/hm2） on grain filling rate and dehydration rate of new maize variety Yongyou 1573 were studied，the Zhengdan 958 and Xianyu 335 were set as control with the planting density of 67 500 plants/hm2. The results showed that，with the increase of planting density，the overall variation trend of each character gradually decreased，but the effect was not significant.The suitable planting density of Yongyou 1573 was determined by dry weight per grain and filling rate. At this density level，compared with the control varieties，Yongyou 1573 was at the dominant level in the accumulation of seed dry matter，and could obtain a higher yield. The results laid a foundation for further rapid evaluation of the yield formation mechanism of breeding new varieties and locating the level of planting population.

Key words    maize;Yongyou 1573;planting density;grain filling;dehydration rate

玉米灌浆速率的快慢决定着籽粒发育的程度，影响玉米灌浆速率的因素除了品种本身遗传特性外，同时还受生态环境和栽培措施的影响，其中，合理的群体结构是玉米形成高产的一项重要措施[1]。多位学者利用不同密度水平和栽培模式下对玉米籽粒灌浆速率进行了深入的研究[2-4]。王  萌等[1]采用4种种植密度和3种空间布局模式对郑单958进行了籽粒灌浆速率和品质性状的研究表明，种植密度并未对籽粒灌浆过程有显著的影响，不同的空间分布在一定程度上影响了籽粒灌浆速率。付晋峰等[5]通过不同的播期和种植密度的设置，对玉米籽粒灌浆进行了研究，结果表明，种植密度主要是在灌浆后期对玉米中部籽粒灌浆速率影响较大，对顶部籽粒主要是阶段性的影响。张  明等[6]对春播玉米在5个种植密度下进行了籽粒灌浆速率的研究表明，籽粒最大灌浆速率、灌浆持续时间随着种植密度的增大而减小，并且通过籽粒产量明确不同品种的最适种植密度。

玉米品种籽粒脱水速率和收获时含水量是影响机械粒收质量、安全储藏和经济效益的关键因素[7]。较高的玉米籽粒含水量严重影响我国玉米整体品质。国内外相关文献对于籽粒脱水速率和含水量的研究报道较多，籽粒脱水速率和成熟期含水量不同品种之间存在显著差异，具有可遗传性[8-13]。生育后期气象条件以及播期、种植密度、栽培措施对籽粒脱水速率和含水量都有影响[14]。Widdicombe等[15]研究表明，随着种植密度的增加，早熟和晚熟玉米品种籽粒脱水速率均略有加快。另外，还有学者研究表明，栽培密度在一定范围内对玉米籽粒脱水速率不构成影响[10]。万泽花等[16]研究了不同熟期夏玉米品种籽粒灌浆和脱水特性及种植密度的调控作用，结果表明，随着种植密度的增加，不同玉米品种的籽粒灌浆速率降低，生理成熟期的籽粒含水量降低。

本文对玉米新品种永优1573在不同种植密度下的籽粒灌浆速率和籽粒脱水速率等相关性状进行研究，探明了不同种植密度下该品种的干物质积累、籽粒灌浆及产量形成的响应特征。现将试验结果总结如下。

1    材料与方法

1.1    试验概况

试验于2017—2018年在鹤壁市农业科学院试验园区进行，以玉米品种永优1573、郑单958、先玉335为试验材料。

1.2    试验设计

试验共设4个密度处理，即永优1573设置6.00万、6.75万、7.50万、8.25万株/hm2种植密度，对照郑单958、先玉335设置6.75万株/hm2种植密度。完全随机区组设计，10行区，行长5 m，行距60 cm，田间管理按照高产田进行。

1.3    测定指标与方法

每个种植密度下在玉米雌穗未吐丝前，选择生长正常的植株进行人工雌穗套袋，待花丝抽出5～8 cm后，在同一时间抽取雌穗袋并人工辅助一次性充分授粉，同时记录授粉日期[17-18]。自授粉后20 d开始调查取样，每处理随机取3个统一授粉植株，每隔5 d调查取样1次，至授粉后55 d结束，共计6次田间取样。在室内，选取每穗中部籽粒100粒测其鲜重，苞叶全部去除后测鲜重，籽粒脱粒后测穗轴鲜重，鲜籽粒、苞叶和穗轴分别装入纱网袋中于105 ℃烘60 min，再在85 ℃烘干7 d至恒重称量。以干物质增长速率表示灌浆速率。其计算公式如下：

籽粒灌浆速率（g/d）=（后一次百粒干重-前一次百粒干重）/2次取样间隔天数;

籽粒含水量（%）=（籽粒鲜重-籽粒干重）/籽粒鲜重×100。

苞叶和穗轴含水量计算方法同籽粒含水量。

1.4    数据分析

采用Excel 2007对试验数据进行初步处理分析和作图，使用DPS 7.05进行数据统计、方差分析。

2    结果与分析

2.1    不同种植密度玉米相关性状

由表1可以看出，种植密度对玉米品种永优1573百粒重、苞叶含水量、穗轴含水量、籽粒含水量、籽粒脱水速率和籽粒灌浆速率的影响差异均不显著。但各性状总体趋势是随着种植密度的增加有逐渐减小的变化趋势，以2018年试验结果为例，与种植密度6.0万株/hm2处理相比，种植密度为6.75万株/hm2时，百粒干重、籽粒含水量、籽粒脱水速率、籽粒灌浆速率分别降低3.89%、3.14%、1.16%、16.36%;种植密度为7.5万株/hm2时，百粒干重、籽粒含水量、籽粒脱水速率、籽粒灌浆速率分别降低4.11%、7.45%、5.81%、29.09%;種植密度为8.25万株/hm2时，百粒干重、籽粒含水量、籽粒脱水速率、籽粒灌浆速率分别降低6.89%、13.50%、18.60%、47.27%。这说明随着种植密度的增高，百粒干重、籽粒含水量变化较小，但籽粒脱水速率和籽粒灌浆速率变化较大，特别是当达到一定高密度时，玉米群体结构的光热进一步竞争，对籽粒脱水速率和籽粒灌浆速率有实质性的影响。玉米新品种要根据不同密度条件下产量相关性状定位最适种植密度。

2.2    不同种植密度玉米各生长时期相关性状变化

玉米籽粒灌浆速率的高低对于穗粒重的建成具有重要的意义，籽粒含水量和脱水速率的高低是机收玉米的关键性指标。由图1、图2可以看出，不同种植密度条件下，从授粉20 d开始至成熟期，籽粒灌浆速率基本符合“快—慢—较快—慢”的变化趋势，总体情况是籽粒乳熟期灌浆速率由最高点急剧下降，种植密度越大降幅越大。籽粒生长进入蜡熟期后先缓慢上升，进而进一步下降，但种植密度为6万株/hm2时反而失去高籽粒灌浆速率的优势，表现持续下降。经历过籽粒完熟期后，不同种植密度下籽粒灌浆速率都到达一个最低点，特别是高密度下，一直维持最低的籽粒灌浆速率，但种植密度为6.75万株/hm2时籽粒灌浆速率较高。在不同种植密度下，籽粒百粒干重总体随着生育期逐渐增加，差异不显著，与籽粒灌浆速率相对应，种植密度为6.75万株/hm2时百粒干重最大。

由图3、图4可以看出，不同种植密度条件下，从授粉20 d开始至成熟期，籽粒脱水速率和籽粒含水量都呈逐渐下降趋势。其中籽粒脱水速率在各生育时期呈现“快速下降—升高—下降—升高”的趋势，且种植密度为6.75万株/hm2和7.5万株/hm2时籽粒脱水速率变化幅度最大，后者在籽粒蜡熟期和完熟前期能保持较高的脱水速率。相对应的籽粒含水量在种植密度为6.75万株/hm2和7.5万株/hm2时保持较低的水平。

2.3    不同玉米品种相同密度下相关性状的变化

在种植密度为6.75万株/hm2条件下，永优1573各个性状指标表现良好，将其与对照郑单958和先玉335在相同种植密度下各性状指标进行比较发现，从授粉20 d开始至完熟期，籽粒百粒干重逐渐增加，从乳熟期至蜡熟期，先玉335都处于较高水平，直到完熟期，永优1573处于领先水平，而郑单958一直处于较低水平。籽粒灌浆速率从乳熟期至蜡熟前期，先玉335一直处于较高水平，但在蜡熟前期急剧下降，永优1573保持了较高水平。籽粒含水量处于逐渐下降趋势，各个生育期郑单958和先玉335均平稳下降，永优1573处于波动下降趋势，直到籽粒完熟期，先玉335达到较低的籽粒含水量。相对应的籽粒脱水速率从较高的水平呈波动下降趋势，但先玉335在完熟期籽粒脱水速率保持了较高的水平。

3    结论与讨论

玉米品种随着种植密度的增加，群体结构的增大带来植株间对光、热、肥、水的相互竞争，造成干物质积累较少，影响了灌浆后期同化物的供应，最终导致灌浆速率下降、粒重降低，严重时会影响产量[14]。本研究结果表明，不同种植密度对玉米新品种永优1573籽粒灌浆速率等性状的影响在籽粒生理生长期都未达到显著水平，这与王铁固等[19]和王  萌等[1]的研究结果基本一致。这说明该品种具有良好的耐密性，种植密度的增加不会降低玉米单株的籽粒灌浆进程，对单株籽粒产量影响不大，对种植密度反应迟钝，适当地增加密度能够获得较高的产量。关于种植密度对其主要农艺性状和品质性状的影响还有待进一步研究。

玉米品种的成熟后期籽粒脱水性状决定了其收获时籽粒的含水量，选择籽粒脱水快的品种是实现粒收的重要指标性因素。本文对不同种植密度下玉米新品种1573籽粒生育时期籽粒脱水速率和含水量等相关性状进行研究发现，随着种植密度的增加对于籽粒含水量影响总体上稍微增加，籽粒脱水速率稍微减小，但影响不显著，且在籽粒生理成熟期和收获期差异进一步缩小。

国内目前随着玉米全程机械化技术的快速发展，相关研究也逐渐增多，针对不同品种、不同处理方式进行了有关籽粒灌浆和含水量遗传变化、分子机理的研究[20-22]，普遍认为，籽粒灌浆和含水量相关性状在品种间差异显著，环境因素和栽培措施能够明显影响性状变化，环境和基因型之间也有交互作用。应利用现代生物技术手段，发掘与籽粒灌浆和含水量相关性状功能标记信息，有针对性地选育适宜机收的玉米品种，以提高品种选育效率。

4    参考文献

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