甜玉米闽甜6855与广良甜27号的耐密性比较

张 扬, 黄章明, 廖长见, 林建新, 陈山虎, 卢和顶

(1.福建省农业科学院作物研究所/福建省特色旱作物品种选育工程技术研究中心,福建 福州 350013;2.南平市延平区科学技术情报研究所,福建 南平 353000)

鲜食甜玉米口感好、营养价值高,因而越来越受消费者的欢迎。在一些地区,甜玉米种植已成为当地的重要农业生产。以鲜穗消费为目的的甜玉米生产不仅要考虑产量的高低,还要考虑果穗的商品品质[1]。明博等[2]对2005—2016年我国普通玉米的种植密度调查表明,普通玉米主要通过增加种植密度来提高群体产量。增加种植密度是提高甜玉米产量的最重要途径,但也要综合考虑密度对鲜食甜玉米商品品质的影响。密度过高,甜玉米产量和商品外观品质等都将受到影响;密度过低,鲜果穗商品性虽好,但产量较低也无法取得较高的经济效益。曹庆军等[3]研究表明,平展型甜玉米株型高大、叶片宽且多、穗位以上叶片和主秆夹角较大,种植密度宜在36 000～42 000株·hm-2之间;紧凑型甜玉米株型紧凑、叶片上冲、穗位以上叶片与主秆夹角较小,适合在收麦后播种,种植密度宜在48 000～54 000株·hm-2之间;半紧凑型甜玉米种植密度宜在42 000～48 000株·hm-2之间。汪波等[4]研究表明,株高在随着密度的增加而增加的同时,玉米穗部重心上移,造成植株易倒伏。鲜食玉米的空秆率和畸形率是影响产量的重要因素,也是衡量品种耐密性优劣的重要参考指标。艾海峰等[5]研究表明,不同种植密度下,不同品种的空秆率和畸形率差异较大。因此,根据品种特性,并采用适宜的种植密度才能使甜玉米的品质和产量达到最佳。

闽甜6855和广良甜27号是福建省甜玉米生产中推广面积较大的2个品种。有关种植密度对该2个品种农艺性状和产量的影响尚未见报道。基于此,本研究测定了5种种植密度对闽甜6855和广良甜27号的影响,比较两品种在福建省种植的耐密性差异,以期确定最佳和最高种植密度,为其高产高效栽培和推广提供参考,并为耐密性甜玉米品种的选育提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

参试甜玉米品种为闽甜6855、 广良甜27号。(1)闽甜6855(审定编号:闽审玉2016003),是福建省农业科学院作物研究所在福建省亚热带生态条件下选育的品种,于2016年通过福建省品种审定,相继在浙江、广东、海南和江西省引种备案。闽甜6855株型紧凑,适应性广、稳产性好、抗倒性强、抗病性好,累计推广超1.5万hm2,是福建省目前种植面积最大的甜玉米品种。(2)广良甜27号(审定编号:国审玉20210120)是由泰国引进国内审定的热带甜玉米品种。广良甜27号株型半紧凑,单穗产量高、品质好,株高较高,不耐密植,在福建省鲜食玉米主产区漳州和三明有一定的推广。

1.2 试验设计与调查项目

试验地设在福建省农业科学院作物研究所青口试验基地(25.828E,119.30N)。本试验设置5种种植密度,分别为36 000、42 000、48 000、54 000和57 000株·hm-2。甜玉米常规种植密度一般为48 000株·hm-2,因此本试验中设置的54 000和57 000株·hm-2种植密度属于耐密甜玉米的栽培密度。采用间比法排列,每个处理设置3个重复,2个品种共6个小区。小区长×宽为5.0 m×4.8 m,种植8行区,四周设不低于2行的同品种保护行。全生育期肥水管理与生产上一致,总施肥量属中上水平。

2022年3月25日播种,4月15日移栽。田间调查2个甜玉米品种的抽雄、吐丝和散粉日期。授粉结束后,进行株高和穗位的测量。6月10日采收,用游标卡尺测量穗长、穗粗,并计算空秆率、畸形率、小区产量等。若采收时,果穗外形不属于直筒型且长度短于15 cm的计为畸形穗。畸形率/%=(小区畸形穗数量/总穗数)×100。授粉后20 d实收各小区中间6行鲜果穗(只留2苞叶),称重计产。

1.3 统计与分析

采用Excel 2019进行数据整理, 采用DPS软件对试验数据进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 种植密度对闽甜6855与广良甜27号物候期的影响

闽甜6855和广良甜27号的物候期表现见表1。从表1可见,相同种植密度下,闽甜6855的抽雄期、吐丝期和散粉期都比广良甜27号早3～5 d,说明闽甜6855生育期早于广良甜27号。从表1还可见,在不同种植密度下,同一品种的抽雄期、吐丝期和散粉期差异不大。

表1 不同种植密度下闽甜6855与广良甜27号的物候期Table 1 Phenological period of Mintian 6855 and Guangliangtian 27 under different planting densities

2.2 种植密度对闽甜6855与广良甜27号植株性状的影响

种植密度对闽甜6855与广良甜27号植株性状的影响见表2。

表2 不同种植密度下闽甜6855与广良甜27号的植株性状表现1)Table 2 Plant traits of Mintian 6855 and Guangliangtian 27 under different planting densities

2.2.1 株高 从表2可见,随着种植密度的提高,两品种株高也随之增高。在同一密度下,闽甜6855整体株高低于广良甜27号,在57 000株·hm-2密度下的株高与广良甜27号在36 000、42 000株·hm-2密度下的株高相当,表明闽甜6855更抗倒伏。从表2还可见,闽甜6855在36 000株·hm-2与42 000株·hm-2密度下的株高差异不显著,广良甜27号株高在该2种密度下差异也不显著,说明低于42 000株·hm-2的密度对株高影响不大。

2.2.2 穗位高 从表2可见,不高于48 000株·hm-2密度下,闽甜6855与广良甜27号的穗位高差异不显著;在54 000、57 000 株·hm-2密度下,两者的穗位高差异极显著。从表2还可见,两品种穗位随着密度的增加而增高,闽甜6855的穗位高总体低于广良甜27号。

2.2.3 空秆率与畸形率 从表2可见,在5种密度下,闽甜6855与广良甜27号空秆率与畸形率均较低。其中,闽甜6855空秆率与畸形率虽随着密度的增大而增大,但差异均不显著。广良甜27号在36 000、42 000株·hm-2密度下的空秆率与畸形率极显著低于其他3个处理,推测42 000株·hm-2可能是最大种植密度。从表2还可见,闽甜6855的空秆率与畸形率整体上低于广良甜27号,说明闽甜6855的耐密性优于广良甜27号。

2.3 种植密度对闽甜6855与广良甜27号商品品质的影响

种植密度对闽甜6855与广良甜27号商品品质的影响见表3。从表3可见,在36 000株·hm-2密度下闽甜6855与广良甜27号的穗长、穗粗和单穗重差异均不显著,且都高于其他处理。随着密度的增加,两品种穗长变短、穗粗变小、单穗重降低。闽甜6855在54 000株·hm-2密度下与广良甜27号在48 000株·hm-2密度下的穗长无差异,在57 000株·hm-2密度下与广良甜27号在48 000株·hm-2密度下的单穗重无差异,说明在福建低海拔春季种植区,密度的增加对广良甜27号穗长和单穗重的影响比闽甜6855更大。闽甜6855的单穗重在42 000～54 000株·hm-2之间差异不显著,推测闽甜6855的最大种植密度可以到54 000株·hm-2;广良甜27号单穗重在42 000～48 000株·hm-2之间差异不显著,推测广良甜27号最大种植密度在42 000～48 000株·hm-2之间。

表3 不同种植密度下闽甜6855与广良甜27号的鲜果穗与产量表现1)Table 3 Fresh ear yield and yield performance of Mintian 6855 and Guangliangtian 27 under different planting densities

2.4 种植密度对闽甜6855与广良甜27号鲜果穗产量的影响

从表3可见,在5种密度下,闽甜6855的产量先增后减,密度为48 000株·hm-2时合格商品穗的产量最高(20 534.36 kg·hm-2),说明其群体产量最高的种植密度在48 000株·hm-2左右。广良甜27号在密度为42 000株·hm-2时合格商品穗产量最高(13 606.24 kg·hm-2),之后大幅降低,说明其群体产量最高的种植密度在42 000株·hm-2左右。

从表3还可见,不同种植密度下,由于两品种穗长、单穗重、空秆率和畸形率都存在差异,最终导致闽甜6855在5种种植密度下产量均高于广良甜27号。在植株和果穗都正常生长的情况下,随着密度的增加,果穗变短、单穗重变小。密度高于54 000株·hm-2,广良甜27号单穗重降低。闽甜6855株型为紧凑型,叶面积小、叶片较硬、叶夹角小,中部和底部冠层叶片能获得较多的光照;而广良甜27号株型为半紧凑,叶面积大、叶片较软、叶夹角大,投射到中部和底部冠层叶片的光照较少,这可能是造成高密度下广良甜27号果穗发育不正常的原因。综合来看,闽甜6855的耐密性优于广良甜27号。

3 讨论与结论

玉米产量是个体遗传特性、群体效应与环境相互协调的结果。当密度过大时,个体产量与群体产量之间不协调,个体产量的影响超过了群体效应,造成产量降低[6-7]。不同株型品种最适种植密度具有较大差异。本研究表明,在5种种植密度下,闽甜6855和广良甜27号两品种的物候期没有太大的差异。在相同密度下,闽甜6855株高低于广良甜27号,且随着密度的增加,闽甜6855株高的增长幅度低于广良甜27号,推测闽甜6855株高对密度的反应低于广良甜27号。贺囡囡等[6]和赵润彬[7]研究表明,株高对玉米群体冠层的光能捕获率和光能利用率有决定性作用。本研究中,高密度的广良甜27号株高较高,植株整体生物量较大,空秆率和畸形率更高,可能由于更多的能量用于营养生长而影响了生殖生长,导致供应果穗的能量不足,造成果穗较小或者发育不良。密度越大,空秆率和畸形率也随之增加,这与田再民等[8]和张丽宏等[9]的研究结果相同。也有研究发现,高密度会刺激植株的顶端优势,诱发不育,产生畸形穗或者空秆,产量被不结果穗的植株数所限制,最终影响群体的果穗数量和产量[10-13]。本研究中,随着密度的增加,对闽甜6855和广良甜27号产量影响最大的是畸形率和空秆率。随着密度的增加,广良甜27号畸形穗和空秆率都显著增加,造成小区合格商品穗产量严重下降;闽甜6855在5种密度下的畸形穗或者空秆率都比较少。 空秆和畸形穗的形成,是受光能利用率和能量供应不足还是受植株顶端优势的影响还需进一步研究。

本研究对产量、空秆率、畸形率、穗长和单穗重进行了综合评价,推测闽甜6855在类似福建省的气候条件下,田间的最大种植密度约为54 000株·hm-2,最佳种植密度在42 000～48 000株·hm-2之间;广良甜27号田间的最大种植密度约为42 000株·hm-2,最佳种植密度低于或接近36 000株·hm-2。同时,以闽甜6855为亲本,有望选育耐密性优良的甜玉米新种质。