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種植密度對不同株型玉米農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及抗倒伏特性的影響

2021-01-18 23:34門洪文郭守鵬黃昌見于金友康振強(qiáng)王寶國
農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào) 2021年7期
關(guān)鍵詞:種植密度農(nóng)藝性狀產(chǎn)量

門洪文 郭守鵬 黃昌見 于金友 康振強(qiáng) 王寶國

摘要:以不同株型的2個(gè)玉米品種為材料,探討種植密度對產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀、倒伏率以及莖稈穿刺強(qiáng)度等相關(guān)性狀的影響。設(shè)置7個(gè)種植密度,分析了玉米產(chǎn)量、植株農(nóng)藝性狀、倒伏率以及莖稈穿刺強(qiáng)度等指標(biāo)。結(jié)果表明:‘泉玉217’在60000株/hm2條件下產(chǎn)量最高(9325.5 kg/hm2),‘宇玉30’在75000株/hm2條件下產(chǎn)量最高(9640.5 kg/hm2)。隨著種植密度的增加,玉米穗行數(shù)和千粒重降低;玉米株高、穗位高、基部第3節(jié)間長先升高后降低,基部第3節(jié)間粗降低?!?17’產(chǎn)量與節(jié)間粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)極顯著正相關(guān),與千粒重顯著正相關(guān);倒伏率與節(jié)間長極顯著正相關(guān),與節(jié)間粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重以及產(chǎn)量極顯著負(fù)相關(guān)。‘宇玉30’產(chǎn)量與千粒重顯著正相關(guān);倒伏率與節(jié)間粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重極顯著負(fù)相關(guān)。倒伏率增加與玉米莖稈穿刺強(qiáng)度關(guān)系密切,隨著種植密度的增大,玉米穗下第1節(jié)和基部第3節(jié)的穿刺強(qiáng)度逐漸降低,基部第3節(jié)的穿刺強(qiáng)度顯著高于穗下第1節(jié)。在相同種植密度下,‘泉玉217’穗下第1節(jié)穿刺強(qiáng)度明顯低于‘宇玉30’。因此,平展型玉米品種‘泉玉217’在本地區(qū)最佳種植密度為60000株/hm2,緊湊型玉米品種‘宇玉30’最適種植密度為75000株/hm2。在從事玉米生產(chǎn)時(shí),要根據(jù)玉米品種的株型選擇合適的種植密度,平展型玉米品種適當(dāng)稀植,緊湊型玉米品種可適當(dāng)密植。

關(guān)鍵詞:玉米;種植密度;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量;抗倒伏

中圖分類號:S513文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A論文編號:cjas20191200306

Effects of Planting Density on Agronomic Traits, Yield and Lodging Resistance of Maize with Different Plant Types

Men Hongwen1, Guo Shoupeng1, Huang Changjian1, Yu Jinyou2, Kang Zhenqiang3, Wang Baoguo3

(1Jinan Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250316, Shandong, China;2Jinan Agricultural Technology Extension Station, Jinan 250021, Shandong, China;3Jinan Seed Company, Jinan 250022, Shandong, China)

Abstract: Two maize varieties of different plant types were used to explore the effects of planting density on yield, plant agronomic traits, lodging rate and stalk puncture intensity, by setting up seven planting densities. The results showed that‘Quanyu 217’had the highest yield under the condition of 60000 plants/hm2(9325.5 kg/hm2), and‘Yuyu 30’had the highest yield under the condition of 75000 plants/hm2(9640.5 kg/hm2). With the increase of planting density, the number of ear rows and thousand-grain weight decreased; the plant height, ear height, and the 3rdinternode length at the base first increased and then decreased, and the 3rdinternode diameter at the base decreased. The yield of‘Quanyu 217’was extremely and significantly positively correlated with internode diameter, the number of ear rows, and number of grains per row, and significantly positively correlated with thousand-grain weight; the lodging rate was extremely and significantly positively correlated with the internode length, and extremely and significantly negatively correlated with internode diameter, number of ear rows, number of grains per row, thousand-grain weight and yield. The yield of‘Yuyu 30’was significantly positively correlated with thousand-grain weight; the lodging rate was extremely and significantly negatively correlated with internode diameter, number of ear rows, number of grains per row, and thousand-grain weight. The lodging rate increase was closely related to corn stalk puncture intensity. With the increase of planting density, the puncture intensity of the rachisinternode and the 3rdinternode gradually decreased, and the puncture intensity of the 3rdinternode was significantly higher than that of the rachisinternode. At the same planting density, the puncture intensity of the rachisinternode of‘Quanyu 217’was significantly lower than that of‘Yuyu 30’. Therefore, the optimum planting density of the flat corn variety‘Quanyu 217’in this region was 60000 plants/hm2, and the optimum planting density of the compact corn variety‘Yuyu 30’was 75000 plants/hm2. In corn production, the appropriate planting density should be selected according to the plant type of the variety, the flat corn variety should be properly sparsely planted, and the compact corn variety can be properly densely planted.

Keywords: Maize; Planting Density; Agronomic Traits; Yield; Lodging Resistance

0引言

玉米是中國主要的糧食作物,常年種植面積在2000萬hm2,其總產(chǎn)量占中國糧食總產(chǎn)量的20%以上[1]。玉米還是中國主要飼料糧和部分地區(qū)的主要口糧,近年來化工產(chǎn)業(yè)對其需求也呈明顯增加的態(tài)勢[2]。玉米產(chǎn)量的提高受品種遺傳改良和栽培技術(shù)的影響,其中密植是提高玉米產(chǎn)量的重要栽培措施之一[3-4]。有研究表明,玉米的理想株型是緊湊型+小雄穗+堅(jiān)莖稈+開葉距+大根系[1]。相對于平展型玉米,緊湊型玉米在提高產(chǎn)量方面更具優(yōu)勢[5-7]。緊湊型品種在適宜高密度下具有較高的群體光合速率,更易獲得高產(chǎn)[8]。然而,不同株型的玉米品種都有最適種植密度,過高或過低都會影響玉米的最終產(chǎn)量[9]。緊湊型品種達(dá)到最大產(chǎn)量潛力所需的密度較大,平展型品種較小[10]。種植密度對不同玉米品種農(nóng)藝性狀影響不同[11-13],大部分玉米品種在不同種植密度下株高和穗位高無顯著差異[14]。隨著玉米種植密度增加,玉米倒伏率呈上升趨勢[15-18]。關(guān)于不同種植密度對不同株型玉米產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀等指標(biāo)以及植株倒伏與莖稈穿刺強(qiáng)度的關(guān)系的研究較少。因此,筆者通過設(shè)置不同的種植密度,以耐密植玉米品種‘宇玉30’及平展型玉米品種‘泉玉217’為試驗(yàn)材料,旨在探明不同株型玉米品種對種植密度的響應(yīng),以期為不同株型玉米品種的高產(chǎn)栽培技術(shù)提供技術(shù)支持。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018年6—10月在濟(jì)南市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)田進(jìn)行。該試驗(yàn)田位于黃淮海平原地區(qū),屬于半濕潤溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),年降水量約671.1 mm,且多集中在夏季,年平均氣溫14.7℃,年無霜期235天,年日照時(shí)數(shù)2616.8 h。本試驗(yàn)選用平展型品種‘泉玉217’和緊湊型品種‘宇玉30’為試驗(yàn)材料。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。對2個(gè)不同株型的玉米品種,分別設(shè)置7個(gè)種植密度:60000、67500、75000、82500、90000、97500、105000株/hm2,共14個(gè)處理,3次重復(fù),小區(qū)面積為20 m2,等行距種植,行距60 cm。各處理在播前施入氮磷鉀復(fù)合肥(15-15-15)750 kg/hm2。在大喇叭口期按每公頃600 kg追施尿素。6月20日播種,9月29日收獲,按高產(chǎn)田進(jìn)行田間管理。

1.3測量方法

1.3.1植株性狀在乳熟期,從各處理選取10株長勢一致的代表性植株,測量株高和穗位高;同時(shí)測量莖稈基部第3節(jié)的節(jié)間長和節(jié)間粗。

1.3.2莖稈穿刺強(qiáng)度于吐絲期取未倒伏的代表性植株3株,取穗下第1節(jié)和基部第3節(jié),剝除葉鞘,用莖稈強(qiáng)度儀(YYD-1型,浙江托普儀器有限公司,中國)測定穿刺強(qiáng)度。

1.3.3測產(chǎn)與考種從每小區(qū)收取中間2行果穗自然風(fēng)干,每個(gè)處理選擇10個(gè)果穗調(diào)查穗行數(shù)、行粒數(shù),脫粒后統(tǒng)一折算產(chǎn)量,調(diào)查千粒重。

1.3.4倒伏率的觀察與測定在成熟期,計(jì)數(shù)小區(qū)植株倒伏情況,測定倒伏率。計(jì)算公式如(1)所示。

倒伏率=小區(qū)倒伏株數(shù)/小區(qū)總株數(shù)×100%…(1)

1.4數(shù)據(jù)處理

用SPSS19和Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及作圖。

2結(jié)果與分析

2.1種植密度對不同株型玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

由表1可得,不同種植密度下,2個(gè)品種在穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量表現(xiàn)均不相同?!?17’穗行數(shù)隨著種植密度增加呈降低趨勢,在60000株/hm2時(shí)穗行數(shù)為15.3行,達(dá)到最大值;行粒數(shù)隨種植密度增加先升高后降低,在67500株/hm2時(shí)行粒數(shù)為32.8粒,達(dá)到最大值,但與60000株/hm2的行粒數(shù)差異不顯著;千粒重隨著種植密度增加呈降低趨勢,在60000株/hm2時(shí)為322.8 g,達(dá)到最大值;籽粒產(chǎn)量隨著種植密度增加呈降低趨勢,在60000株/hm2時(shí)為9325.5 kg/hm2,達(dá)到最大值?!钣?0’穗行數(shù)隨著種植密度增加呈降低趨勢,在60000株/hm2時(shí)穗行數(shù)為14.6行,達(dá)到最大值;行粒數(shù)隨種植密度增加呈降低趨勢,在60000株/ hm2時(shí)行粒數(shù)為35.4粒,達(dá)到最大值;千粒重隨著種植密度增加呈降低趨勢,在60000株/hm2時(shí)為320.5 g,達(dá)到最大值;籽粒產(chǎn)量隨著種植密度增加先升高后降低,在75000株/hm2時(shí)為9640.5 kg/hm2,達(dá)到最大值。

以上結(jié)果說明,在60000株/hm2時(shí),平展型玉米‘泉玉217’可獲得最高產(chǎn)量,在75000株/hm2時(shí),緊湊型玉米‘宇玉30’可獲得最高產(chǎn)量,繼續(xù)增加種植密度,2種株型的玉米品種產(chǎn)量均降低。

2.2種植密度對不同株型玉米主要農(nóng)藝性狀的影響

由表2可得,不同種植密度下,2個(gè)品種在株高、穗位高、基部第3節(jié)間長、基部第3節(jié)間粗表現(xiàn)均不相同?!?17’株高隨著種植密度增加呈先升高后降低趨勢,在82500株/hm2和90000株/hm2時(shí)株高為267.4 cm,達(dá)到最大值;穗位高隨種植密度增加先升高后降低,在90000株/hm2時(shí)穗位高為125.9 cm,達(dá)到最大值;基部第3節(jié)間長隨著種植密度增加先升高后降低,在90000株/hm2時(shí)為6.8 cm,達(dá)到最大值;基部第3節(jié)間粗隨著種植密度增加而降低,在60000株/hm2時(shí)為20.6 mm,達(dá)到最大值?!钣?0’株高隨著種植密度增加呈先升高后降低趨勢,在90000株/hm2時(shí)株高為261.2 cm,達(dá)到最大值;穗位高隨種植密度增加先升高后降低,在90000株/hm2時(shí)穗位高為111.2 cm,達(dá)到最大值;基部第3節(jié)間長隨著種植密度增加先升高后降低,在82500株/hm2和90000株/hm2時(shí)為7.0 cm,達(dá)到最大值;基部第3節(jié)間粗隨著種植密度增加而降低,在60000株/hm2時(shí)為20.2 mm,達(dá)到最大值。

以上結(jié)果說明,隨種植密度增加,平展型玉米‘泉玉217’和緊湊型玉米‘宇玉30’株高、穗位高、節(jié)間長均先升高后降低,節(jié)間粗均降低,二者變化趨勢一致。

2.3不同株型玉米部分農(nóng)藝性狀相關(guān)性

從表3可得,平展型玉米品種‘泉玉217’,穗位高、節(jié)間長與株高極顯著正相關(guān)。節(jié)間粗與節(jié)間長極顯著負(fù)相關(guān)。穗行數(shù)與節(jié)間長顯著負(fù)相關(guān),與節(jié)間粗極顯著正相關(guān)。行粒數(shù)與節(jié)間長顯著負(fù)相關(guān),與節(jié)間粗和穗行數(shù)極顯著正相關(guān)。千粒重與株高、穗位高顯著負(fù)相關(guān),與節(jié)間粗和行粒數(shù)極顯著正相關(guān)。產(chǎn)量與節(jié)間粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)極顯著正相關(guān),與千粒重顯著正相關(guān)。倒伏率與節(jié)間長極顯著正相關(guān),與節(jié)間粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重以及產(chǎn)量極顯著負(fù)相關(guān)。緊湊型玉米品種‘宇玉30’,穗位高與株高極顯著正相關(guān)。穗行數(shù)與節(jié)間粗極顯著正相關(guān)。行粒數(shù)與節(jié)間粗和穗行數(shù)極顯著正相關(guān)。千粒重與節(jié)間粗和行粒數(shù)極顯著正相關(guān)。產(chǎn)量與千粒重顯著正相關(guān)。倒伏率與節(jié)間粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重極顯著負(fù)相關(guān)。

2.4種植密度對不同株型玉米倒伏率的影響

由圖1可得‘,泉玉217’在60000株/hm2密度下未發(fā)生倒伏,隨種植密度增加,植株倒伏率急劇增大,在82500株/hm2密度下,倒伏率超過44%,在105000株/hm2密度下,倒伏率達(dá)到65%?!钣?0’在75000株/hm2以下的密度下未發(fā)生倒伏,隨種植密度增加,植株倒伏率急劇增大,在105000株/hm2的密度下,倒伏率達(dá)到50.8%。以上結(jié)果說明,2種株型的玉米植株倒伏率隨種植密度增大而增大,且平展型玉米‘泉玉217’最適種植密度應(yīng)在67500株/hm2以下,而緊湊型玉米‘宇玉30’最適種植密度在82500株/hm2以下。

2.5種植密度對不同株型玉米莖稈穿刺強(qiáng)度的影響

由圖2可得,隨著種植密度的增大,‘泉玉217’和‘宇玉30’穗下第1節(jié)和基部第3節(jié)的穿刺強(qiáng)度逐漸降低,基部第3節(jié)的穿刺強(qiáng)度顯著高于穗下第1節(jié)。在相同種植密度下,‘泉玉217’穗下第1節(jié)穿刺強(qiáng)度低于‘宇玉30’。

3結(jié)論與討論

在60000~105000株/hm2密度范圍內(nèi),隨種植密度的增加,‘泉玉217’產(chǎn)量降低,‘宇玉30’產(chǎn)量先升高后降低,‘泉玉217’和‘宇玉30’的最適種植密度分別為60000株/hm2和75000株/hm2,緊湊型玉米品種更耐密植,這與張鄭偉[14]、喬江方[19]、李炳昊[20]研究一致。從穗部性狀看,不同株型玉米品種的穗行數(shù)和千粒重隨著種植密度增加呈降低趨勢;平展型玉米行粒數(shù)隨種植密度增加先升高后降低,緊湊型玉米行粒數(shù)隨種植密度增加而降低,武曉峰[21]研究認(rèn)為隨著種植密度的增加,‘豫單998’與‘鄭單958’的穗部性狀均呈現(xiàn)變差的現(xiàn)象,與本研究一致。

隨種植密度增加,‘泉玉217’和‘宇玉30’株高、穗位高、基部第3節(jié)間長均先升高后降低,節(jié)間粗均降低,與鄧妍[22]、王曉樂[23]研究趨勢一致。平展型玉米品種‘泉玉217’產(chǎn)量與基部第3節(jié)間粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)極顯著正相關(guān),與千粒重顯著正相關(guān),而倒伏率與節(jié)間長極顯著正相關(guān),與基部第3節(jié)間粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重以及產(chǎn)量極顯著負(fù)相關(guān)。緊湊型玉米品種‘宇玉30’產(chǎn)量與千粒重顯著正相關(guān),而倒伏率與基部第3節(jié)間粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重極顯著負(fù)相關(guān)。2種株型玉米表現(xiàn)不一致的原因可能是平展型玉米對密度的增加較為敏感。

兩種株型的玉米植株倒伏率隨種植密度增大而增大,‘泉玉217’和‘宇玉30’種植密度分別超過67500株/hm2和82500株/hm2以后,繼續(xù)增加密度,倒伏率急劇增大。隨著種植密度的增大,玉米穗下第1節(jié)和基部第3節(jié)的穿刺強(qiáng)度逐漸降低,基部第3節(jié)的穿刺強(qiáng)度顯著高于穗下第1節(jié)。楊錦越[24]認(rèn)為倒折率與莖稈穿刺強(qiáng)度呈極顯著負(fù)相關(guān),谷利敏[25]、程云[26]研究證明,隨種植密度增加,基部節(jié)間抗倒折力下降,與本研究結(jié)果一致。在相同種植密度下‘,泉玉217’穗下第1節(jié)穿刺強(qiáng)度明顯低于‘宇玉30’,這是‘宇玉30’較耐密植的重要原因。

綜上所述,在本試驗(yàn)條件下,‘泉玉217’種植密度為60000株/hm2時(shí)產(chǎn)量最高,‘宇玉30’種植密度為75000株/hm2時(shí)產(chǎn)量最高,繼續(xù)增加種植密度,玉米莖稈基部第3節(jié)間明顯增長,穗下第1節(jié)間穿刺強(qiáng)度降低,導(dǎo)致玉米植株抗倒伏能力急劇下降,倒伏率增加,致使兩個(gè)品種產(chǎn)量顯著降低。因此,平展型玉米品種‘泉玉217’在本地區(qū)最佳種植密度為60000株/hm2,緊湊型玉米品種‘宇玉30’最適種植密度為75000株/hm2。隨著玉米新品種的不斷涌現(xiàn),玉米的耐密性也在逐步提高,在從事玉米生產(chǎn)時(shí),一定要根據(jù)品種選擇合適的種植密度。

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