鐘昌松,呂巨智,石達(dá)金,范繼征,閆飛燕,盧生喬,弓 雪,陳 坤,劉亞利,張述寬
(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所,廣西 南寧 530007;2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院,廣西 南寧 530007)
【研究意義】玉米是我國第一大糧食作物和飼料來源作物,對我國糧食安全和工業(yè)發(fā)展發(fā)揮著重要的保障作用。廣西是我國熱帶玉米主產(chǎn)區(qū),玉米播種面積占廣西糧食播種面積的18.4%~20.4%,總產(chǎn)量占廣西糧食總產(chǎn)量的17.1%~18.4%,但平均單產(chǎn)長期徘徊在4500 kg/hm2,與全國平均單產(chǎn)約6000 kg/hm2[1-2]相比,產(chǎn)量水平較低。從生態(tài)氣候環(huán)境看,廣西屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,光熱資源豐富,雨量充沛,復(fù)種指數(shù)高,是我國少數(shù)的幾個玉米一年兩熟乃至三熟地區(qū)之一,糧食生產(chǎn)潛力極大。廣西玉米常規(guī)種植密度為48 000~54 000株/hm2,與北方玉米密度(67 500~90 000株/hm2)差距較大,是廣西玉米產(chǎn)量水平顯著低于北方生態(tài)區(qū)域的重要原因。因此,在充分利用廣西光熱資源的基礎(chǔ)上,挖掘和提高玉米產(chǎn)量潛力,縮小潛在產(chǎn)量和實際產(chǎn)量之間的差距,是廣西玉米產(chǎn)業(yè)持續(xù)重點(diǎn)關(guān)注的方向?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】玉米產(chǎn)量潛力通常指某地區(qū)在現(xiàn)有光照、熱量資源和最適水肥供應(yīng)條件下,玉米優(yōu)良品種所能實現(xiàn)的最高產(chǎn)量,也是該地區(qū)灌溉農(nóng)田玉米可能達(dá)到的產(chǎn)量上限[3]。在實際生產(chǎn)中,品種、種植密度、養(yǎng)分、土壤、雜草、病蟲害和氣候環(huán)境等因素均會影響玉米產(chǎn)量潛力的實現(xiàn)。王榮煥等[4]研究指出,玉米生產(chǎn)中品種布局應(yīng)在考慮熟期時兼顧產(chǎn)量、籽粒灌漿和脫水特性。徐晨等[5]研究提出,吉林省西部半干旱地區(qū)高產(chǎn)玉米的適宜灌溉定額參考值為170 mm。劉正等[6]研究認(rèn)為,通過優(yōu)化綜合農(nóng)藝管理措施可顯著增加夏玉米的氮磷鉀養(yǎng)分積累量、干物質(zhì)量和產(chǎn)量。王玉等[7]通過優(yōu)化行距配置挖掘玉米密植潛力,提出甘肅綠洲灌區(qū)高產(chǎn)潛力發(fā)揮的理想種植模式為密度97 500株/hm2搭配寬窄行56 cm×24 cm。劉思華等[8]研究顯示,積溫和高溫是影響湖南春玉米光溫生產(chǎn)潛力和產(chǎn)量差的關(guān)鍵因素。在挖掘玉米高產(chǎn)潛力的研究中,計算機(jī)模擬技術(shù)(Hybrid-Maize模型)通過利用長期氣象數(shù)據(jù)和短期田間試驗數(shù)據(jù)來評價玉米產(chǎn)量潛力和生長發(fā)育情況[9-10],并在玉米產(chǎn)量潛力估算[11-12]、生育進(jìn)程模擬[13]、水資源脅迫條件下產(chǎn)量潛力[14]及氣候變化對玉米產(chǎn)量潛力影響[15]等方面獲得了很好的應(yīng)用效果。【本研究切入點(diǎn)】隨著我國玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和高產(chǎn)記錄的刷新,不斷有北方生態(tài)區(qū)域高產(chǎn)耐密型玉米品種在廣西進(jìn)行試種和推廣,但成效不明顯。而目前鮮見在廣西亞熱帶環(huán)境條件下針對北方和廣西兩個生態(tài)類型玉米品種生長特性和高產(chǎn)機(jī)理進(jìn)行比較研究的報道?!緮M解決的關(guān)鍵問題】以我國北方和廣西生態(tài)區(qū)域具有較大推廣面積的玉米品種為材料,參考北方高產(chǎn)玉米增密栽培措施,從玉米葉面積指數(shù)變化規(guī)律、干物質(zhì)積累特性、產(chǎn)量形成和Hybrid-Maize模型產(chǎn)量潛力等角度,分析兩種生態(tài)類型玉米品種的高產(chǎn)潛力和限制性因素,為合理利用廣西自然資源挖掘和提高廣西玉米產(chǎn)量潛力提供參考依據(jù)。
試驗點(diǎn)設(shè)在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所試驗基地(東經(jīng)22°36′43″,北緯108°13′59″),海拔300 m,試驗區(qū)年均降水量約943.9 mm,年均有效積溫(GDD)約4592.5 ℃,年均日照約1310.5 h。試驗地土質(zhì)為黃壤。2012-2018年氣象數(shù)據(jù)來自試驗基地氣象觀測站(2011年11月起建成運(yùn)轉(zhuǎn),圖1)。
參試品種為北方生態(tài)區(qū)域代表性品種先玉335(XY335)和登海11(DH11),廣西生態(tài)區(qū)域代表性品種桂單688(GD688)和迪卡008(DK008)。各品種的生長發(fā)育信息見表1。
表1 參試玉米品種及其生長發(fā)育信息
在2010-2012年連續(xù)3年不同生態(tài)類型玉米品種增密產(chǎn)量潛力比較試驗的基礎(chǔ)上,利用收集的氣象數(shù)據(jù)(2012-2018年)和參試品種的生長發(fā)育信息,2019-2020年重新進(jìn)行綜合評價分析,并采用HybridMaize軟件計算模擬玉米光溫生產(chǎn)潛力,同時結(jié)合田間試驗結(jié)果綜合評估分析不同生態(tài)類型玉米品種在廣西的產(chǎn)量潛力。
1.3.1 試驗設(shè)計 采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,種植密度設(shè)A1(52 500株/hm2)和A2(75 000株/hm2)兩個水平,3次重復(fù),每小區(qū)8行,行距60 cm,行長8 m。底肥施尿素150 kg/hm2和磷酸二銨300 kg/hm2;拔節(jié)期追肥尿素225 kg/hm2、磷酸二銨150 kg/hm2和硫酸鉀112.5 kg/hm2。其他田間管理措施與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致。
1.3.2 Hybrid-Maize模型產(chǎn)量潛力評估 基于試驗基地2012-2018年氣象數(shù)據(jù)和品種生長發(fā)育信息,利用Hybrid-Maize模型對不同生態(tài)類型玉米品種的產(chǎn)量潛力進(jìn)行模擬評估。北方和廣西生態(tài)區(qū)域玉米品種分別選擇已經(jīng)大面積推廣的XY335和DK008為代表。模型輸入的氣象數(shù)據(jù)主要包括日最高溫度、日最低溫度、平均相對濕度、降水量和太陽輻射等。為保證產(chǎn)量潛力比對的一致性,密度按試驗設(shè)計輸入,春季播種期為4月11日,秋季播種期為8月7日。根據(jù)品種生長發(fā)育信息,DK008春季的GDD為1750 ℃,秋季的GDD為1410 ℃;XY335春季的GDD為1610 ℃,秋季的GDD為1270 ℃;播種深度統(tǒng)一設(shè)為5 cm;水分需求量設(shè)為無水分限制(充分灌溉)。
1.4.1 生育進(jìn)程、農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量觀測 調(diào)查播期、出苗期、抽雄期、吐絲期和生理成熟期(籽粒灌漿期)等;按區(qū)試標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查穗長、行數(shù)、行粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量性狀;每小區(qū)實收中間2行測產(chǎn),并折算成標(biāo)準(zhǔn)水含量14%的產(chǎn)量。
1.4.2 葉面積計算 在拔節(jié)期、大口期、吐絲期、吐絲后15 d、吐絲后45 d和收獲期,分別用長寬系數(shù)法測定葉面積,計算葉面積指數(shù)(LAI)[16],并比較各品種不同生育期的LAI變化規(guī)律。
1.4.3 干物質(zhì)重計算 在拔節(jié)期、吐絲期和收獲期,分別取3株代表性植株,按不同器官(葉片、葉鞘、莖稈、雄穗、苞葉、穗軸和籽粒)分類并稱量鮮重。105 ℃殺青30 min后,80 ℃烘干至恒重,稱量并記錄各器官的干物質(zhì)重量。參考仝錦的[17]方法計算各生育階段的干物質(zhì)積累量。
播種期-拔節(jié)期的干物質(zhì)積累量=拔節(jié)期地上部干物質(zhì)總重-播種期地上部干物質(zhì)總重
拔節(jié)期-開花期的干物質(zhì)積累量=開花期地上部干物質(zhì)總重-拔節(jié)期地上部干物質(zhì)總重
開花期-成熟期的干物質(zhì)積累量=成熟期地上部干物質(zhì)總重-開花期地上部干物質(zhì)總重
其中,播種期玉米苗尚未長出,地上部干物質(zhì)總重設(shè)為0。
1.4.4 產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量潛力實現(xiàn)效率估算 根據(jù)Hybrid-Maize模型計算獲得各品種的產(chǎn)量潛力后,計算產(chǎn)量潛力實現(xiàn)效率(%)=實際產(chǎn)量×100÷模擬產(chǎn)量潛力,其中實際產(chǎn)量為玉米品種田間試驗的平均產(chǎn)量。
試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計和制圖,以DPS 7.05進(jìn)行差異顯著性分析。
利用多項式回歸分析法分別對兩個生態(tài)類型品種的LAI和生育時期進(jìn)行動態(tài)模擬(圖2~3),擬合效果以4次和5次多項式最佳,不同年份、不同生態(tài)類型品種和種植密度間多項式的R2在0.9651~0.9996。根據(jù)擬合曲線,各品種的ILA變化趨勢可分為緩慢增長期、快速增長期、穩(wěn)定期和快速下降期4個階段。不同生態(tài)類型玉米品種的ILA,max及其到達(dá)時間不同,品種XY335和DH11在吐絲期前后達(dá)到ILA,max,GD688和DK008則在吐絲期至吐絲后15 d達(dá)到ILA,max,峰值維持期也相對較長。不同生態(tài)類型玉米品種的ILA衰減速度也不一致,其中,XY335和DH11的ILA在吐絲初期即開始衰減,衰減速度相對較快,春季ILA在吐絲期40~45 d衰減至0,秋季ILA在吐絲期35~40 d衰減至0,而GD688和DK008的ILA在吐絲期50 d后仍保持一定面積綠葉,尤其DK008的持綠性最佳。
各生育時期玉米品種的ILA排序表現(xiàn)為:拔節(jié)期DH11>XY335>GD688>DK008,大喇叭口期GD688>DH11>DK008>XY335,吐絲期GD688>DH11≥DK008>XY335,生理成熟期DK008>GD688>DH11=XY335。從圖3可看出,在玉米生長的起始階段,XY335和DH11的ILA具備一定的葉面積優(yōu)勢,其后逐漸被GD688和DK008趕超,且差異呈擴(kuò)大趨勢;從吐絲期至生理成熟期,GD688和DK008的ILA表現(xiàn)優(yōu)于XY335和DH11。可見,廣西生態(tài)類型玉米品種具有較北方生態(tài)類型品種更大的葉面積優(yōu)勢。
由表2可知,種植密度從52 500株/hm2增加至75 000株/hm2時,在開花期和成熟期,玉米品種的葉片、莖+鞘、苞葉+軸、籽粒的干物質(zhì)重及總干物質(zhì)重等指標(biāo)在3個年份多數(shù)表現(xiàn)為減小態(tài)勢。不同密度條件下,單個年份表現(xiàn)差異顯著(P<0.05,下同)的是2010年成熟期的葉片重和莖+鞘重、2011年開花期的莖+鞘重和總干物質(zhì)重,以及2012年成熟期的籽粒重和總干物質(zhì)重,其余指標(biāo)差異不顯著(P>0.05,下同);在密度與品種間互作(D×V)方面,同一生育時期同類型器官的干物質(zhì)重也無顯著差異。
表2 不同種植密度對不同生態(tài)類型玉米品種干物質(zhì)積累量的影響
從表2還可看出,XY335和DH11品種間開花期的穗重連續(xù)兩年(2010和2011年)表現(xiàn)差異顯著,成熟期的莖+鞘重、籽粒重和總干物質(zhì)重在單個年份(2010年)表現(xiàn)差異顯著,其余指標(biāo)無顯著差異;而進(jìn)行XY335和DH11與GD688和DK008的品種間比較,其開花期的葉片重、莖+鞘重和總干物質(zhì)重及成熟期的葉片重、莖+鞘重、苞葉+軸重、籽粒重和總干物質(zhì)重均呈顯著或極顯著差異(P<0.01,下同)。其中,成熟期GD688和DK008的葉片重和莖+鞘重極顯著大于XY335和DH11,成熟期GD688和DK008的莖+鞘重也明顯大于其開花期的莖+鞘重,而成熟期XY335和DH11的葉片重和莖+鞘重與其開花期相比有所減小??梢?,廣西生態(tài)類型玉米品種的干物質(zhì)生產(chǎn)水平總體上高于北方生態(tài)類型玉米品種。從圖4~5也可看出,同一生態(tài)類型玉米品種的干物質(zhì)生產(chǎn)水平較接近,但廣西生態(tài)類型玉米品種的干物質(zhì)生產(chǎn)能力明顯高于北方生態(tài)類型玉米品種。
從圖4~5還可看出,在播種期—拔節(jié)期階段,3個年份中僅2012年75 000株/hm2密度條件下品種間(V)的干物質(zhì)積累量表現(xiàn)較大差異,該階段其余品種間(V)的干物質(zhì)積累量無明顯差異;在拔節(jié)期—開花期階段,3個年份中品種間(V)的干物質(zhì)積累量無顯著差異;在開花期—成熟期階段,DK008和GD688的干物質(zhì)積累量顯著大于XY335和DH11,各品種排序為DK008>GD688>XY335>DH11;其中2010年52 500和75 000株/hm2及2011年52 500株/hm2種植密度條件下,XY335開花期—成熟期階段的干物質(zhì)積累量均顯著大于DH11。此外,對開花期—成熟期和拔節(jié)期—開花期兩個階段的干物質(zhì)積累量進(jìn)行比較,2010年的DH11及2012年的XY335和DH11在開花期—成熟期階段的干物質(zhì)積累量較拔節(jié)期—開花期階段明顯減少,尤其是75 000株/hm2密度條件下減小幅度較明顯,而GD688和DK008的干物質(zhì)積累量則表現(xiàn)較明顯的增加態(tài)勢。綜上所述,在玉米開花期前,不同生態(tài)類型玉米品種的干物質(zhì)積累水平較接近,差異主要表現(xiàn)在開花—成熟期階段;此外,比較花前和花后兩個階段干物質(zhì)積累量,花后干物質(zhì)積累對GD688和DK008的貢獻(xiàn)更大。
由表3可知,種植密度從52 500株/hm2增加至75 000株/hm2時,不同玉米品種的穗長、穗粗、穗粒數(shù)和千粒重在3個年份多數(shù)均表現(xiàn)出減小態(tài)勢,僅2012年試驗中DK008的千粒重和產(chǎn)量有一定程度增加,產(chǎn)量水平表現(xiàn)最佳(6.76 t/hm2);不同密度間,穗長、穗粗和穗粒數(shù)連續(xù)3年試驗均表現(xiàn)顯著或極顯著差異(其中穗長均呈極顯著差異),而千粒重和產(chǎn)量連續(xù)3年試驗無顯著差異,表明增加種植密度對穗長、穗粗和穗粒數(shù)存在顯著的負(fù)面影響,對增加產(chǎn)量效果不顯著;不同品種間,千粒重和產(chǎn)量連續(xù)3年試驗表現(xiàn)出顯著或極顯著差異(其中千粒重均表現(xiàn)極顯著差異),穗粗有2年試驗表現(xiàn)出顯著或極顯著差異,穗長和穗粒數(shù)分別有1年表現(xiàn)極顯著差異;密度與品種間互作方面,產(chǎn)量及其構(gòu)成因子連續(xù)3年試驗均無顯著差異。綜上所述,不同生態(tài)類型玉米品種的產(chǎn)量差異較大,而在廣西生態(tài)區(qū)域通過大幅度增加種植密度來提高參試品種的產(chǎn)量水平,效果不明顯。
表3 不同種植密度對兩個生態(tài)類型玉米品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響
對上述玉米產(chǎn)量、吐絲期和吐絲后15 d葉面積指數(shù)、拔節(jié)期—開花期和開花期—成熟期的干物質(zhì)積累量、開花期和成熟期的植株干物質(zhì)重等進(jìn)行相關(guān)分析,結(jié)果(圖5~6)表明,產(chǎn)量與開花期—成熟期干物質(zhì)積累量、成熟期植株干物質(zhì)重呈極顯著相關(guān),與拔節(jié)期—開花期干物質(zhì)積累量、吐絲期和吐絲后15 d葉面積指數(shù)及開花期植株干物質(zhì)重相關(guān)不顯著。可見,玉米產(chǎn)量形成與開花期—成熟期的干物質(zhì)積累量和成熟期的植株干物質(zhì)重關(guān)系較密切。
基于試驗基地2012-2018年氣象數(shù)據(jù)和品種田間試驗數(shù)據(jù),以XY335和DK008分別代表北方和廣西生態(tài)區(qū)域玉米品種,利用Hybrid-Maize模型比較分析兩個生態(tài)類型玉米品種春季和秋季的產(chǎn)量潛力。由表4可知,在春季,在52 500和75 000株/hm2密度條件下,DK008的產(chǎn)量潛力分別為7880~10 440和8980~12 150 kg/hm2,平均為8780和10 051 kg/hm2;XY335的產(chǎn)量潛力分別為6380~8620和7210~10 200 kg/hm2,平均為7277和8318 kg/hm2;與同等密度條件下的品種試驗產(chǎn)量相比,DK008春季分別實現(xiàn)了產(chǎn)量潛力的73.45%和67.26%,XY335分別實現(xiàn)了產(chǎn)量潛力的87.80%和72.00%。在秋季,在52 500和75 000株/hm2密度條件下,DK008的產(chǎn)量潛力分別為7020~8810和8430~10 630 kg/hm2,平均為7938和9577 kg/hm2;XY335的產(chǎn)量潛力分別為5390~7190和6590~8850 kg/hm2,平均為6391和7838 kg/hm2;與同等密度條件下的試驗產(chǎn)量相比,XY335秋季分別實現(xiàn)了產(chǎn)量潛力的89.42%和76.00%,而試驗設(shè)計上DK008缺少秋季同期同區(qū)域試驗結(jié)果,因此未做秋季實現(xiàn)產(chǎn)量潛力效果分析。可見,在春秋兩季兩個密度條件下,DK008的產(chǎn)量潛力比XY335高20.60%~24.20%,說明廣西生態(tài)類型玉米品種的產(chǎn)量潛力較北方生態(tài)類型高。
表4 基于2012-2018年氣象數(shù)據(jù)的不同玉米品種產(chǎn)量潛力比較
由表4可知,當(dāng)密度從52 500株/hm2增加至75 000株/hm2時,DK008和XY335的產(chǎn)量潛力增幅為14.30%~22.65%,其中春季增幅分別為14.47%和14.30%,秋季分別為20.64%和22.64%,說明在廣西生態(tài)區(qū)域秋季適當(dāng)增加玉米種植密度可能會獲得更高的產(chǎn)量收益;當(dāng)密度從52 500株/hm2增加至75 000株/hm2時,與3年田間試驗平均產(chǎn)量結(jié)果相比,兩個生態(tài)類型玉米品種的產(chǎn)量潛力實現(xiàn)效率下降6.20%~15.90%,但北方生態(tài)類型玉米品種的實現(xiàn)效率較廣西生態(tài)類型高4.75%~14.34%,即北方生態(tài)類型玉米品種可能具有更高的生產(chǎn)效率。
探索玉米生產(chǎn)潛力、縮小實際產(chǎn)量與光溫產(chǎn)量潛力的差距是玉米研究的重要方向和任務(wù)。同一品種在不同生態(tài)區(qū)域生產(chǎn)潛力不同,選擇適宜的品種是玉米獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的首要選擇。已有研究指出,明確不同生態(tài)類型區(qū)域的氣候變化規(guī)律,有利于在生產(chǎn)上合理選用產(chǎn)量潛力更大的品種、充分利用當(dāng)?shù)毓鉁刭Y源和有效規(guī)避自然風(fēng)險[13,18]。王榮煥等[4]研究表明,玉米生產(chǎn)上合理布局品種需要充分考慮品種熟期、籽粒灌漿和脫水特性,熱量資源不足地區(qū)宜選擇生育期和灌漿期短、灌漿和脫水快的早中熟品種,熱量資源充足地區(qū)則宜選擇生育期和灌漿期長、產(chǎn)量潛力大的中晚熟品種。本研究課題組前期研究也表明,季節(jié)間氣候變化對廣西一年兩熟玉米的產(chǎn)量、株高、穗長、禿尖長、穗粗、行粒數(shù)和千粒重等主要農(nóng)藝性狀及春季和秋季玉米的播期選擇影響較大,生產(chǎn)上應(yīng)選擇適宜熟期的玉米品種[19]。綜合本研究結(jié)果和前人研究成果,在廣西生態(tài)區(qū)域,廣西生態(tài)類型玉米品種的實際產(chǎn)量和產(chǎn)量潛力均優(yōu)于北方生態(tài)類型玉米品種,二者在ILA,max及其到達(dá)時間、ILA,max維持峰值時間、ILA衰退速度、干物質(zhì)積累特性和產(chǎn)量潛力等方面也存在較明顯差異。本研究指出,北方生態(tài)類型玉米品種在產(chǎn)量潛力實現(xiàn)效率上具有優(yōu)勢,較廣西生態(tài)類型玉米品種高4.75%~14.34%;GD688和DK008成熟期的莖+鞘重與開花期相比增幅極大,XY335和DH11成熟期的葉片重和莖+鞘重與開花期相比有所減小,說明XY335和DH11的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率更充分且可能是北方生態(tài)類型品種產(chǎn)量潛力實現(xiàn)效率較高的潛在因素。因此,在廣西生態(tài)區(qū)域進(jìn)行玉米品種布局仍應(yīng)首選廣西生態(tài)類型玉米品種,但廣西生態(tài)類型玉米品種有待改良以提高產(chǎn)量潛力實現(xiàn)效率。
合理密植是提高玉米生產(chǎn)潛力的重要舉措[20-21]。丁相鵬等[16]研究表明,種植密度從67 500株/hm2增加至82 500株/hm2時,群體的ILA和總光合勢顯著增加,群體透光率降低,光能截獲增加,有利于促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累與轉(zhuǎn)運(yùn),最終使玉米群體產(chǎn)量顯著增加。黃淮海地區(qū)玉米的種植密度為90 000株/hm2時可充分發(fā)揮生長潛能,獲得高產(chǎn)[22-23]。但也有研究指出,高密度種植會引起植株間葉片相互遮陰,競爭水分、養(yǎng)分和光照等限制性資源,從而影響產(chǎn)量表現(xiàn)[24-26]。本研究結(jié)果表明,增加種植密度后兩個生態(tài)類型品種的Hybrid-Maize產(chǎn)量潛力均有較大增幅;3年的田間試驗結(jié)果表明,在廣西生態(tài)區(qū)域參考北方高產(chǎn)玉米種植密度標(biāo)準(zhǔn)增加種植密度對玉米穗長、穗粗和穗粒數(shù)會產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響,對提高玉米產(chǎn)量潛力效果不明顯;兩種生態(tài)類型玉米品種在耐密性上均表現(xiàn)不佳,究其原因,除與品種因素和土壤條件有關(guān)外,還與廣西常年實行一年兩熟甚至三熟的耕作制度及頻繁消耗地力但缺乏養(yǎng)護(hù)措施有較大關(guān)系。侯鵬等[27]研究也認(rèn)為,耕層障礙等土壤條件也是限制玉米產(chǎn)量潛力實現(xiàn)程度的重要因素。因此,本研究認(rèn)為,通過增加種植密度來提高玉米產(chǎn)量潛力,除需進(jìn)一步改良和提高品種的耐密特性外,還應(yīng)綜合考慮土壤地力和耕作制度等限制因素。
Hybrid-Maize模型在美國[28-29]、南亞[30]和我國[31-32]大部分地區(qū)獲得了很好的驗證和應(yīng)用。劉毅等[9]利用Hybrid-Maize模型在黃土旱塬的模擬結(jié)果與實際觀測值較接近,在指導(dǎo)春玉米高產(chǎn)栽培上具有較好應(yīng)用效果。但Hybrid-Maize模型僅基于玉米生長發(fā)育的理想狀況(玉米生長不受養(yǎng)分、水分和病蟲草害脅迫,僅考慮光照和熱量資源對玉米生長和產(chǎn)量形成影響)模擬玉米光溫生產(chǎn)潛力,在其他區(qū)域的田間模擬校驗應(yīng)用較少,對模擬分析結(jié)果應(yīng)謹(jǐn)慎對待[33]。本研究利用Hybrid-Maize模型模擬的ILA動態(tài)曲線較平緩,但實際試驗中XY335和DH11的ILA到達(dá)ILA,max后,峰值維持時間相對更短,ILA衰減速度也更快,二者的ILA曲線存在明顯差異。此外,XY335和DH11在廣西生態(tài)區(qū)域較易感南方銹病等客觀因素也未能在模型中得到反映。因此,本研究認(rèn)為,Hybrid-Maize模型并不能完全反映玉米生產(chǎn)實際情況及準(zhǔn)確評價玉米生長實際情況,但對研究本地區(qū)玉米光溫生產(chǎn)潛力,摸清本地區(qū)玉米實際產(chǎn)量和產(chǎn)量潛力差距,調(diào)整品種選育方向,精確指導(dǎo)完善玉米高產(chǎn)高效栽培技術(shù)措施具有重要意義。
在玉米生產(chǎn)上合理布局品種時應(yīng)充分考慮品種的生態(tài)適應(yīng)性,在廣西生態(tài)區(qū)域仍應(yīng)首選廣西生態(tài)類型玉米品種。增加種植密度是提高玉米生產(chǎn)潛力的重要舉措,廣西生態(tài)區(qū)域玉米品種的高產(chǎn)耐密特性仍需進(jìn)一步改良和提高。