張 揚(yáng), 黃章明, 廖長見, 林建新, 陳山虎, 盧和頂

(1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所/福建省特色旱作物品種選育工程技術(shù)研究中心,福建 福州 350013;2.南平市延平區(qū)科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所,福建 南平 353000)

鮮食甜玉米口感好、營養(yǎng)價(jià)值高,因而越來越受消費(fèi)者的歡迎。在一些地區(qū),甜玉米種植已成為當(dāng)?shù)氐闹匾r(nóng)業(yè)生產(chǎn)。以鮮穗消費(fèi)為目的的甜玉米生產(chǎn)不僅要考慮產(chǎn)量的高低,還要考慮果穗的商品品質(zhì)[1]。明博等[2]對2005—2016年我國普通玉米的種植密度調(diào)查表明,普通玉米主要通過增加種植密度來提高群體產(chǎn)量。增加種植密度是提高甜玉米產(chǎn)量的最重要途徑,但也要綜合考慮密度對鮮食甜玉米商品品質(zhì)的影響。密度過高,甜玉米產(chǎn)量和商品外觀品質(zhì)等都將受到影響;密度過低,鮮果穗商品性雖好,但產(chǎn)量較低也無法取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。曹慶軍等[3]研究表明,平展型甜玉米株型高大、葉片寬且多、穗位以上葉片和主稈夾角較大,種植密度宜在36 000～42 000株·hm-2之間;緊湊型甜玉米株型緊湊、葉片上沖、穗位以上葉片與主稈夾角較小,適合在收麥后播種,種植密度宜在48 000～54 000株·hm-2之間;半緊湊型甜玉米種植密度宜在42 000～48 000株·hm-2之間。汪波等[4]研究表明,株高在隨著密度的增加而增加的同時(shí),玉米穗部重心上移,造成植株易倒伏。鮮食玉米的空稈率和畸形率是影響產(chǎn)量的重要因素,也是衡量品種耐密性優(yōu)劣的重要參考指標(biāo)。艾海峰等[5]研究表明,不同種植密度下,不同品種的空稈率和畸形率差異較大。因此,根據(jù)品種特性,并采用適宜的種植密度才能使甜玉米的品質(zhì)和產(chǎn)量達(dá)到最佳。

閩甜6855和廣良甜27號(hào)是福建省甜玉米生產(chǎn)中推廣面積較大的2個(gè)品種。有關(guān)種植密度對該2個(gè)品種農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響尚未見報(bào)道?；诖?本研究測定了5種種植密度對閩甜6855和廣良甜27號(hào)的影響,比較兩品種在福建省種植的耐密性差異,以期確定最佳和最高種植密度,為其高產(chǎn)高效栽培和推廣提供參考,并為耐密性甜玉米品種的選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

參試甜玉米品種為閩甜6855、 廣良甜27號(hào)。(1)閩甜6855(審定編號(hào):閩審玉2016003),是福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所在福建省亞熱帶生態(tài)條件下選育的品種,于2016年通過福建省品種審定,相繼在浙江、廣東、海南和江西省引種備案。閩甜6855株型緊湊,適應(yīng)性廣、穩(wěn)產(chǎn)性好、抗倒性強(qiáng)、抗病性好,累計(jì)推廣超1.5萬hm2,是福建省目前種植面積最大的甜玉米品種。(2)廣良甜27號(hào)(審定編號(hào):國審玉20210120)是由泰國引進(jìn)國內(nèi)審定的熱帶甜玉米品種。廣良甜27號(hào)株型半緊湊,單穗產(chǎn)量高、品質(zhì)好,株高較高,不耐密植,在福建省鮮食玉米主產(chǎn)區(qū)漳州和三明有一定的推廣。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與調(diào)查項(xiàng)目

試驗(yàn)地設(shè)在福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所青口試驗(yàn)基地(25.828E,119.30N)。本試驗(yàn)設(shè)置5種種植密度,分別為36 000、42 000、48 000、54 000和57 000株·hm-2。甜玉米常規(guī)種植密度一般為48 000株·hm-2,因此本試驗(yàn)中設(shè)置的54 000和57 000株·hm-2種植密度屬于耐密甜玉米的栽培密度。采用間比法排列,每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù),2個(gè)品種共6個(gè)小區(qū)。小區(qū)長×寬為5.0 m×4.8 m,種植8行區(qū),四周設(shè)不低于2行的同品種保護(hù)行。全生育期肥水管理與生產(chǎn)上一致,總施肥量屬中上水平。

2022年3月25日播種,4月15日移栽。田間調(diào)查2個(gè)甜玉米品種的抽雄、吐絲和散粉日期。授粉結(jié)束后,進(jìn)行株高和穗位的測量。6月10日采收,用游標(biāo)卡尺測量穗長、穗粗,并計(jì)算空稈率、畸形率、小區(qū)產(chǎn)量等。若采收時(shí),果穗外形不屬于直筒型且長度短于15 cm的計(jì)為畸形穗。畸形率/%=(小區(qū)畸形穗數(shù)量/總穗數(shù))×100。授粉后20 d實(shí)收各小區(qū)中間6行鮮果穗(只留2苞葉),稱重計(jì)產(chǎn)。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理, 采用DPS軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對閩甜6855與廣良甜27號(hào)物候期的影響

閩甜6855和廣良甜27號(hào)的物候期表現(xiàn)見表1。從表1可見,相同種植密度下,閩甜6855的抽雄期、吐絲期和散粉期都比廣良甜27號(hào)早3～5 d,說明閩甜6855生育期早于廣良甜27號(hào)。從表1還可見,在不同種植密度下,同一品種的抽雄期、吐絲期和散粉期差異不大。

表1 不同種植密度下閩甜6855與廣良甜27號(hào)的物候期Table 1 Phenological period of Mintian 6855 and Guangliangtian 27 under different planting densities

2.2 種植密度對閩甜6855與廣良甜27號(hào)植株性狀的影響

種植密度對閩甜6855與廣良甜27號(hào)植株性狀的影響見表2。

表2 不同種植密度下閩甜6855與廣良甜27號(hào)的植株性狀表現(xiàn)1)Table 2 Plant traits of Mintian 6855 and Guangliangtian 27 under different planting densities

2.2.1 株高 從表2可見,隨著種植密度的提高,兩品種株高也隨之增高。在同一密度下,閩甜6855整體株高低于廣良甜27號(hào),在57 000株·hm-2密度下的株高與廣良甜27號(hào)在36 000、42 000株·hm-2密度下的株高相當(dāng),表明閩甜6855更抗倒伏。從表2還可見,閩甜6855在36 000株·hm-2與42 000株·hm-2密度下的株高差異不顯著,廣良甜27號(hào)株高在該2種密度下差異也不顯著,說明低于42 000株·hm-2的密度對株高影響不大。

2.2.2 穗位高 從表2可見,不高于48 000株·hm-2密度下,閩甜6855與廣良甜27號(hào)的穗位高差異不顯著;在54 000、57 000 株·hm-2密度下,兩者的穗位高差異極顯著。從表2還可見,兩品種穗位隨著密度的增加而增高,閩甜6855的穗位高總體低于廣良甜27號(hào)。

2.2.3 空稈率與畸形率 從表2可見,在5種密度下,閩甜6855與廣良甜27號(hào)空稈率與畸形率均較低。其中,閩甜6855空稈率與畸形率雖隨著密度的增大而增大,但差異均不顯著。廣良甜27號(hào)在36 000、42 000株·hm-2密度下的空稈率與畸形率極顯著低于其他3個(gè)處理,推測42 000株·hm-2可能是最大種植密度。從表2還可見,閩甜6855的空稈率與畸形率整體上低于廣良甜27號(hào),說明閩甜6855的耐密性優(yōu)于廣良甜27號(hào)。

2.3 種植密度對閩甜6855與廣良甜27號(hào)商品品質(zhì)的影響

種植密度對閩甜6855與廣良甜27號(hào)商品品質(zhì)的影響見表3。從表3可見,在36 000株·hm-2密度下閩甜6855與廣良甜27號(hào)的穗長、穗粗和單穗重差異均不顯著,且都高于其他處理。隨著密度的增加,兩品種穗長變短、穗粗變小、單穗重降低。閩甜6855在54 000株·hm-2密度下與廣良甜27號(hào)在48 000株·hm-2密度下的穗長無差異,在57 000株·hm-2密度下與廣良甜27號(hào)在48 000株·hm-2密度下的單穗重?zé)o差異,說明在福建低海拔春季種植區(qū),密度的增加對廣良甜27號(hào)穗長和單穗重的影響比閩甜6855更大。閩甜6855的單穗重在42 000～54 000株·hm-2之間差異不顯著,推測閩甜6855的最大種植密度可以到54 000株·hm-2;廣良甜27號(hào)單穗重在42 000～48 000株·hm-2之間差異不顯著,推測廣良甜27號(hào)最大種植密度在42 000～48 000株·hm-2之間。

表3 不同種植密度下閩甜6855與廣良甜27號(hào)的鮮果穗與產(chǎn)量表現(xiàn)1)Table 3 Fresh ear yield and yield performance of Mintian 6855 and Guangliangtian 27 under different planting densities

2.4 種植密度對閩甜6855與廣良甜27號(hào)鮮果穗產(chǎn)量的影響

從表3可見,在5種密度下,閩甜6855的產(chǎn)量先增后減,密度為48 000株·hm-2時(shí)合格商品穗的產(chǎn)量最高(20 534.36 kg·hm-2),說明其群體產(chǎn)量最高的種植密度在48 000株·hm-2左右。廣良甜27號(hào)在密度為42 000株·hm-2時(shí)合格商品穗產(chǎn)量最高(13 606.24 kg·hm-2),之后大幅降低,說明其群體產(chǎn)量最高的種植密度在42 000株·hm-2左右。

從表3還可見,不同種植密度下,由于兩品種穗長、單穗重、空稈率和畸形率都存在差異,最終導(dǎo)致閩甜6855在5種種植密度下產(chǎn)量均高于廣良甜27號(hào)。在植株和果穗都正常生長的情況下,隨著密度的增加,果穗變短、單穗重變小。密度高于54 000株·hm-2,廣良甜27號(hào)單穗重降低。閩甜6855株型為緊湊型,葉面積小、葉片較硬、葉夾角小,中部和底部冠層葉片能獲得較多的光照;而廣良甜27號(hào)株型為半緊湊,葉面積大、葉片較軟、葉夾角大,投射到中部和底部冠層葉片的光照較少,這可能是造成高密度下廣良甜27號(hào)果穗發(fā)育不正常的原因。綜合來看,閩甜6855的耐密性優(yōu)于廣良甜27號(hào)。

3 討論與結(jié)論

玉米產(chǎn)量是個(gè)體遺傳特性、群體效應(yīng)與環(huán)境相互協(xié)調(diào)的結(jié)果。當(dāng)密度過大時(shí),個(gè)體產(chǎn)量與群體產(chǎn)量之間不協(xié)調(diào),個(gè)體產(chǎn)量的影響超過了群體效應(yīng),造成產(chǎn)量降低[6-7]。不同株型品種最適種植密度具有較大差異。本研究表明,在5種種植密度下,閩甜6855和廣良甜27號(hào)兩品種的物候期沒有太大的差異。在相同密度下,閩甜6855株高低于廣良甜27號(hào),且隨著密度的增加,閩甜6855株高的增長幅度低于廣良甜27號(hào),推測閩甜6855株高對密度的反應(yīng)低于廣良甜27號(hào)。賀囡囡等[6]和趙潤彬[7]研究表明,株高對玉米群體冠層的光能捕獲率和光能利用率有決定性作用。本研究中,高密度的廣良甜27號(hào)株高較高,植株整體生物量較大,空稈率和畸形率更高,可能由于更多的能量用于營養(yǎng)生長而影響了生殖生長,導(dǎo)致供應(yīng)果穗的能量不足,造成果穗較小或者發(fā)育不良。密度越大,空稈率和畸形率也隨之增加,這與田再民等[8]和張麗宏等[9]的研究結(jié)果相同。也有研究發(fā)現(xiàn),高密度會(huì)刺激植株的頂端優(yōu)勢,誘發(fā)不育,產(chǎn)生畸形穗或者空稈,產(chǎn)量被不結(jié)果穗的植株數(shù)所限制,最終影響群體的果穗數(shù)量和產(chǎn)量[10-13]。本研究中,隨著密度的增加,對閩甜6855和廣良甜27號(hào)產(chǎn)量影響最大的是畸形率和空稈率。隨著密度的增加,廣良甜27號(hào)畸形穗和空稈率都顯著增加,造成小區(qū)合格商品穗產(chǎn)量嚴(yán)重下降;閩甜6855在5種密度下的畸形穗或者空稈率都比較少。 空稈和畸形穗的形成,是受光能利用率和能量供應(yīng)不足還是受植株頂端優(yōu)勢的影響還需進(jìn)一步研究。

本研究對產(chǎn)量、空稈率、畸形率、穗長和單穗重進(jìn)行了綜合評價(jià),推測閩甜6855在類似福建省的氣候條件下,田間的最大種植密度約為54 000株·hm-2,最佳種植密度在42 000～48 000株·hm-2之間;廣良甜27號(hào)田間的最大種植密度約為42 000株·hm-2,最佳種植密度低于或接近36 000株·hm-2。同時(shí),以閩甜6855為親本,有望選育耐密性優(yōu)良的甜玉米新種質(zhì)。