史丽丽,陈 洁,焦宏业,史明山,王 磊,范子洋,孙海昆
(邯郸市农业科学院,河北 邯郸 056001)
玉米既是重要的粮食和饲料作物,又是重要的能源和化工原料。玉米是我国乃至世界上种植面积最大、总产量最高的作物,在农业生产中占有举足轻重的地位。随着城市建设城镇化和工业化的发展,我国耕地面积逐渐减少,而人口仍不断增加,粮食安全问题日益突出,如何提高玉米生产水平成为当今玉米研究领域急需解决的难题[1,2]。高质量的杂交种子是保证玉米高产稳产的关键[3,4],而获得优良杂交种子主要依赖于良好的制种技术。玉米杂交制种过程中,父母本花期相遇是决定制种产量的关键。在生产实践中,往往因父母本错期不当或受气候及栽培条件等因素的影响,造成双亲花期不遇,制种产量达不到预期目标,甚至制种失败[5~7]。玉米高产高效制种除了需要科学的肥水措施外,还需要使植株具备合理的群体结构,促使个体发育协调[8~10],因此,父母本的种植密度也是影响制种产量的重要因素[11,12]。研究表明,合理的种植密度和父母本行比能显著提高地力和光能利用率,保证玉米制种的高产高效[13,14]。
邯丰79(H7×H9)是邯郸市农业科学院育成的玉米杂交种,具有高产、稳产、抗逆性强、适应性广等优点,在河北省生产试验中9个试点全部增产,增产潜力大,适宜在河北省夏播区种植。该品种自2006年审定以来在黄淮海地区大面积推广,2010~2012年累计推广面积达454.6万hm2[15,16]。为了降低制种成本、提高制种产量,从父母本行比、播期、栽培密度和施肥量方面对邯丰79的高产制种技术进行了探索,旨为邯丰79的大面积推广应用提供技术支持。
玉米试材为H7(杂交种邯丰79的母本) 和H9(杂交种邯丰79的父本),均由邯郸市农业科学院选育。肥料种类有尿素(N含量46%)、磷酸二铵(N含量15%,P2O5含量42%) 和氯化钾(K2O含量60%)。
1.2.1 试验设计 试验在邯郸市农业科学院试验地进行,分3项内容研究了不同制种技术对玉米制种产量的影响。
1.2.1.1 父母本行比及密度试验。采用二因素裂区试验设计,其中,主区为母本密度,设52500、60000、67500、75000和82500株/hm2计5个水平;副区为父母本行比,设1∶4、1∶5和1∶6计 3个水平。小区行长6.0 m,行距 0.5 m,父母本行比 1∶4、1∶5 和 1∶6 的小区面积分别为30、36和42 m2,3次重复。2011年4月中旬播种玉米,一次性基施复混肥(N、P2O5、K2O含量分别为16.5%、17.3%和21.8%,下同)600kg/hm2,其他管理同大田。
1.2.1.2 父母本播期试验。2012年按照父母本播种时间差期,设7个播期处理(表1)。小区面积36m2,玉米行长6.0m、行距0.5m,12行/区,父母本行比1∶5,随机区组排列,3次重复。母本密度为75 000株/hm2,一次性基施复混肥600 kg/hm2,其他管理同大田。
表1 邯丰79父本和母本的播种时间 (月-日)Table 1 Sowing dates of the parents of Hanfeng 79
1.2.1.3 施肥量试验。分3个独立的试验进行。(1)氮肥(N) 施用量试验。施氮量设75、120、165、210、255和300 kg/hm2计6个处理,均施磷肥(P2O5)120 kg/hm2和钾肥 (K2O) 150 kg/hm2。 (2) 磷肥(P2O5)施用量试验。施磷量设30、75、120、165和210 kg/hm2计5个处理,均施氮肥(N) 210 kg/hm2和钾肥 (K2O) 150 kg/hm2。 (3) 钾肥(K2O) 施用量试验。施钾量设90、120、150、180和210 kg/hm2计5个处理,均施氮肥(N)210 kg/hm2和磷肥(P2O5)120 kg/hm2。小区面积20m2,行长6.67m,行距0.5 m,6行/区,父母本行比1∶5,随机区组排列,3次重复。2013年4月中旬播种玉米,母本密度为75 000株/hm2。其他管理同大田。
1.2.2 测定项目与方法 全区收获,脱粒后风干,按籽粒含水量14%折算产量。
1.2.3 数据统计分析 利用Excel 2007进行数据处理,利用DPS 9.50软件进行统计分析。
不同母本密度处理的玉米产量顺序为75 000株/hm2>67 500株/hm2>82 500株/hm2>60 000株/hm2>52 500株/hm2,且差异均达到了极显著水平(表2),表明母本密度对玉米制种产量有极显著的影响。在相同父母本行比条件下,玉米制种产量均随母本密度的增加呈先增加后降低的变化趋势,且均在母本密度为75 000株/hm2时达到最大值,表明邯丰79高产制种的最佳母本种植密度为75000株/hm2。在相同母本密度条件下,不同父母本行比处理的玉米制种产量顺序均为 1∶5>1∶4>1∶6,且差异均达到了显著水平,表明邯丰79高产制种的最佳父母本行比为1∶5。在不同的母本密度与父母本行比组合中,母本密度为75 000株/hm2、父母本行比为1∶5时制种产量最高,达到了6 511.5 kg/hm2。
综上所述,在邯丰79制种过程中,可以通过适当增加种植密度来提高制种产量,其中,母本密度为75 000株/hm2、父母本行比为1∶5时制种产量最高。
表2不同母本密度与父母本行比对邯丰79制种产量的影响(kg/hm2)Table 2 The effects of planting density of maternal line and the ratio between parental lines on the yield of Hanfeng 79
玉米制种产量随父本播期的延后呈先增加后降低的变化趋势,其中,父本较母本晚播2 d处理的制种产量最高,父母本同期播种处理次之,二者差异不显著,但均极显著高于其他播期处理(图1)。表明邯丰79高产制种的父本适宜播期为与母本播期相同或较母本晚播2 d。在实际生产中,为了操作简便、高效,可采取父母本同期播种的方式,即父母本均在4月18日播种。
图1 父母本播期对邯丰79制种产量的影响Fig.1 The effect of sowing date of the parents on the yield of Hanfeng 79
2.3.1 氮肥施用量 玉米制种产量随施氮量的增加而逐渐增加,其中,施氮量≤210 kg/hm2时不同施氮处理的产量差异均达到了极显著水平,而施氮量≥210 kg/hm2处理的产量差异均不显著(图2)。表明邯丰79高产制种的经济施氮量为210 kg/hm2。
图2 施氮量对邯丰79制种产量的影响Fig.2 The effect of nitrogen rate on the yield of Hanfeng 79
2.3.2 磷肥施用量 玉米制种产量随施磷量的增加而逐渐增加,其中,施磷量≤165kg/hm2时不同施磷处理的产量差异均达到了显著水平,而施磷量≥165 kg/hm2处理的产量差异不显著(图3)。表明邯丰79高产制种的经济施磷量为165 kg/hm2。
图3 施磷量对邯丰79制种产量的影响Fig.3 The effect of phosphorus rate on the yield of Hanfeng 79
2.3.3 钾肥施用量 玉米制种产量随施钾量的增加而逐渐增加,其中,施钾量≤180 kg/hm2时不同施钾处理的产量差异均达到了极显著水平,而施钾量≥180kg/hm2处理的产量差异不显著(图4)。表明邯丰79高产制种的经济施钾量为180 kg/hm2。
图4 施钾量对邯丰79制种产量的影响Fig.4 The effect of potassium rate on the yield of Hanfeng 79
玉米农艺性状和产量性状取决于品种的遗传特性以及栽培的环境条件和管理水平。研究表明,玉米产量与种植密度密切相关[17~19]。本研究条件下,邯丰79的制种产量随母本种植密度的增加呈先升高后降低的变化趋势,其中,母本密度为75 000株/hm2、父母本行比为1∶5时玉米制种产量最高,达到了6 511.5 kg/hm2。
父母本花期能否相遇是决定杂交玉米制种成败的重要因素[20]。对邯丰79父母本不同播期下制种产量的研究结果表明,父本较母本晚2 d播种时制种产量最高,但与父母本同期播种处理的产量差异不显著。因此,在实际生产中,考虑到操作的便利性和高效性,可采用父母本同期播种的方式。
玉米是喜肥作物,养分供应不足时不利于玉米产量的提高。本研究结果表明,邯丰79的制种产量随着氮、磷、钾施肥量的增加而逐渐提高,但当施肥量达到一定程度后继续增施肥料,玉米制种产量增幅会趋于平缓。本研究条件下,邯丰79高产制种的氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)经济施肥量分别为210、165 和 180 kg/hm2。
玉米配套制种技术的应用效果受多种因素的影响,应根据当地的气候资源、土壤条件、生产力水平以及品种特性等灵活调整,最大程度地挖掘生产潜力,以实现玉米制种的高产高效。
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