种植密度对不同熟期玉米品种生理成熟时籽粒含水量及产量的影响

孙海潮， 张莹莹， 卢道文， 牛永锋， 宋俊乔， 李永江， 张 盼， 董文恒， 张晓辉

(安阳市农业科学院，河南安阳 455000)

玉米收获时含水量过高已成为影响黄淮海地区玉米籽粒机收时期、籽粒破碎率、储运烘干成本及玉米品质的关键因素[1-5]，且种植密度也是影响玉米产量的关键因素[6-7]，增加种植密度是提高玉米单位面积产量的关键措施之一[8-9]。黄淮海作为我国粮食的主产区，普遍采用冬小麦—夏玉米一年两熟的耕作模式，为了不影响冬小麦的播种时间，要求玉米的整个生育期在100～110 d，致使夏玉米生长过程所需的热量、积温等因素受到制约。因此在不影响玉米产量的前提下，实现玉米籽粒机收必须协调种植密度、生育期长短、收获时含水量之间的关系[10-17]。研究发现，收获时籽粒含水量受干物质积累速度、生理成熟时含水量和生理成熟到收获时籽粒的脱水速率共同影响[18-24]。

前人做了大量种植密度对玉米产量影响的相关研究[25]。目前黄淮海地区关于种植密度对不同玉米生理成熟期时籽粒含水量的影响鲜有报道。丁佳琦研究发现，生理成熟期的籽粒脱水速率呈持续下降趋势，不同密度对自交系的脱水速率影响较小[26]。本试验选用8个黄淮海地区主推品种，研究2个密度条件下对不同品种生理成熟期籽粒含水量的影响，结合品种生理成熟时的含水量与生育期将这8个玉米品种进行分类，综合考虑种植密度、生育期、生理成熟时含水量、产量等相关因素，为黄淮海地区机收籽粒品种筛选及合理密植提供参考，指导黄淮海地区玉米生产。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及供试材料

试验于河南省安阳市农业科学院柏庄试验基地(114°20′E、36°11′N)进行，土壤类型为潮土，土壤有机质含量为16.1 g/kg，碱解氮含量为137.2 mg/kg，有效磷含量为7 mg/kg，速效钾含量为 139.6 mg/kg，pH值为7.8。供试材料为黄淮海近年来推广面积较大、新选育、适宜机收的品种，共8个，分别为豫单9953、创玉107、云台玉39、先玉335、北青340、金诚12、航星118、郑单958。2017年6月12日播种，10月5日收获。

1.2 试验设计

采用裂区设计，主区为密度，副区为品种。设67 500、82 500株/hm22个种植密度，小区面积为5.0 m×2.4 m=12.0 m2，行距60 cm，3次重复，品种随机区组排列。7月2日施天邦长效缓释复合肥600 kg/hm2，其中N ∶P2O5∶K2O=28 ∶6 ∶6。

1.3 测量项目及方法

1.3.1 生育期记载 生育期是指从出苗至生理成熟的天数。玉米生育期调查包括播种期、出苗期、抽雄期、散粉期、吐丝期、生理成熟期。

1.3.2 生理成熟时籽粒含水量 根据品种的生育期，对生理成熟时期各品种调查取样。每个品种取大小一致的3穗，脱其穗中部籽粒大约150 g，称其鲜质量后装入纸袋中，105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒质量称质量。生理成熟时籽粒含水 量=(籽粒鲜质量-籽粒干质量)/籽粒鲜质量×100%。

1.3.3 测产 成熟时每小区收中间2行进行计产。

1.4 数据处理与分析

利用Excel 2010计算籽粒含水量，利用DPS 7.50软件对试验数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同密度、不同品种玉米生理成熟时含水量方差分析与多重比较

由表1可知，不同密度之间玉米生理成熟时含水量差异不显著，不同品种间生理成熟时的籽粒含水量差异极显著。

表1 不同密度、不同品种玉米生理成熟时含水量的方差分析

注：**表示差异极显著(P<0.01)。表4同。

由表2可知，郑单958在2个密度下的含水量均最高，分别为34.86%、34.17%；豫单9953均最低。当密度从 67 500株/hm2增至82 500株/hm2时，不同品种生理成熟时含水量的变化不同，密度为67 500株/hm2时，生理成熟时含水量比先玉335低的仅有豫单9953；密度为82 500株/hm2时，生理成熟时含水量比先玉335低的有创玉107、豫单9953。

由表2还可见，金诚12、创玉107在密度为 67 500株/hm2时籽粒生理成熟时的含水量与密度为82 500株/hm2时相比分别增加1.37、1.79百分点；先玉335、北青340、云台玉39在密度为 67 500株/hm2时籽粒生理成熟时的含水量与密度为 82 500株/hm2时相比分别减少1.19、1.56、1.39百分点；郑单958、航星118、豫单9953在2个种植密度生理成熟时含水量几乎没有变化，差异不明显。

表2 不同密度、不同品种玉米生理成熟时含水量的多重比较

注：数据后标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。表 5同。

2.2 不同玉米品种脱水类型的划分

由表3可知，根据田间调查不同玉米品种的生理成熟期，发现郑单958的生育期为109 d左右，航星118、金诚12、北青340为104 d左右，先玉335、云台玉39、创玉107为97～99 d，豫单9953为95～96 d。

同时利用DPS 7.50软件，结合生理成熟的籽粒含水量，在欧式距离为11～18时，对8个玉米品种进行分类，结果显示，早熟玉米品种包括豫单9953、创玉107、云台玉39、先玉335，中晚熟玉米品种包括北青340、金诚12、航星118、郑单958(图1)。

2.3 不同密度、不同品种玉米的产量方差分析与多重比较

由表4可知，不同密度之间品种收获时产量差异不显著，不同品种间收获时产量差异极显著。

由表5可知，在密度为67 500株/hm2的条件下，北青340、先玉335、云台玉39产量差异不显著，这3个品种与其他5个品种差异显著；在密度为82 500株/hm2的条件下，北青340、先玉335、郑单958产量差异不显著，云台玉39、豫单9953、航星118产量差异不显著，创玉107、金诚12产量差异不显著。豫单9953在 67 500株/hm2密度下的产量为 10 411.0 kg/hm2，在82 500株/hm2密度下的产量为 11 278.0 kg/hm2，虽然2个密度间产量差异不明显，但是豫单9953在高密度条件下产量高，豫单9953适合在82 500株/hm2密度下种植。

由表5还可知，在2个密度条件下，北青340、先玉335产量均较高。云台玉39、郑单958、航星118、 创玉107在2个密度间产量差异不明显， 2个种植密度对这几个品种产量影响较小。金诚12在67 500株/hm2密度下的产量较 82 500株/hm2密度下的产量高，两者达到显著差异水平，金诚12适合在67 500株/hm2密度下种植。

表3 不同熟期玉米品种生育期比较

表4 不同密度、不同品种玉米的产量方差分析

表5 不同密度、不同品种玉米的产量多重比较

3 讨论与结论

种植密度通过影响玉米群体的光合速率使产量和籽粒含水量发生变化，近几年选育的品种表现出耐密性比较强的特点，种植密度在一定范围内时，其产量、籽粒含水量变化幅度较小[27]。谭福忠等研究发现，生理成熟前密度对籽粒含水量、脱水速率的影响不显著，生理成熟后密度对二者的影响差异显著[28]。本研究选用8个黄淮海地区有代表性的品种，以生理成熟时籽粒含水量和产量为目标性状，研究67 500、82 500株/hm22个种植密度对二者的影响。研究发现，2个密度之间品种生理成熟时整体的含水量差异不显著，部分品种间生理成熟时的籽粒含水量差异极显著，变化幅度分别为 27.12%～34.86%、27.05%～34.17%，2个密度条件下郑单958生理成熟时的含水量均为最高，豫单9953均为最低。结合不同品种生育期、生理成熟时含水量、产量分析目前这8个品种在籽粒机收方面存在的问题，发现部分品种高产但具有较高的籽粒含水量，如郑单958、金诚12、航星118产量均≥9 528.0 kg/hm2，但生理成熟时籽粒含水量均≥ 31.87%，不利于籽粒机收。

通过比较生理成熟时含水量与生育期，云台玉39、先玉335、豫单9953、创玉107为早熟玉米品种，2个密度条件下产量均≥9 989.5 kg/hm2，4个玉米品种的稳定性较好，可作为机收备选品种。同时对这4个玉米品种的生理成熟时含水量与产量分别进行两两比较，云台玉39、先玉335在 67 500株/hm2密度下的生理成熟时籽粒含水量较82 500株/hm2密度下的低，且产量比82 500株/hm2密度下的高，云台玉39、先玉335适合在 67 500株/hm2密度下种植；豫单9953、创玉107在 82 500株/hm2密度下的生理成熟时籽粒含水量较67 500株/hm2密度下的低，且产量比67 500株/hm2密度下的高，豫单9953、创玉107适合在82 500株/hm2密度下种植。北青340虽然属于中晚熟品种，产量在2种密度下均为最高，生理成熟时含水量在67 500株/hm2密度下与82 500株/hm2密度下相比低1.56百分点，适合在67 500株/hm2密度下种植，作为机收品种时应慎重考虑。