种植密度对不同玉米品种籽粒灌浆特性的影响

徐丽娜，闫艳，梅沛沛，陈士林，王小龙

（河南科技学院生命科技学院，河南 新乡 453003）

黄淮海平原是我国玉米重点主产区之一，年总产量4 500×104t以上，占全国40%左右［1］，因此提高该地区产量对发展我国玉米生产具有重要作用。

玉米产量由单位面积穗数、穗粒数和千粒重三要素构成。三因素的变化受诸如品种、栽培措施、生态环境等多种因素影响，其中种植密度对产量影响较大；依靠种植密度的增加达到高产已得到广泛认可［2-5］。在穗数、穗粒数一定的条件下，粒重对玉米产量有着至关重要的作用［6，7］。玉米粒重与籽粒灌浆特性相关性较大，灌浆速率的高低以及灌浆持续期的长短决定了最终籽粒产量［8］。研究证明，种植密度对灌浆特性有显著影响［9，10］。灌浆特性是玉米生长后期影响产量的主要因素，不同种植密度下的灌浆特性和变化一直是我国玉米产量形成研究的热点［11，12］。因此，系统研究不同种植密度条件下玉米籽粒灌浆的变化规律，对提高玉米产量和适宜密度的选择与应用具有重要的理论指导意义和实践价值。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与材料

试验于2017—2018年6月份在河南科技学院东区乔榭试验田（北纬35°16′54.92″，东经113°56′51.67″，海拔270～430 m）进行。该地年均降水量656.3 mm。试验地属石灰型褐土，土体深厚，土壤质地适中，0～20 cm土层有机质含量15.70 g／kg、碱解氮55.87 mg／kg、速效磷8.24 mg／kg、速效钾185.41 mg／kg、全氮0.09%，pH值7.6。前茬作物冬小麦，秸秆直接还田。

供试玉米品种：桥玉8号、先玉335和郑单958。

1.2 试验设计与田间管理

采用随机区组设计，重复3次。试验设3个处理，即每公顷密度52 500株（D1）、67 500株（D2）和82 500株（D3）。小区长6 m，宽8 m，面积48 m2。机器开沟，人工点播，60 cm等行距种植，株距分别为31.7、24.7、20.2 cm，每小区种植13行。

播前翻耕，氮磷钾肥作底肥施入，施肥量分别为：120、105、120 kg／hm2，大喇叭口期追施1次氮肥（尿素）60 kg／hm2。灌水除草以及病虫害防治与一般大田一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 籽粒灌浆特性 吐丝期选长势一致植株，将同一天授粉的果穗挂牌，标记日期。自授粉后10 d开始，每处理取3个标记果穗，每6 d取样1次，直至收获。将所取果穗纵向取样，随机数取50粒，迅速测定其鲜重；用排水法测量体积；105℃杀青30 min后，80℃烘至恒重，称干重。

1.3.2 籽粒灌浆速率 100粒籽粒灌浆速率（g／d）＝（后一次取样籽粒干重-前一次取样籽粒干重）／两次取样相隔天数。

1.3.3 产量测定 每小区收获玉米5行各4 m调查空秆率，称所有果穗总鲜重，按平均鲜穗重从所收果穗中选取10穗，考查穗部性状和折算实际产量（按14%含水率折算）。

1.4 数据处理

利用Microsoft Excel 2016对数据进行处理与作图，用SPSS软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 密度对不同玉米品种灌浆特性的影响

由图1可知，随着密度增加籽粒鲜重表现为降低趋势，3个玉米品种趋势一致，但郑单958高密度下下降趋势较大。不同品种的籽粒鲜重在灌浆前中期均迅速增加，灌浆后期基本趋于稳定。灌浆前期和中期郑单958和桥玉8号鲜重大于先玉335，灌浆后期先玉335鲜重上升且高于前两个品种。

由图2可见，不同密度下3个玉米品种百粒体积的变化趋势与鲜重一致，即随密度增加体积下降，先玉335下降较小。不同品种比较，随着灌浆进程推进，籽粒体积表现为桥玉8号和先玉335大于郑单958；桥玉8号和先玉335比较，灌浆前期桥玉8号大于先玉335，灌浆后期先玉335大于桥玉8号。

百粒干重随着灌浆进程推进呈现“S”型曲线，变化趋势与籽粒鲜重、体积相同，3个品种均表现为随密度增加呈现降低趋势。不同品种比较，三种密度下百粒干重均表现为生育后期先玉335＞桥玉8号＞郑单958，生育前期相差不大（图3）。

2.2 种植密度对玉米各品种籽粒灌浆速率的影响

进入灌浆阶段，玉米籽粒干物质积累速度加快，重量不断增加。籽粒灌浆时长和速率决定玉米库容的充实程度，进而决定玉米的粒重［13］。不同品种的籽粒灌浆速率均先升高后降低，27～33 d时灌浆速率达到最大，之后逐渐降低。整体趋势来看，授粉后33 d内，郑单958、桥玉8号灌浆速率高于先玉335，33 d后，先玉335的灌浆速率最大。3个品种的灌浆速率均表现为低密度＞中密度＞高密度；平均灌浆速率相比较，先玉335大于桥玉8号和郑单958（表1）。

表1 各品种不同处理的100粒籽粒灌浆速率 （g／d）

2.3 种植密度对玉米各品种产量的影响

由图4可见，随着种植密度增加产量呈先上升后降低趋势，3个品种均表现为中低密度产量高于高密度产量。先玉335、桥玉8号中密度与低密度处理产量均无显著差异，郑单958为中密度＞低密度＞高密度。同密度条件下，3个品种产量变化表现为先玉335产量较高。

3 讨论与结论

前人对玉米的籽粒发育已做过大量研究［14-16］。对玉米籽粒生长发育时期的划分存在以下两种说法：一是分成4个时期：籽粒形成期、乳熟期、蜡熟期和完熟期；二是把籽粒的生长发育分为3个时期：籽粒形成期、迅速增重时期和成熟期［13］。玉米籽粒从授粉到成熟，其长度、宽度、厚度的变化，体积、鲜重和干重的增长曲线均表现为“S”型。有关籽粒灌浆的影响因素存在不同观点，一种说法是密度通过影响灌浆持续时间影响粒重，另外一种说法是取决于灌浆速率［10，17］。杨国虎等［18］研究认为玉米籽粒产量及灌浆特性关系密切，灌浆速率的高低以及灌浆持续期的长短决定最终籽粒产量。很多研究认同两方面共同决定粒重的结论，但不同的品种灌浆特征不同［19-21］。

随着种植密度提高，玉米个体对资源的竞争加剧。灌浆时期是玉米产量和籽粒品质形成的关键时期，种植密度对玉米的灌浆特性有显著影响［10，22］。本试验结果表明，不同种植密度对各品种籽粒鲜重、体积和干重影响一致，均表现为随着灌浆进程推进呈现“慢-快-慢”的增加趋势，3个品种均随着种植密度的增加百粒鲜重、体积和干重呈现减小趋势；灌浆速率低密度处理要高于高密度处理；不同品种间比较灌浆前期郑单958和桥玉8号占优势，灌浆后期先玉335表现为更高的体积和鲜重，灌浆速率较高，其整个灌浆期的平均灌浆速率同样较高；3个品种比较先玉335产量较高，郑单958和桥玉8号表现为中低种植密度处理下产量较高。