种植密度对不同株型玉米农艺性状、产量及抗倒伏特性的影响

门洪文 郭守鹏 黄昌见 于金友 康振强 王宝国

摘要：以不同株型的2個玉米品种为材料，探讨种植密度对产量、农艺性状、倒伏率以及茎秆穿刺强度等相关性状的影响。设置7个种植密度，分析了玉米产量、植株农艺性状、倒伏率以及茎秆穿刺强度等指标。结果表明：‘泉玉217’在60000株/hm2条件下产量最高（9325.5 kg/hm2），‘宇玉30’在75000株/hm2条件下产量最高（9640.5 kg/hm2）。随着种植密度的增加，玉米穗行数和千粒重降低；玉米株高、穗位高、基部第3节间长先升高后降低，基部第3节间粗降低。‘泉玉217’产量与节间粗、穗行数、行粒数极显著正相关，与千粒重显著正相关；倒伏率与节间长极显著正相关，与节间粗、穗行数、行粒数、千粒重以及产量极显著负相关。‘宇玉30’产量与千粒重显著正相关；倒伏率与节间粗、穗行数、行粒数、千粒重极显著负相关。倒伏率增加与玉米茎秆穿刺强度关系密切，随着种植密度的增大，玉米穗下第1节和基部第3节的穿刺强度逐渐降低，基部第3节的穿刺强度显著高于穗下第1节。在相同种植密度下，‘泉玉217’穗下第1节穿刺强度明显低于‘宇玉30’。因此，平展型玉米品种‘泉玉217’在本地区最佳种植密度为60000株/hm2，紧凑型玉米品种‘宇玉30’最适种植密度为75000株/hm2。在从事玉米生产时，要根据玉米品种的株型选择合适的种植密度，平展型玉米品种适当稀植，紧凑型玉米品种可适当密植。

关键词：玉米；种植密度；农艺性状；产量；抗倒伏

中图分类号：S513文献标志码：A论文编号：cjas20191200306

Effects of Planting Density on Agronomic Traits， Yield and Lodging Resistance of Maize with Different Plant Types

Men Hongwen1， Guo Shoupeng1， Huang Changjian1， Yu Jinyou2， Kang Zhenqiang3， Wang Baoguo3

（1Jinan Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250316， Shandong， China；2Jinan Agricultural Technology Extension Station， Jinan 250021， Shandong， China；3Jinan Seed Company， Jinan 250022， Shandong， China）

Abstract： Two maize varieties of different plant types were used to explore the effects of planting density on yield， plant agronomic traits， lodging rate and stalk puncture intensity， by setting up seven planting densities. The results showed that‘Quanyu 217’had the highest yield under the condition of 60000 plants/hm2（9325.5 kg/hm2）， and‘Yuyu 30’had the highest yield under the condition of 75000 plants/hm2（9640.5 kg/hm2）. With the increase of planting density， the number of ear rows and thousand-grain weight decreased； the plant height， ear height， and the 3rdinternode length at the base first increased and then decreased， and the 3rdinternode diameter at the base decreased. The yield of‘Quanyu 217’was extremely and significantly positively correlated with internode diameter， the number of ear rows， and number of grains per row， and significantly positively correlated with thousand-grain weight； the lodging rate was extremely and significantly positively correlated with the internode length， and extremely and significantly negatively correlated with internode diameter， number of ear rows， number of grains per row， thousand-grain weight and yield. The yield of‘Yuyu 30’was significantly positively correlated with thousand-grain weight； the lodging rate was extremely and significantly negatively correlated with internode diameter， number of ear rows， number of grains per row， and thousand-grain weight. The lodging rate increase was closely related to corn stalk puncture intensity. With the increase of planting density， the puncture intensity of the rachisinternode and the 3rdinternode gradually decreased， and the puncture intensity of the 3rdinternode was significantly higher than that of the rachisinternode. At the same planting density， the puncture intensity of the rachisinternode of‘Quanyu 217’was significantly lower than that of‘Yuyu 30’. Therefore， the optimum planting density of the flat corn variety‘Quanyu 217’in this region was 60000 plants/hm2， and the optimum planting density of the compact corn variety‘Yuyu 30’was 75000 plants/hm2. In corn production， the appropriate planting density should be selected according to the plant type of the variety， the flat corn variety should be properly sparsely planted， and the compact corn variety can be properly densely planted.

Keywords： Maize； Planting Density； Agronomic Traits； Yield； Lodging Resistance

0引言

玉米是中国主要的粮食作物，常年种植面积在2000万hm2，其总产量占中国粮食总产量的20%以上[1]。玉米还是中国主要饲料粮和部分地区的主要口粮，近年来化工产业对其需求也呈明显增加的态势[2]。玉米产量的提高受品种遗传改良和栽培技术的影响，其中密植是提高玉米产量的重要栽培措施之一[3-4]。有研究表明，玉米的理想株型是紧凑型+小雄穗+坚茎秆+开叶距+大根系[1]。相对于平展型玉米，紧凑型玉米在提高产量方面更具优势[5-7]。紧凑型品种在适宜高密度下具有较高的群体光合速率，更易获得高产[8]。然而，不同株型的玉米品种都有最适种植密度，过高或过低都会影响玉米的最终产量[9]。紧凑型品种达到最大产量潜力所需的密度较大，平展型品种较小[10]。种植密度对不同玉米品种农艺性状影响不同[11-13]，大部分玉米品种在不同种植密度下株高和穗位高无显著差异[14]。随着玉米种植密度增加，玉米倒伏率呈上升趋势[15-18]。关于不同种植密度对不同株型玉米产量、农艺性状等指标以及植株倒伏与茎秆穿刺强度的关系的研究较少。因此，笔者通过设置不同的种植密度，以耐密植玉米品种‘宇玉30’及平展型玉米品种‘泉玉217’为试验材料，旨在探明不同株型玉米品种对种植密度的响应，以期为不同株型玉米品种的高产栽培技术提供技术支持。

1材料与方法

1.1试验材料

试验于2018年6—10月在济南市农业科学研究院试验田进行。该试验田位于黄淮海平原地区，属于半湿润温带大陆性季风气候区，年降水量约671.1 mm，且多集中在夏季，年平均气温14.7℃，年无霜期235天，年日照时数2616.8 h。本试验选用平展型品种‘泉玉217’和紧凑型品种‘宇玉30’为试验材料。

1.2试验设计与田间管理

本试验采用随机区组试验设计。对2个不同株型的玉米品种，分别设置7个种植密度：60000、67500、75000、82500、90000、97500、105000株/hm2，共14个处理，3次重复，小区面积为20 m2，等行距种植，行距60 cm。各处理在播前施入氮磷钾复合肥（15-15-15）750 kg/hm2。在大喇叭口期按每公顷600 kg追施尿素。6月20日播种，9月29日收获，按高产田进行田间管理。

1.3测量方法

1.3.1植株性状在乳熟期，从各处理选取10株长势一致的代表性植株，测量株高和穗位高；同时测量茎秆基部第3节的节间长和节间粗。

1.3.2茎秆穿刺强度于吐丝期取未倒伏的代表性植株3株，取穗下第1节和基部第3节，剥除叶鞘，用茎秆强度仪（YYD-1型，浙江托普仪器有限公司，中国）测定穿刺强度。

1.3.3测产与考种从每小区收取中间2行果穗自然风干，每个处理选择10个果穗调查穗行数、行粒数，脱粒后统一折算产量，调查千粒重。

1.3.4倒伏率的观察与测定在成熟期，计数小区植株倒伏情况，测定倒伏率。计算公式如（1）所示。

倒伏率=小区倒伏株数/小区总株数×100%…（1）

1.4数据处理

用SPSS19和Excel进行统计分析及作图。

2结果与分析

2.1种植密度对不同株型玉米产量及产量构成要素的影响

由表1可得，不同种植密度下，2个品种在穗行数、行粒数、千粒重和产量表现均不相同。‘泉玉217’穗行数随着种植密度增加呈降低趋势，在60000株/hm2时穗行数为15.3行，达到最大值；行粒数随种植密度增加先升高后降低，在67500株/hm2時行粒数为32.8粒，达到最大值，但与60000株/hm2的行粒数差异不显著；千粒重随着种植密度增加呈降低趋势，在60000株/hm2时为322.8 g，达到最大值；籽粒产量随着种植密度增加呈降低趋势，在60000株/hm2时为9325.5 kg/hm2，达到最大值。‘宇玉30’穗行数随着种植密度增加呈降低趋势，在60000株/hm2时穗行数为14.6行，达到最大值；行粒数随种植密度增加呈降低趋势，在60000株/ hm2时行粒数为35.4粒，达到最大值；千粒重随着种植密度增加呈降低趋势，在60000株/hm2时为320.5 g，达到最大值；籽粒产量随着种植密度增加先升高后降低，在75000株/hm2时为9640.5 kg/hm2，达到最大值。

以上结果说明，在60000株/hm2时，平展型玉米‘泉玉217’可获得最高产量，在75000株/hm2时，紧凑型玉米‘宇玉30’可获得最高产量，继续增加种植密度，2种株型的玉米品种产量均降低。

2.2种植密度对不同株型玉米主要农艺性状的影响

由表2可得，不同种植密度下，2个品种在株高、穗位高、基部第3节间长、基部第3节间粗表现均不相同。‘泉玉217’株高随着种植密度增加呈先升高后降低趋势，在82500株/hm2和90000株/hm2时株高为267.4 cm，达到最大值；穗位高随种植密度增加先升高后降低，在90000株/hm2时穗位高为125.9 cm，达到最大值；基部第3节间长随着种植密度增加先升高后降低，在90000株/hm2时为6.8 cm，达到最大值；基部第3节间粗随着种植密度增加而降低，在60000株/hm2时为20.6 mm，达到最大值。‘宇玉30’株高随着种植密度增加呈先升高后降低趋势，在90000株/hm2时株高为261.2 cm，达到最大值；穗位高随种植密度增加先升高后降低，在90000株/hm2时穗位高为111.2 cm，达到最大值；基部第3节间长随着种植密度增加先升高后降低，在82500株/hm2和90000株/hm2时为7.0 cm，达到最大值；基部第3节间粗随着种植密度增加而降低，在60000株/hm2时为20.2 mm，达到最大值。

以上结果说明，随种植密度增加，平展型玉米‘泉玉217’和紧凑型玉米‘宇玉30’株高、穗位高、节间长均先升高后降低，节间粗均降低，二者变化趋势一致。

2.3不同株型玉米部分农艺性状相关性

从表3可得，平展型玉米品种‘泉玉217’，穗位高、节间长与株高极显著正相关。节间粗与节间长极显著负相关。穗行数与节间长显著负相关，与节间粗极显著正相关。行粒数与节间长显著负相关，与节间粗和穗行数极显著正相关。千粒重与株高、穗位高显著负相关，与节间粗和行粒数极显著正相关。产量与节间粗、穗行数、行粒数极显著正相关，与千粒重显著正相关。倒伏率与节间长极显著正相关，与节间粗、穗行数、行粒数、千粒重以及产量极显著负相关。紧凑型玉米品种‘宇玉30’，穗位高与株高极显著正相关。穗行数与节间粗极显著正相关。行粒数与节间粗和穗行数极显著正相关。千粒重与节间粗和行粒数极显著正相关。产量与千粒重显著正相关。倒伏率与节间粗、穗行数、行粒数、千粒重极显著负相关。

2.4种植密度对不同株型玉米倒伏率的影响

由图1可得‘，泉玉217’在60000株/hm2密度下未发生倒伏，随种植密度增加，植株倒伏率急剧增大，在82500株/hm2密度下，倒伏率超过44%，在105000株/hm2密度下，倒伏率达到65%。‘宇玉30’在75000株/hm2以下的密度下未发生倒伏，随种植密度增加，植株倒伏率急剧增大，在105000株/hm2的密度下，倒伏率达到50.8%。以上结果说明，2种株型的玉米植株倒伏率随种植密度增大而增大，且平展型玉米‘泉玉217’最适种植密度应在67500株/hm2以下，而紧凑型玉米‘宇玉30’最适种植密度在82500株/hm2以下。

2.5种植密度对不同株型玉米茎秆穿刺强度的影响

由图2可得，随着种植密度的增大，‘泉玉217’和‘宇玉30’穗下第1节和基部第3节的穿刺强度逐渐降低，基部第3节的穿刺强度显著高于穗下第1节。在相同种植密度下，‘泉玉217’穗下第1节穿刺强度低于‘宇玉30’。

3结论与讨论

在60000～105000株/hm2密度范围内，随种植密度的增加，‘泉玉217’产量降低，‘宇玉30’产量先升高后降低，‘泉玉217’和‘宇玉30’的最适种植密度分别为60000株/hm2和75000株/hm2，紧凑型玉米品种更耐密植，这与张郑伟[14]、乔江方[19]、李炳昊[20]研究一致。从穗部性状看，不同株型玉米品种的穗行数和千粒重随着种植密度增加呈降低趋势；平展型玉米行粒数随种植密度增加先升高后降低，紧凑型玉米行粒数随种植密度增加而降低，武晓峰[21]研究认为随着种植密度的增加，‘豫单998’与‘郑单958’的穗部性状均呈现变差的现象，与本研究一致。

随种植密度增加，‘泉玉217’和‘宇玉30’株高、穗位高、基部第3节间长均先升高后降低，节间粗均降低，与邓妍[22]、王晓乐[23]研究趋势一致。平展型玉米品种‘泉玉217’产量与基部第3节间粗、穗行数、行粒数极显著正相关，与千粒重显著正相关，而倒伏率与节间长极显著正相关，与基部第3节间粗、穗行数、行粒数、千粒重以及产量极显著负相关。紧凑型玉米品种‘宇玉30’产量与千粒重显著正相关，而倒伏率与基部第3节间粗、穗行数、行粒数、千粒重极显著负相关。2种株型玉米表现不一致的原因可能是平展型玉米对密度的增加较为敏感。

两种株型的玉米植株倒伏率随种植密度增大而增大，‘泉玉217’和‘宇玉30’种植密度分别超过67500株/hm2和82500株/hm2以后，继续增加密度，倒伏率急剧增大。随着种植密度的增大，玉米穗下第1节和基部第3节的穿刺强度逐渐降低，基部第3节的穿刺强度显著高于穗下第1节。杨锦越[24]认为倒折率与茎秆穿刺强度呈极显著负相关，谷利敏[25]、程云[26]研究证明，随种植密度增加，基部节间抗倒折力下降，与本研究结果一致。在相同种植密度下‘，泉玉217’穗下第1节穿刺强度明显低于‘宇玉30’，这是‘宇玉30’较耐密植的重要原因。

综上所述，在本试验条件下，‘泉玉217’种植密度为60000株/hm2时产量最高，‘宇玉30’种植密度为75000株/hm2时产量最高，继续增加种植密度，玉米茎秆基部第3节间明显增长，穗下第1节间穿刺强度降低，导致玉米植株抗倒伏能力急剧下降，倒伏率增加，致使两个品种产量显著降低。因此，平展型玉米品种‘泉玉217’在本地区最佳种植密度为60000株/hm2，紧凑型玉米品种‘宇玉30’最适种植密度为75000株/hm2。随着玉米新品种的不断涌现，玉米的耐密性也在逐步提高，在从事玉米生产时，一定要根据品种选择合适的种植密度。

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