河套灌区不同熟期品种及密度对玉米宜机收性状的影响

李成，王艺煊，王瑞莲，康洪彪，杨毅成，王兆娟

(巴彦淖尔市农牧业科学研究所,内蒙古 临河 015000)

玉米是重要的粮食、饲料、经济作物及工业加工原料,是国家粮食安全的重要保障,新品种与其配套高产栽培技术的应用,促进了玉米产业高产、高效协调发展。当前玉米高产栽培模式已发展到第三阶段[1-2],建立与之配套的全程机械化生产体系是必然选择,籽粒田间直收是全程机械化的最后一环[3-4]。为了河套灌区玉米产业持续高效发展,巴彦淖尔市农牧业科学研究所以十三五国家重点研发计划“东北西部春玉米抗逆培肥丰产增效关键技术研究与模式构建”项目为依托,从品种鉴选、产量构成因素方面展开研究,以为河套灌区宜机收品种选择和最佳栽培密度及推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

依托十三五国家重点研发计划“东北西部春玉米抗逆培肥丰产增效关键技术研究与模式构建”项目,从2017 年“河套灌区早熟、抗逆、宜机收品种鉴选试验”中筛选出适宜本地区籽粒机械收获的中熟品种西蒙6 号和当地主栽晚熟品种郑单958 为材料。

1.2 试验设计

试验于2018—2019 年在巴彦淖尔市农牧业科学研究所园子渠试验站进行。试验地前茬为小麦,土质为壤土,4 月15 日在耕作层(20 cm)取土样,土壤检测结果如表1。

表1 试验土壤检测结果Table 1 Results of soil test

由表1 可知,试验田为偏碱性的非盐碱土,土壤有机质含量中等,土壤缺氮,有效磷含量较高,速效钾中等偏上。

试验采用顺序排列,设4 个种植密度水平,分别为60 000、75 000、90 000、105 000 株/hm2,分别以D1、D2、D3、D4 表示。每小区18 行,选取3 个点作为重复,行长7 m,大小行种植,大行80 cm,小行30 cm,小区面积69.3 m2。施用磷酸二铵375 kg/hm2,尿素450 kg/hm2。采取人工收获。

1.3 测定指标与方法

生育期测定:记载出苗期、抽雄期、吐丝期、成熟期。各小区内标定3 m 双行,记录3 m 双行内总株数,调查生育期时,计数符合某生育时期标准的株数是否达到总株数的50%。

抗倒性调查:记录各小区总株数和倒伏株数。倒伏率(%)＝倒伏株数/总株数×100。

植株特性测定:吐丝期每小区选2 行,连续量10 株的株高、穗位高、茎粗。

收获期产量测定:收获期每小区收中间4 行测产,各小区在边行取5 穗进行考种,测定穗长、穗粗、秃尖、穗行数、穗粒数、百粒质量。

收获期取3 次重复小区测产脱粒样品各1 kg,手工分拣将其分为籽粒和非籽粒两部分,对籽粒和非籽粒部分称其质量,分别记为为KW1 与NKW；再根据籽粒的完整性将其分为完整粒和破碎粒,并分别称重,记为KW2 与BKW,杂质率(%)＝[NKW/(KW1-NKW)]×100；籽粒破碎率(%)＝[BKW/(KW2-BKW)]×100,杂质率与籽粒破碎率均为3次重复的平均数。

1.4 数据处理与分析

采用SPPS 软件统计分析数据。

2 结果与分析

2.1 密度对生育期的影响

由表2 可知,随着密度增加,西蒙6 号各处理的出苗—抽雄期、吐丝期呈延迟趋势,达到极显著水平,郑单958 各处理对出苗—抽雄期无影响,但出苗—吐丝期呈延迟趋势且达到极显著水平；2 个品种的D2、D3、D4 处理均较D1 处理成熟期延迟1 d,达到极显著水平,但2 个品种的D2、D3、D4 处理间成熟期一致,各个处理中郑单958 成熟期均大于西蒙6 号。

表2 不同处理的玉米生育期Table 2 Growth period of maize under different treatments d

2.2 密度对植株性状的影响

由表3 可知,随着密度增加,茎粗呈下降趋势,西蒙6 号D1 与D4 处理间达显著差异水平,郑单958 各处理间均未达到显著差异水平,在同一密度下西蒙6 号的茎粗大于郑单958；随密度增加,株高、穗位高呈上升趋势,西蒙6 号株高各处理间均达到极显著差异水平,穗位高D1 与D3、D4 处理间达到极显著差异水平,郑单958 株高D1 与D3、D4 处理间达到极显著差异水平,穗位高D1 与D2、D3、D4处理间均达到极显著差异水平。

表3 不同处理的玉米植株性状Table 3 Plant characters of maize under different treatments

2.3 密度对成熟期产量构成因素的影响

由表4 可知,随着密度增加,品种的穗长、穗粗、穗行数、行粒数,穗粒数、百粒质量均下降,而秃尖则上升。穗长:2 个品种各处理间下降趋势均未达到显著差异水平；穗粗:郑单958 各处理间下降趋势未达到显著差异水平,西蒙6 号D1 与D3、D4 处理间达到极显著差异水平；秃尖:郑单958 的D3 与D1、D2 处理间上升趋势达到极显著差异水平,西蒙6 号D4 与D1、D2、D3 处理间达到极显著差异水平；穗粒数:郑单958 的D4 与D1、D2 处理间下降趋势达到极显著差异水平,西蒙6 号D4 与D1、D2 处理间达到极显著差异水平；百粒质量:郑单958 各处理间下降趋势未达到显著差异水平,西蒙6 号D1 与D4 处理间达到极显著差异水平；产量:随着密度增加2 个品种均呈上升趋势,2 个品种的D1、D2 与D3、D4 处理间产量均达到极显著差异水平,但D3、D4 处理增产幅度较小。经方差分析,品种间产量差异不显著,但密度×品种的互作效应达显著水平,说明密度是造成处理间产量差异的主要原因。

表4 不同处理玉米成熟期产量及产量构成因素Table 4 Yield and yield components under different treatments at mature stage

2.4 密度对成熟期抗性的影响

由表5 可知,品种成熟期绿叶数在一定范围内随密度的增加而下降,同一品种成熟期D1 与D2 处理的绿叶数均大于D3 与D4 处理,低密度处理成熟期绿叶数多于高密度处理。由于气候环境原因,玉米发病率均较低。

表5 不同处理玉米成熟期抗性比较Table 5 Comparison of resistance at mature stage of maize under different treatments

2.5 密度对宜机收性状的影响

由表6 可知,收获期根倒和茎折伴随着发生,郑单958 的D3、D4 处理平均倒伏率为0.1%、0.2%,倒折率为2.9%、3.7%,西蒙6 号D4 处理倒伏率为0.2%,倒折率0.4%,总体随密度增加倒伏、倒折呈上升趋势,品种间西蒙6 号站秆性强于郑单958；郑单958 的4 个处理籽粒水分含量依次为30.2%、30.2%、28.6%、28.3%,均高于(GB/T21961—2008)规定≤25% 的最低指标,西蒙6 号为25.3%、24.7%、23.4%、22.4%,随种植密度增加品种收获期籽粒含水量呈下降趋势,品种间同一处理籽粒水分含量郑单958 大于西蒙6 号；品种空秆率随密度的增加呈上升趋势,西蒙6 号D3、D4 处理空秆率均大于郑单958 的D3、D4 处理；杂质率、籽粒破碎率随着密度的增加而下降,同时也随籽粒水分含量的下降而下降,受密度与籽粒水分含量双重作用的影响。

表6 不同处理玉米宜机收因素比较Table 6 Comparison of factors of acquisition under different treatments %

3 讨论

3.1 密度对生育期的影响

2 个品种随着密度增加抽雄期、吐丝期延迟。作物生产是种群生产的过程,种群内随着个体的增加,会对光、热、水、肥资源形成激烈竞争,造成较大的资源消耗,为适应生存环境作物会自行协调群体与个体的矛盾,这可能是造成抽雄期、吐丝期随密度增加而延迟的原因。密度对成熟期影响不大,这可能是随着密度加大,早期资源竞争激烈而导致后期功能叶早衰,籽粒脱水加快造成的[5],应加强这方面的机理研究。

3.2 密度对植株性状的影响

密度对茎粗、株高、穗位高的影响达到了显著水平。随着密度增加,在一定范围内茎粗下降,株高、穗位高上升,这与前人[6-8]的研究结果基本一致。密度对2 个品种的株高、穗位高影响一致,都达到了极显著水平,均随密度的增加而升高。种植密度在D3、D4 时株高、穗位高上升较快,是由于种植密度的不断增加造成了植株个体间对资源竞争加剧,茎秆节间长度增加,茎秆变细[9-10]。

3.3 密度对成熟期产量构成因素的影响

随着群体种植密度增加个体间资源竞争加剧,资源能耗加重,为了适应生存环境作物就会自行协调群体与个体间矛盾,可能是造成品种穗长、穗粗、穗行数、行粒数,穗粒数、百粒质量随密度增加而下降,而秃尖呈上升的主要原因。品种产量随着密度的增加而上升,D3、D4 处理增产幅度较小,密度与品种的互作效应达到了极显著水平,这表明密度是造成产量差异的主要原因[11]。

3.4 密度对宜机收性状的影响

站秆性对粒收品种产量影响主要表现为落穗损失,同时也影响割机的收获速度[12]。从本试验看,西蒙6 号站秆性强于郑单958。籽粒水分含量在品种间及不同处理下表现不同,收获期郑单958 同一密度间籽粒水分含量高于西蒙6 号相同处理,随着种植密度的增加籽粒平均水分降低,这与万泽花等[13]的研究结果一致。品种空秆率随着密度的增加而上升,西蒙6 号上升趋势高于郑单958。空秆率与品种的特性有一定关联,是评价品种耐密性的重要指标。杂质率、籽粒破碎率随着密度的增加及籽粒含水量的下降而下降,受密度与籽粒含水量双重作用的影响。

4 结论

根据品种特性确定最佳栽培密度,实现以密度换产量,以生育期换水分的高产高效协同发展,是实现玉米全程机械化的必经之路[1]。河套地区玉米机械粒收应以引进、研发综合抗性强、子粒脱水较快的中熟、中晚熟品种为宜,适宜种植密度为90 000株/hm2。