种植密度对玉米产量和主要农艺性状的影响

种植密度对玉米产量和主要农艺性状的影响

近年来，湖南省玉米种植面积和总产值不断增加。2012年，种植面积为45.33万公顷hm，总面积为58万公里。然而湖南省玉米单产水平相对较低,2010年全省玉米平均产量仅5550kg/hm2,除受自然灾害影响外,主要存在着市场品种繁多,缺少骨干品种,高产栽培技术集成度低等问题。有研究表明种植密度和玉米产量呈二次曲线关系,提高种植密度是玉米增产的重要措施。但玉米对种植密度的变化十分敏感,密度过高会降低品种的综合抗逆性,加剧植株间对光照、水分和营养物质的竞争,出现空杆,导致单株有效穗数、穗粒数和千粒重降低。因此,合理密植是实现高产栽培、提高玉米产量的关键。该研究以近年来推广面积较大或新审定通过的13个杂交玉米品种为材料,进行了不同种植密度比较试验,并对各玉米品种的产量和主要农艺性状进行了比较分析,旨在为湖南省玉米主推品种的选择以及适宜种植密度的确定提供科学依据。1材料和方法1.1材料表面1.1.1洛玉1号、洛玉18号、花天玉1号、花溪8号、湘康玉8号、洛玉18号、花溪8号、金中国8号、国玉8号、国玉8号、国玉8号参试玉米品种共13个,分别为三北89、渝单19号、洛玉1号、奥玉17、天玉3000、成单22、湘康玉1号、东单80、中单808、科玉8号、会单4号、贵单8号和渝单8号。1.1.2慈利县玉米种植分布及生态环境现状试验地为长沙县湖南高桥玉米综合试验站、慈利县水淌村示范基地。慈利县是湖南省玉米种植大县,其地理、生态环境在湖南及西南山区具有典型性。试验地海拔320m,土壤为灰红土,地势平坦,土壤肥力中上等,其地理、生态环境在湖南及西南山区具有典型性。1.2“h2”品种,单次运行处理采用裂区设计,密度为主处理,按低密度(4.65万株/hm2)和高密度(6.15万株/hm2)栽种,品种为副处理,田间随机完全区组排列,3次重复。4行区,小区面积15.6m2(6m×2.6m),中间2行收获计产。按全国玉米区域试验记载标准考察各性状,采用MicrosoftExcel2003和DPS7.05软件进行数据处理和分析。1.3施肥与施肥2012年3月24日采用人工点穴播种,每穴3粒种子,施猪粪水22.5t/hm2,施45%俄罗斯复合肥375kg/hm2作基肥。4月27日间、定苗,每穴留1株。4月30日施苗肥,猪粪水30t/hm2,尿素225kg/hm2。5月20日施穗肥,碳铵1.5t/hm2。各处理于8月9日收获。2结果与分析2.1种植密度对产量的影响方差分析的结果表明,试验区组间产量差异不显著,主处理密度间产量差异极显著(P=0.0033<0.01),副处理品种间产量差异极显著(P=0.0001<0.01),且密度和品种间互作也达到显著水平(P=0.0349<0.05)。由表1可知,多数品种在2种密度条件下的产量差异不大,只有洛玉1号和中单808的产量差异较大,说明不同品种对种植密度的适应能力不同,提高种植密度时应该选择耐密性强的品种。低种植密度时,参试品种产量在5581.50~8765.40kg/hm2之间,平均为8047.50kg/hm2,渝单19号产量最高,居第1位,其余产量排序依次为中单808>科玉8号>天玉3000>东单80>贵单8号>成单22>渝单8号>洛玉1号>湘康玉1号>奥玉17>三北89>会单4号。高种植密度时,参试品种产量在6047.25~9521.85kg/hm2之间,平均为8520.09kg/hm2,洛玉1号产量最高,居第1位,其余产量排序依次为渝单19号>科玉8号>东单80>天玉3000>贵单8号>中单808>成单22>渝单8号>奥玉17>湘康玉1号>三北89>会单4号。参试品种的产量随着密度的增加均有一定程度的提高,说明提高玉米种植密度可以提高单位面积的产量。2.2不同品种、不同种植密度下洛玉1号、7.不同种植密度下各参试品种平均产量的多重比较(新复极差法)结果表明:种植密度对品种产量有明显的影响,高密度比低密度增产达到极显著水平(P=0.0033<0.01)。各玉米品种间产量差异显著性分析如表2所示。低种植密度时,渝单19号产量最高,其与中单808、科玉8号、天玉3000、东单80、贵单8号的产量差异不显著,而和其他品种的差异达极显著水平。高种植密度时,洛玉1号产量最高,其与渝单19号的产量差异不显著,与科玉8号、东单80、天玉3000的产量差异达显著水平,与其他品种的产量差异达极显著水平。各玉米品种在不同种植密度下的平均产量多重比较结果表明,渝单19号产量最高,其与科玉8号、洛玉1号、天玉3000、东单80、贵单8号、中单808的产量差异不显著,而和其他品种的产量差异达极显著水平。洛玉1号和东单80高种植密度比低种植密度增产16.04%和7.13%,增产达到极显著水平。渝单19号、天玉3000、成单22、科玉8号、会单4号和贵单8号高种植密度比低种植密度的增幅在5.31%~8.35%之间,增产达到显著水平。三北89、奥玉17、湘康玉1号、中单808和渝单8号高密度比低密度的增幅在1.58%~5.03%之间,增产不显著。2.3高种植密度对穗粗、穗行数、空杆率的影响由表3可知,各参试品种的生育期在108~122d之间,贵单8号和渝单8号最长,会单4号最短,所有品种在当地都能够正常成熟,且密度对各品种生育期没有影响。株高在261~327cm之间,中单808最高,会单4号最矮;中单808和科玉8号在高种植密度下株高增加超过10cm,增幅超过3.95%;渝单19号和贵单8号在不同种植密度下的株高变化不大,增幅小于0.50%。穗位高在111~172cm之间,贵单8号最高,湘康玉1号最矮;湘康玉1号和中单808在高种植密度下穗位高增加超过10cm,增幅超过10.81%;三北89和奥玉17在高种植密度下穗位高只增加1cm,增幅小于0.8%。茎粗在2.20~2.56cm之间,天玉3000最粗,三北89最细;中单808和科玉8号在高种植密度下茎粗减少超过0.28cm,减幅大于10.98%;会单4号在高种植密度下茎粗减少较少,减幅为2.96%。穗长在14.5~21.2cm之间,天玉3000最长,会单4号最短;天玉3000和成单22在高种植密度下穗长减少超过2.6cm,减幅大于12.87%;洛玉1号在高种植密度下穗长减少0.6cm,减幅为3.66%。穗粗在4.4~5.7cm之间,东单80最粗,会单4号最细;湘康玉1号在高种植密度下穗粗减少0.3cm,减幅为5.56%;洛玉1号、贵单8号和渝单8号种植密度增加后穗粗没有变化。秃尖长在0~1.8cm之间,渝单19号最长;奥玉17、科玉8号、会单4号在高种植密度下秃尖长增加较大,增幅超过28.57%;渝单19号、天玉3000、成单22、贵单8号在高种植密度下秃尖长减少。穗行数在13.6~18.8行之间,东单80最多,科玉8号最少,密度对各品种穗行数影响较小,在高种植密度下各品种穗行数的减幅小于1.5%。行粒数在27.2~41.5粒之间,科玉8号最多,会单4号最少;三北89、中单808、科玉8号、渝单8号在高种植密度下行粒数减少超过5粒,减幅大于15%;洛玉1号在高种植密度下行粒数减少1.90粒,减幅为5.25%。千粒重在306~383g之间,贵单8号最重,会单4号最轻,种植密度对各品种千粒重影响较小,在高种植密度下各品种千粒重的减幅小于0.7%。空杆率在0~3.6%之间,中单808空杆率最高,在低种植密度下各品种均无空杆发生,在高种植密度下渝单19号、奥玉17、天玉3000、中单808均出现空杆。不同种植密度下各玉米品种的主要农艺性状表现如表4所示,株高、穗位高、秃尖长、空杆率在增密后都有所增加,生育期在增密后没有变化,茎粗、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、千粒重在增密后都减少,其中行粒数差异达到了10%以上,说明密度对其影响大;茎粗、穗长、秃尖长差异达到了5%以上,说明种植密度对其有较大影响;生育期、株高、穗位高、穗粗、穗行数、千粒重差异在5%以内,说明种植密度对其影响相对较小。方差分析结果表明,空杆率、行粒数、茎粗、穗长在不同种植密度之间存在显著差异。3种植密度对玉米产量的影响(1)提高种植密度是提高玉米产量的主要途径。不同玉米品种在一定的海拔高度下都有其适宜的种植密度,而增密后的增产幅度取决于品种自身特性。洛玉1号高种植密度比低种植密度增产16.04%,增幅最高,其他品种的增幅均没有超过10%。综合来看,洛玉1号、渝单19号、科玉8号、东单80和天玉3000在高种植密度下产量相对较高,均超过9000kg/hm2,适合在当地种植,且增加种植密度后增产均超过5%。会单4号高种植密度比低种植密度增产8.35%,增幅居第2,但是在两种密度条件下产量水平都偏低,不适合在当地推广种植。(2)增加种植密度对各玉米品种的植株、果穗性状和抗逆性状均有一定影响。试验结果表明:增加种植密度对空杆率、茎粗、穗长、行粒数、秃尖长影响较大,而对生育期、株高、穗位高、穗粗、穗行数、千粒重影响较小。增加种植密度对各玉米品种的生育期没有影响,但是会降低品种的抗逆性,具体表现为株高、穗位高增加,植株重心升高,加上茎秆变细,增加了倒伏、倒折发生的风险,而一些不耐密的品种还会表现出空杆率提高和秃尖长增加。田间调查结果还发现,增加种植密度后纹枯病略有加重,但差异不明显。在栽培管理和施肥水平相同的前提下,在高种植密度下玉米单株养分供应相对不足、通风透光性相对较差,由于抗逆性下降,使得一些品种的增产潜力下降、甚至发挥不出来。穗长、穗粗、穗行数、行粒数、千粒重等产量构成因子在增密后都有所下降,而行粒数减少是该研究中一些品种增密后增产不显著的主要原因。(3)目前湖南省推广的品种大多为高秆、大穗、中晚熟玉米品种,虽然各参试品种在增加种植密度后都表现出一定的增产潜力,但是只有洛玉1号的整体表现比较突