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种植密度对玉米苏玉29产量及生理特性的影响

2015-04-13王丽金彦刚夏中华等

安徽农学通报 2015年6期
关键词:生理特性种植密度玉米

王丽 金彦刚 夏中华等

摘 要:以玉米品种苏玉29为试验材料,研究了不同的种植密度对其产量及生理特性的影响,以期获得最适的种植密度,为提高该品种的单产及推广应用提供参考。结果表明,随着种植密度的增加,苏玉29的株高、穗位、倒伏倒折率、空秆率、叶面积指数呈上升趋势,而叶绿素相对含量、百粒体积和百粒重则下降,产量呈现先升后降的变化趋势。苏玉29在67 500万株/hm2密度时,产量最高为8 805.0kg/hm2。

关键词:种植密度;玉米;苏玉29;产量;生理特性

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)06-25-03

当前,随着我国耕地面积的减少,提高农作物单产已成为粮食增产的主要途径之一。大量研究表明,提高品种的耐密性,合理增加种植密度是提高玉米单产的关键[1-5]。密度亦是决定作物生理性状的主要因素之一,光、水、温度、肥等诸多环境因子都可以通过密度的改变来调控[6-7]。有关密度对玉米的产量和生理特性的影响,前人已做了很多研究[8-10],玉米单产在一定范围内与密度呈正相关变化,且最适密度存在基因型差异[11-14]。苏玉29因具有高产、高产、抗逆性强等优势,近年来种植面积不断扩大,现已成为黄淮区玉米主导品种之一。为了充分发挥苏玉29的产量潜力,笔者研究了不同种植密度对苏玉29产量及农艺特性的影响,以期为提高该品种的单产及推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料 供试玉米品种为苏玉29,由江苏瑞华农业科技有限公司提供。

1.2 试验方法 试验于2014年夏在江苏瑞华农业科技有限公司试验田进行,土壤肥力中等,前茬作物小麦,前茬产量7 800kg/hm2,小区面积20m2,行数5行,行长6.7m。密度试验采用45 000株/hm2(D1)、52 500株/hm2(D2)、60 000株/hm2(D3)、67 500株/hm2(D4)、75 000株/hm2(D5)、82 500株/hm2(D6)、90 000株/hm2(D7)7个处理。采用随机区组设计,3次重复。6月7日播种,基施7 500kg/hm2复合肥作基肥,播后浇蒙头水,6月28日定苗,10月3日收获。拔节期和孕穗期分别追施尿素450kg/hm2和300kg/hm2,其余管理同一般生产田。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 株高、穗位、茎粗测定 吐丝期测定株高、穗位和茎粗,每小区测定20株(第2行和第3行从第5株开始连续测10株),株高为地面到雄穗顶端的高度,穗位为地面到最上一果穗穗柄的高度,茎粗为植株近地面第3节的直径[15]。

1.3.2 倒伏倒折、空秆率、双穗率测定 成熟期调查倒伏倒折率、空秆率和双穗率。

1.3.3 叶面积指数(LAI)与叶绿素测定 在大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和蜡熟期测定叶绿素的相对含量。叶绿素含量采用手持式叶绿素测定仪(SPAD-502叶绿素测定仪)测定。从大喇叭口时期开始,在开花期、开花后15d、开花后30d、开花后45d测定叶面积指数含量。每小区取5株,每次在叶片上取10个点,用平均值计数;每小区取5~8株,参照叶面积指数法测定[16],叶面积采用长宽系数法,计算公式:叶面积=0.75×长×宽(未展叶系数为0.5),叶面积指数(LAI)=单株叶面积×单位土地面积内株数/单位土地面积[15]。

1.3.4 籽粒灌浆特性调查 授粉后,每个处理每隔15d取5株具有代表性的植株的首穗,取果穗中部籽粒100粒测其体积(体积采用排水法测定[15])和鲜重,烘干后称重。

1.3.5 产量和产量因素测定 成熟期测定穗长、穗粗、秃尖长、穗粒数、行粒数等穗部性状。

1.4 数据分析 以Microsoft Excel处理数据,采用SPASS Statistics 17.0对数据进行显著性和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同密度对植株性状的影响 由表1可知,增加密度对苏玉29的植株性状有显著影响。增加密度对苏玉29的株高和穗位高有显著影响,表现出随密度的增加而增加;增加密度显著减小了茎粗,显著增加了植株倒伏倒折率和空秆率,显著降低了双穗率。

2.2 不同密度对叶面积指数及叶绿素相对含量的影响 由图1可知,不同的玉米生长时期叶面积指数随密度的增加而升高,其中开花期叶面积指数最高,其次是开花后15d,再次是开花后30d,大喇叭口时期和开花后45d叶面积指数相近,均较低。当密度到达75 000株/hm2时,随密度的增加,叶面积指数变化不大。

由表2可知,随着生育期的进行,苏玉29的叶绿素相对含量表现先升高后降低的趋势,灌浆期叶绿素合成最高,然后缓慢下降。不同的种植密度比较试验表明随着密度的升高,苏玉29叶绿素的含量呈现降低趋势,D5与D6密度间除大喇叭口期外均呈现显著差异,D1与D2密度间除吐丝期外均呈现显著差异。密度增加,相对叶绿素含量逐渐下降,光合效率降低,易出现早衰。

2.3 不同密度对花后灌浆特性的影响 由表3可知,苏玉29花后不同时间的百粒体积和百粒重均呈现显著性差异。随密度增加百粒体积和百粒重均呈现逐渐降低趋势。随时间增加,百粒体积和百粒由于干物质的不断积累,均呈现上升趋势。花后15~20d百粒体积和百粒重均增长较快,而花后30~45d,百粒体积增长较缓慢。表明苏玉29前期体积膨胀较快,以充实体积为主,后期灌浆充实籽粒为主。

2.4 不同密度对果穗性状和产量的影响 由表4可知,随种植密度的增加,穗粗、穗长和穗粒数呈缓慢降低趋势;秃尖长则随密度增加呈上升趋势,且不同密度间秃尖值呈显著性差异;产量随密度增加呈先增后降的变化趋势。当苏玉29密度为67 500株/hm2时,其产量达到峰值为8 805.0kg/hm2。密度-穗粗的回归方程y=5.595-0.099x;密度-穗粗的回归方程y=18.464-0.467x;密度-秃尖的回归方程y=-1.09+0.33x;密度-穗粒的回归方程y=689.698-37.68x。

3 结论与讨论

(1)相关研究认为玉米密度与倒伏率呈显著正相关[17]。本研究结果认为,增加密度苏玉29的株高增加,穗位升高,植株茎秆变细,倒伏率、空秆率升高,双穗率下降。种植密度是决定玉米生理性状的关键因素。吴建明[18]等认为密度对叶绿素含量的影响在玉米生育期差异不显著,在后期则随着种植密度的变化呈现先增后减的变化趋势。董印丽等[19]研究表明,掖单19生长后期的果穗叶的叶绿素含量随密度增加而降低,表明“源”受损,对“库”的供应减少,而增加种植密度后,叶片遮光较重,受光不充足,功能期缩短。本研究表明,密度对叶绿素含量具有负调控效应,而对LAI为正向调控,表明密度较低,光合利用率较低,干物质积累较少;而种植密度较高,群体竞争激烈,影响光合产物的积累,个体干物质积累较低[20]。

(2)密度对苏玉29产量及产量的构成因素具有显著影响[21],在一定的密度范围内,产量与密度正相关,到达一定值时,则下降。因此,合理密植可以充分挖掘品种的产量潜力,密度过大时,植株间竞争加剧,空秆率、秃尖、倒伏倒折率升高,穗轴变细,穗长变短,穗粒数和百粒重减少,穗数增加无法弥补以上对产量降低的损失。

(3)苏玉29的个体生物量较大,LAI较大,活秆成熟,具有较强的光合能力。因此,在生产上应注意合理密植,协调产量因素的矛盾,以期获得较高的产量。在增加密度的同时,应加强田间管理,生育期给予充分的水肥供应,防止因脱肥脱水造成的结实率和粒重降低。

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