混播對不同基因型玉米產量和農藝性狀的影響

摘要：通過大田試驗，比較研究了不同基因型玉米混播時的競爭能力及其與產量之間的關系。結果表明：①混播在競爭條件下4個玉米品種的產量均低于其單播條件；②競爭可以使植株葉夾角降低，葉向值增大，復合群體的葉面積降低，減小了光合吸收面積，不利于產量的提高；③競爭條件下植株生育后期的凈光合速率低于單播條件；④競爭條件下緊湊型玉米品種ZD958穗位高／株高降低，莖粗增大，植株抗倒能力增強。緊湊型玉米品種ZD958在4個玉米品種中具有較強的競爭能力。

關鍵詞：混種；玉米；競爭能力；產量；農藝性狀

中圖分類號：S513.01 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942(2010)07-0029-03

玉米為世界三大糧食作物之一。為了培育更適應環境和更加高產的新品種，對其育種過程的研究尤為重要；在比較評價不同年代的玉米品種時，籽粒性狀和農藝性狀是基本指標，但是競爭力也同樣具有重要意義。對競爭力指標的研究不僅有助于從進化角度選擇玉米新品種，而且對植物競爭的研究也具有理論指導意義。對作物競爭力的研究具有相當長的歷史，但主要集中于作物與雜草競爭帶來的產量損失的研究上，或者是不同環境條件下的種間競爭，或者是間作物之間的互利作用導致的相對產量的提高。但是關于不同玉米品種之間競爭力的比較卻鮮有報道。本研究的目的在于確定不同基因型玉米品種混播時的競爭能力及其對產量和農藝性狀的影響，為今后栽培和育種提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗于2008～2009年在黃淮海區域山東玉米技術創新中心和作物生物學國家重點實驗室進行。供試材料為近年大面積推廣的鄭單958(zD958)、農大108(ND108)、魯單981(LD981)和金海5號(JH5)4個夏玉米品種。其中ZD958為緊湊型品種，ND108、JH5、LD981為半緊湊型品種。在密度67500株／hm²下4個品種混作(D)，混作處理一個穴內分別有4個品種各1株。每公頃16875穴，穴距為80cm，采用4行區，小區長12m，寬3m，重復3次，順序排列，隨機區組設計。4個品種單作(CK)作對照，采用4行區，株距是20cm。田間管理參照高產田，生育期內保證良好的肥水供應，共施N 544 kg／hm²，P₂O₅489kg／hm²，K₂O 577kg／hm²。

1.2 測定項目

在開花期選取各處理有代表性的植株各10株，測量其株高、穗位高、莖粗、葉夾角、葉向值和葉面積。分別在開花期、花后15、30、45、60天測量每個處理的凈光合速率。

玉米完熟收獲，各個處理取有代表性植株各20株考種并稱取籽粒重量。穗部性狀調查包括穗行數、行粒數和千粒重。

1.3 數據分析

試驗數據采用Exce12003軟件進行處理和作圖，用DPS軟件進行統計分析(LSD法)。

2 結果與分析

2.1 混播對不同基因型玉米產量及其構成因素的影響

由表l可知，混播在競爭條件下，4個品種的產量顯著降低，其中ZD958、ND108、JH5、LD981的產量比對照分別降低23.6％、26.7％、27.8％、35.6％。混播顯著降低了4個品種的行粒數和千粒重。試驗結果表明，競爭條件下各品種產量降低是由于與產量構成相關的穗行數、行粒數和千粒重的降低。

2.2 混播對不同基因型玉米葉片性狀的影響

由表2可以看出，混播在競爭條件下，4個品種的葉夾角比對照降低，但是差異不顯著，而葉向值升高并且差異顯著，這種變化有利于群體對光的吸收。其中緊湊型品種ZD958葉向值增加的幅度遠大于其它3個半緊湊型品種，說明緊湊型品種對競爭的反應比較靈敏。葉片是光能截獲的主要器官，其大小與垂直分布(上部葉層、穗葉層和基部葉層)對玉米群體的光能利用影響較大。由表2看出，競爭條件下4個品種的葉面積均比對照降低，但是差異不顯著。

2.3 不同基因型玉米光合作用對競爭的反應

由圖1可以看出，混播在競爭條件下4個品種的凈光合速率在整個生育期均比對照小，其中ZD958、ND108和LD981均在開花期達到最大值，然后下降；JH5在花后15天凈光合速率達到最大。其中ZD958和LD981在開花期與對照差距最大，隨著生育期的進行差距逐漸變小；而ND108和JH5在開花期與對照差距最小，隨著生育期的進行差距逐漸變大。在競爭條件下ZD958、NDl08、JH5、LD981的凈光合速率比對照平均降低了4.3％、10.5％、25.4％、15.4％。這表明緊湊型玉米ZD958更能適應競爭環境。

2.4 混播對不同基因型玉米農藝性狀的影響

由表3可以看出，混播在競爭條件下4個品種的株高、穗位高比對照顯著降低。競爭條件下，ZD958的莖粗比對照增加，ND108、JH5和LD981的莖粗比對照下降，除ND108差異不顯著外，其它3個品種差異顯著。這表明，在競爭條件下，緊湊型玉米品種穗位高／株高降低，莖粗增大，植株抗倒能力增強，具有較強的競爭能力。

3 結論

3.1 本試驗結果表明，混播在競爭條件下4個品種的產量顯著降低，原因是與產量構成相關的穗行數、行粒數和千粒重的降低。而緊湊型玉米品種ZD958產量降低幅度小于其它3個半緊湊型品種，具有較強的競爭優勢，具有更強的占有和利用共同資源的能力，成為競爭的優勝者，這可能與其株型緊湊、透光較好、不同層次葉片得到適宜的陽光照射有關。

3.2 本試驗發現，競爭可以使植株葉夾角降低，葉向值增大，這表明競爭條件可以使玉米株型向更有利于群體對光吸收的方向發展。競爭可以使復合群體的葉面積降低，減小了光合吸收面積，不利于產量的提高。其中ZD958葉向值增加幅度最大，說明緊湊型品種對競爭的反應比較靈敏。

3.3 本試驗結果表明，在競爭條件下，由于群體透光條件的減弱，使得不同層次的葉片得不到適宜的光照，葉片衰老較快，降低了棒三葉的凈光合速率，不利于產量的提高。而ZD958株型緊湊，葉片吸收光的能力較強，所以凈光合速率下降較少，而其它3個半緊湊型玉米品種葉片較平展，自身葉片受光不足，造成凈光合速率下降較多，產量顯著降低。

3.4 本試驗結果表明，競爭條件下緊湊型玉米品種穗位高／株高降低，莖粗增大，植株抗倒能力增強，具有較強的競爭能力。

競爭條件下，4個玉米品種擁擠在一個狹小的空間內，4個品種要競爭有限的水、肥、光能等資源，就要求植株改變自身的性狀來適應這個環境，以獲得更多的資源。通過大田試驗得出，緊湊型玉米品種對競爭的反應更加靈敏，能夠通過改變自身的性狀獲得更多資源，從而獲得較高的產量。所以在競爭條件下，緊湊型玉米品種具有較高的競爭能力。