種植密度對不同玉米品種籽粒灌漿特性的影響

徐麗娜，閆艷，梅沛沛，陳士林，王小龍

（河南科技學院生命科技學院，河南 新鄉 453003）

黃淮海平原是我國玉米重點主產區之一，年總產量4 500×104t以上，占全國40%左右［1］，因此提高該地區產量對發展我國玉米生產具有重要作用。

玉米產量由單位面積穗數、穗粒數和千粒重三要素構成。三因素的變化受諸如品種、栽培措施、生態環境等多種因素影響，其中種植密度對產量影響較大；依靠種植密度的增加達到高產已得到廣泛認可［2-5］。在穗數、穗粒數一定的條件下，粒重對玉米產量有著至關重要的作用［6，7］。玉米粒重與籽粒灌漿特性相關性較大，灌漿速率的高低以及灌漿持續期的長短決定了最終籽粒產量［8］。研究證明，種植密度對灌漿特性有顯著影響［9，10］。灌漿特性是玉米生長后期影響產量的主要因素，不同種植密度下的灌漿特性和變化一直是我國玉米產量形成研究的熱點［11，12］。因此，系統研究不同種植密度條件下玉米籽粒灌漿的變化規律，對提高玉米產量和適宜密度的選擇與應用具有重要的理論指導意義和實踐價值。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與材料

試驗于2017—2018年6月份在河南科技學院東區喬榭試驗田（北緯35°16′54.92″，東經113°56′51.67″，海拔270～430 m）進行。該地年均降水量656.3 mm。試驗地屬石灰型褐土，土體深厚，土壤質地適中，0～20 cm土層有機質含量15.70 g／kg、堿解氮55.87 mg／kg、速效磷8.24 mg／kg、速效鉀185.41 mg／kg、全氮0.09%，pH值7.6。前茬作物冬小麥，秸稈直接還田。

供試玉米品種：橋玉8號、先玉335和鄭單958。

1.2 試驗設計與田間管理

采用隨機區組設計，重復3次。試驗設3個處理，即每公頃密度52 500株（D1）、67 500株（D2）和82 500株（D3）。小區長6 m，寬8 m，面積48 m2。機器開溝，人工點播，60 cm等行距種植，株距分別為31.7、24.7、20.2 cm，每小區種植13行。

播前翻耕，氮磷鉀肥作底肥施入，施肥量分別為：120、105、120 kg／hm2，大喇叭口期追施1次氮肥（尿素）60 kg／hm2。灌水除草以及病蟲害防治與一般大田一致。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 籽粒灌漿特性 吐絲期選長勢一致植株，將同一天授粉的果穗掛牌，標記日期。自授粉后10 d開始，每處理取3個標記果穗，每6 d取樣1次，直至收獲。將所取果穗縱向取樣，隨機數取50粒，迅速測定其鮮重；用排水法測量體積；105℃殺青30 min后，80℃烘至恒重，稱干重。

1.3.2 籽粒灌漿速率 100粒籽粒灌漿速率（g／d）＝（后一次取樣籽粒干重-前一次取樣籽粒干重）／兩次取樣相隔天數。

1.3.3 產量測定 每小區收獲玉米5行各4 m調查空稈率，稱所有果穗總鮮重，按平均鮮穗重從所收果穗中選取10穗，考查穗部性狀和折算實際產量（按14%含水率折算）。

1.4 數據處理

利用Microsoft Excel 2016對數據進行處理與作圖，用SPSS軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 密度對不同玉米品種灌漿特性的影響

由圖1可知，隨著密度增加籽粒鮮重表現為降低趨勢，3個玉米品種趨勢一致，但鄭單958高密度下下降趨勢較大。不同品種的籽粒鮮重在灌漿前中期均迅速增加，灌漿后期基本趨于穩定。灌漿前期和中期鄭單958和橋玉8號鮮重大于先玉335，灌漿后期先玉335鮮重上升且高于前兩個品種。

由圖2可見，不同密度下3個玉米品種百粒體積的變化趨勢與鮮重一致，即隨密度增加體積下降，先玉335下降較小。不同品種比較，隨著灌漿進程推進，籽粒體積表現為橋玉8號和先玉335大于鄭單958；橋玉8號和先玉335比較，灌漿前期橋玉8號大于先玉335，灌漿后期先玉335大于橋玉8號。

百粒干重隨著灌漿進程推進呈現“S”型曲線，變化趨勢與籽粒鮮重、體積相同，3個品種均表現為隨密度增加呈現降低趨勢。不同品種比較，三種密度下百粒干重均表現為生育后期先玉335＞橋玉8號＞鄭單958，生育前期相差不大（圖3）。

2.2 種植密度對玉米各品種籽粒灌漿速率的影響

進入灌漿階段，玉米籽粒干物質積累速度加快，重量不斷增加。籽粒灌漿時長和速率決定玉米庫容的充實程度，進而決定玉米的粒重［13］。不同品種的籽粒灌漿速率均先升高后降低，27～33 d時灌漿速率達到最大，之后逐漸降低。整體趨勢來看，授粉后33 d內，鄭單958、橋玉8號灌漿速率高于先玉335，33 d后，先玉335的灌漿速率最大。3個品種的灌漿速率均表現為低密度＞中密度＞高密度；平均灌漿速率相比較，先玉335大于橋玉8號和鄭單958（表1）。

表1 各品種不同處理的100粒籽粒灌漿速率 （g／d）

2.3 種植密度對玉米各品種產量的影響

由圖4可見，隨著種植密度增加產量呈先上升后降低趨勢，3個品種均表現為中低密度產量高于高密度產量。先玉335、橋玉8號中密度與低密度處理產量均無顯著差異，鄭單958為中密度＞低密度＞高密度。同密度條件下，3個品種產量變化表現為先玉335產量較高。

3 討論與結論

前人對玉米的籽粒發育已做過大量研究［14-16］。對玉米籽粒生長發育時期的劃分存在以下兩種說法：一是分成4個時期：籽粒形成期、乳熟期、蠟熟期和完熟期；二是把籽粒的生長發育分為3個時期：籽粒形成期、迅速增重時期和成熟期［13］。玉米籽粒從授粉到成熟，其長度、寬度、厚度的變化，體積、鮮重和干重的增長曲線均表現為“S”型。有關籽粒灌漿的影響因素存在不同觀點，一種說法是密度通過影響灌漿持續時間影響粒重，另外一種說法是取決于灌漿速率［10，17］。楊國虎等［18］研究認為玉米籽粒產量及灌漿特性關系密切，灌漿速率的高低以及灌漿持續期的長短決定最終籽粒產量。很多研究認同兩方面共同決定粒重的結論，但不同的品種灌漿特征不同［19-21］。

隨著種植密度提高，玉米個體對資源的競爭加劇。灌漿時期是玉米產量和籽粒品質形成的關鍵時期，種植密度對玉米的灌漿特性有顯著影響［10，22］。本試驗結果表明，不同種植密度對各品種籽粒鮮重、體積和干重影響一致，均表現為隨著灌漿進程推進呈現“慢-快-慢”的增加趨勢，3個品種均隨著種植密度的增加百粒鮮重、體積和干重呈現減小趨勢；灌漿速率低密度處理要高于高密度處理；不同品種間比較灌漿前期鄭單958和橋玉8號占優勢，灌漿后期先玉335表現為更高的體積和鮮重，灌漿速率較高，其整個灌漿期的平均灌漿速率同樣較高；3個品種比較先玉335產量較高，鄭單958和橋玉8號表現為中低種植密度處理下產量較高。