不同株型品種混作對玉米農藝性狀、產量及品質的影響

劉林業

（商水縣農業技術推廣站 河南商水466100）

不同作物或同種作物不同基因型間通過合理的混作構建生態位互補的作物群體有利于協調作物間的互補與競爭關系，提高光、熱、肥、水、氣等自然資源利用率，增加群體遺傳多樣性，增強作物對逆境脅迫的抵抗能力，減輕病蟲草危害，降低生產成本，實現作物產量、經濟效益和生態效益的協同提升[1]。不同玉米品種合理混作使群體受光面積增加，冠層內光照增強、CO2濃度提高，增加光合速率，從而提高群體產量[2]。抗倒伏能力不同的玉米品種合理混作不僅能提高產量，而且顯著降低群體倒伏率，有利于機械收獲[3]。耐熱性玉米品種和熱敏感品種混作，可以提高熱敏感品種的受精結實率，減少因高溫導致的產量損失[4]?；熳魅后w由于不同品種間雜交授粉產生花粉直感效應引起籽粒品質的變化[5]。高稈和矮稈玉米品種間作能顯著增加產量[6]，但不利于機械化作業。因此，筆者研究了不同株型（株高）玉米品種產量和品質的混作效應，以期為生產上不同株型玉米品種合理混作提供理論依據和技術指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試玉米品種為登海605（DH605，矮稈緊湊型）、豫單9932（YD9932，高稈半緊湊型）、金秋119（JQ119，高稈緊湊型）。

1.2 試驗地概況

試驗于2017-2019年在許昌市建安區陳曹鄉史莊村試驗田進行。前茬作物為小麥，土壤為潮土，地勢平坦，排灌方便，地力均勻一致。0～20 cm耕層土壤（風干樣）含有機質21.8 g/kg、堿解氮87.9 mg/kg、有效磷30.1 mg/kg、速效鉀162.4 mg/kg。

1.3 試驗設計

設DH605與YD9932和DH605與JQ119混作及3個品種單作?；熳鳛?個品種種子1∶1混合后播種，采用種、肥異位同播方式，寬（70 cm）窄（50 cm）行種植。肥料為氮磷鉀復合肥 （N、P2O5、K2O比例為28∶6∶6），施肥量50 kg/畝。 每個處理播種12行，行長20 m，重復3次。按照4 500株/畝設計密度進行播種，成熟期取樣考種時測定實際密度。2017年6月5日播種，9月29日收獲；2018和2019年均為6月8日播種，9月30日收獲。

1.4 調查測定項目及方法

1.4.1 農藝性狀測定 在玉米吐絲期，每小區選擇長勢均勻的植株3株，測定株高、穗位高、莖粗（地上第3莖節間橫向長直徑）。

1.4.2 考種 每個處理區選擇長勢均勻的一個中間行，取連續10株果穗考種；混作區分辨品種并連續取穗至兩組合品種各10穗，保證每處理所有品種各有30株果穗用于考種。同行選擇連續11株測量10個株距，選擇連續11行（即各5個寬窄行）測量10個行距，求平均株行距，各3次重復。經計算分析，各處理間密度差異不顯著（P＜0.05），平均密度為4 267株/畝。取回的果穗脫去苞葉，測定穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、百粒重、出籽率。

1.4.3 土地當量比 （LER）的計算 土地當量比：LER=∑yi/yii，其中yi為單位面積內間混作各品種的實際產量，yii為該品種在同樣單位面積上單作時的產量[7]。

1.4.4 籽粒營養品質的測定 采用近紅外光譜分析儀測定籽粒粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪和賴氨酸相對含量。

1.5 數據處理

3年試驗結果趨勢一致，取2019年數據進行分析。采用Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0統計軟件對試驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 混作對植株農藝性狀的影響

由表1可見，與單作相比較，混作群體中DH605、YD9932和JQ119的株高和穗位高均顯著增加，莖粗顯著變細。

表1 單作和混作植株農藝性狀比較

2.2 單作和混作玉米產量及其相關性狀

由表2可見，3個品種的單作和混作穗粗、禿尖長度均無顯著差異。與單作相比較，DH605與YD9932混作，DH605的穗長顯著變短17.57%，穗粒數顯著減少15.42%，百粒重顯著增加6.41%，產量顯著減少9.99%；YD9932的穗長和穗粒數增加均不顯著，百粒重顯著增加6.67%，產量顯著增加8.81%。與單作相比較，DH605與JQ119混作，DH605的穗長顯著變短13.95%，穗粒數顯著減少9.21%，百粒重顯著增加7.93%，產量減少2.00%；JQ119穗粒數顯著增加7.46%，百粒重增加4.13%，產量顯著增加11.86%。

表2 單作和混作玉米產量及其相關性狀

2.3 混作群體的土地當量比

DH605與YD9932混作比其單作平均減產0.90%，土地當量比小于1，混作無增產優勢；DH605與JQ119混作群體比其單作平均增產5.00%，土地當量比大于1，具有混作優勢（附圖）。

附圖 混作群體的土地當量比

2.4 混作對玉米籽粒品質的影響

由表3可見，與單作相比較，DH605與YD9932混作，DH605的籽粒營養品質無顯著變化，YD9932的粗蛋白含量和賴氨酸相對含量顯著增加。與單作相比較，DH605與JQ119混作，DH605的粗蛋白相對含量略增加，賴氨酸相對含量顯著增加10.87%，粗淀粉和粗脂肪相對含量變化不顯著；JQ119的籽粒營養品質均無顯著變化。

表3 單作和混作玉米籽粒品質比較

3 結論與討論

長期以高產優質為育種目標的人工選擇，使得作物品種的遺傳基礎日益狹窄，單一作物品種在生產上種植的風險愈來愈大，不僅會導致農田生物群落演替的加快，而且使農田生態系統日趨簡單化和不穩定，對系統的生產力、穩定性、持續性及抗逆能力等均產生不利的影響[8]。不同基因型玉米復合群體中，由于生態位互補，優化了群體結構、增強了抗逆性，并且在生長后期可維持較高的葉面積、葉綠素含量和光合速率，因此有利于實現玉米的高產和穩產[9]。國內外對不同基因型玉米品種間作或混作的增產和穩產效應已有不少報道[10]。本研究結果表明，矮稈緊湊型品種登海605分別與高稈半緊湊品種豫單9932、高稈緊湊型品種金秋119混作，株高、穗位高、莖粗、穗長、穗粒數和百粒重等均發生變化；登海605的穗長和穗粒數顯著減少，產量下降；豫單9932和金秋119的穗粒數和百粒重顯著增加，產量提高；但豫單9932增加的產量不能彌補登海605的減產量，土地當量比小于1，無混作優勢；而金秋119增加的產量大于登海605的減產量，土地當量比大于1，具有混作優勢。高稈品種與矮稈品種混作不利于矮稈品種的穗發育和產量形成，尤其是高稈半緊湊型品種豫單9932比高稈緊湊型品種金秋119對登海605的負面影響更大一些。因此，在生產上混作時應盡量選用株型基本一致的品種，才能取得較好的產量收益。