淺析不同種植密度對3個粒型玉米親本產量及農藝性狀的影響

王 飛，周華安，何 新，劉 振，郭泓鋆

(四川天宇種業有限責任公司，成都 610000)

1 緒論

玉米是一種重要的糧食和飼料作物,隨著畜牧業、水產養殖和能源產業的快速發展，玉米產量和質量成為關鍵因素，影響玉米產業可持續發展的因素。影響產量和質量的主要因素是玉米基因和種植密度的差異。提高產量和質量是玉米育種的主要目標，合理的種植密度是實現玉米高產的重要途徑。不同類型品種的產量和質量(硬粒型、馬齒型、中間型)，因種植密度不同而不同。所以，考慮播種密度對不同類型玉米品種的研究對玉米品種的選擇和創新方法的實施具有重要的理論和實踐意義。沈杰[1]看來就3種不同種植密度對產量以及農藝性狀的影響表明，在玉米種植密度較高時，實收產量會呈現出上升趨勢。在主要農藝性狀方面，隨著玉米種植密度的不斷增加，植株會呈現出增高、果穗變小，穗位上升等趨勢，生育期及出籽率等性狀無明顯差異。不同品種的玉米對栽培強度的反應不同，只有在它們設計得足夠好，才可以達到理想的玉米生產目標。因此，通過建立不同的種植密度能有效提高不同類型玉米品種的產量。利用3個粒型玉米親本材料，以西南玉米品種硬粒型、馬齒型和中間型為試材，確定了不同玉米親本繁殖種植密度對產量及性狀的影響，為改進西南玉米親本材料、親本栽培方法、合理制種密度提供了理論依據。

生產實踐表明，玉米產量隨種植密度的增長而增加，但達到一定水平后，產量隨密度的增加而下降。合理的種植密度可以協調種群和個體玉米的發育，提供單位面積的最大產量。最適宜的玉米品種與土壤肥力、生態條件、品種特征、栽培方法等因素密切相關，研究不同類型玉米親本材料在一定環境條件和生產水平下的最適宜種植密度確保產量高而穩定的玉米親本繁殖是至關重要的。本試驗選用四川天宇種業有限責任公司選育的不同粒型的3個玉米親本自交系為供試材料，研究不同密度下各親本材料的產量、產量構成性狀和農藝性狀的變化，為不同粒型玉米親本材料繁殖技術的提高提供理論依據。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗材料為3個不同粒型的玉米親本材料：H12420(硬粒型)、T88(中間型)、2061(馬齒型)。各參試親本材料均由四川天宇種業有限責任公司提供，其中H12420是玉米新品種天宇502的母本，粒型為硬粒型；T88為玉米新品種巡玉608的母本，粒型為中間型；2061為玉米新品種巡玉618的母本，粒型為馬齒型。

2.2 試驗地點

西北點位于甘肅省白銀市平川區水泉鎮四川天宇種業有限責任公司的制種及繁殖基地，西南點位于四川省涼山州西昌市安寧鎮四川天宇種業有限責任公司的制種及繁殖基地。

2.3 試驗設計

試驗于2021年春在西北點、西南點試驗基地同時進行，3個親本材料，密度設置10個水平(表1)，每個點共計30個小區,小區行長5m，5行區。田間管理同大田生產。

表1 密度水平

2.4 考察性狀

田間調查株高、穗高，室內考查穗長、禿尖長、穗行數、行粒數、千粒重、容重、單株產量等。

3 結果與分析

3.1 種植密度對親本繁殖產量的影響

隨著種植密度的增加，3個不同粒型親本材料的單株穗重、百粒重、容重、產量等表現見表2。

表2 3個不同粒型親本材料在10個密度水平下的產量等表現

從表2可知，隨著密度的增加3個不同粒型親本材料產量結構變化顯著，都是隨著密度的增加產量也隨之增加，在達到最佳種植密度頂峰時，產量隨著密度的增加急速降低。在西北點中可以看出硬粒型品種H12420在密度6.00萬～6.75萬/株/hm2時產量較穩定,密度在6.75萬株/hm2時達到最高值。中間型品種T88在密度5.25萬～8.25萬株/hm2時產量較穩定,密度在6.00萬株/hm2時達到最高值。馬齒型品種2061在密度5.25萬～7.50萬株/hm2時產量較穩定,密度在6.00萬株/hm2時達到最高值。在西南點中可以看出硬粒型品種H12420在密度6.00萬～8.25萬株/hm2時產量較穩定，密度在4500株/666.7m2時達到最高值。中間型品種T88在密度6.75萬～7.50萬株/hm2時產量較穩定，密度在6.75萬株/hm2達到最高值。馬齒型品種2061在密度5.25萬～6.75萬株/hm2時產量較穩定，密度在6.00萬株/hm2時達到最高值。同時，可以看出西北與西南3個不同粒型玉米親本種植密度最在高值時產量差異不明顯，但是在最低值時西南點區產量明顯低于西北點區。

3.2 種植密度對玉米親本繁殖材料單株穗重的影響

從表2可知，3個不同粒型玉米親本材料在不同種植密度下的單株穗重有顯著差異。在西北點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～7.50萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在7.50萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。中間型品種T88在密度3.75萬～6.75萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在6.75萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。馬齒型品種2061在密度3.75萬～6.00萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在6.00萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。

在西南點中可以看出硬粒型品種H12420在密度3.75萬～6.00萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在5.25萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。中間型品種T88在密度3.75萬～5.25萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在5.25萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。馬齒型品種2061在密度株3.75萬～5.25萬株/hm2時單穗重量差異性不大，密度在5.25萬～10.50萬株/hm2時呈遞減模式。由此可以看出西北與西南玉米親本種植密度越小單穗重越高，種植密度與單穗重量成反比。

3.3 種植密度對玉米親本繁殖材料百粒重和容重影響

從表2可知，3個不同粒型玉米親本材料在不同種植密度下的千粒重和容重有明顯差異性。在西北點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～10.50萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：314～296g和732～725g/L之間；密度在8.25萬株/hm2時開始有所下降。中間型品種T88在在密度3.75萬～6.75萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：345～337g和722～710g/L之間；密度在8.25萬株/hm2時開始下降。馬齒型品種2061在密度3.75萬～6.00萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：332～291g和692～637g/L之間；密度在7.50萬株/hm2時開始呈遞減下滑。

在西南點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～10.50萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：287～246g和701～689g/L之間；密度在7.50萬～10.50萬株/hm2時開始呈遞減。中間型品種T88在密度3.75萬～10.50萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：307～256g和696～645g/L之間；密度在6.75萬～10.50萬株/hm2時開始呈遞減。馬齒型品種2061在密度3.75萬～10.50萬株/hm2時千粒重和容重梯度分別為：312～233g和677～637g/L之間；密度在6.00萬～10.50萬株/hm2時開始呈遞減。以上數據分析得出千粒重及容重隨著種植密度的增加呈下滑趨勢，西南點表現尤為突出，西北點相對較穩定。

3.4 種植密度對玉米親本繁殖材料株高和穗位高的影響

經測定，3個不同粒型的玉米親本材料隨著種植密度的增加株高、穗位高、穗行數、行粒數等也有明顯變化如表3。

從表3可知，不同類型的同一品種在西北與西南兩個不同生態區的株高及穗位高之間差異很大。西北點3個不同粒型的親本繁殖隨著密度的增加株高有差異性，但是幅度不大，呈規律性的隨著密度的增加而升高。硬粒型品種H12420在6.75萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加。中間型品種T88在8.25萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加。馬齒型品種T88在8.25萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加。西南點3個不同粒型的親本繁殖隨著密度的增加株高有差異性，幅度不大，呈規律性的隨著密度的增加而升高。硬粒型品種H12420在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加。中間型品種T88在8.25萬株/hm2之前變化不大，之后相對平穩增加。馬齒型品種T88在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加。西北點3個不同粒型的親本繁殖隨著密度的增加穗位高有差異性，但是幅度不大，呈規律性的隨著密度的增加而升高。硬粒型品種H12420在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加。中間型品種T88在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加。馬齒型品種T88在6.75萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加。西南點3個不同粒型的親本繁殖隨著密度的增加株高有差異性，幅度不大，呈規律性的隨著密度的增加而升高.硬粒型品種H12420在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加；中間型品種T88在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對平穩增加；馬齒型品種T88在7.50萬株/hm2之前變化不大，之后相對增加明顯然后變為平穩增加。

表3 3個不同粒型親本材料在10個密度水平下的株高、穗位高等表現

3.5 種植密度對玉米親本繁殖材料的穗行數、行粒數及禿尖的影響

從表3可知，3個不同粒型的玉米親本隨著密度的增加穗行數、行粒數及禿尖均有變化。西北點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～8.25萬株/hm2時穗行數、行粒數及禿尖無變化，8.25萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現禿尖或缺粒現象，行粒數也隨之減少。中間型品種T88在密度3.75萬～9.00萬株/hm2時穗行數、行粒數及禿尖無變化，9.00萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現禿尖或缺粒，行粒數也隨之減少。馬齒型品種2061在密度3.75萬～7.50萬株/hm2時穗行數、行粒數及禿尖無變化，7.50萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現禿尖或缺粒，行粒數也隨之減少。西南點中硬粒型品種H12420在密度3.75萬～6.00萬株/hm2時穗行數、行粒數及禿尖無變化，6.75萬～7.50萬株/hm2時有一定影響，7.50萬～10.50萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現禿尖或缺粒，行粒數也隨之減少；中間型品種T88在密度3.75萬～6.75萬株/hm2時穗行數、行粒數及禿尖無變化，6.75萬～8.25萬株/hm2時有一定影響，9.00萬～10.50萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現禿尖或缺粒，行粒數也隨之減少，馬齒型品種2061在密度3.75萬～5.25萬株/hm2時穗行數、行粒數及禿尖無變化，5.25萬～6.75萬株/hm2時有一定影響，6.75萬～10.50萬株/hm2時果穗上部明顯灌漿不充實或授粉不全，穗子出現禿尖或缺粒現象，行粒數也隨之減少。從上述結果我們可以看出，西北點和西南點隨密度的增加對穗行數影響不大，西北點對行粒數及禿尖有影響但不是很大，西南點對行粒數和禿尖影響很大，也就導致最終隨密度增加嚴重影響繁殖產量。

3.6 種植密度對玉米親本繁殖材料抗逆性的影響

3個不同粒型的玉米親本隨著密度的增加抗逆性也有所下降，西北點中，3個類型品種在3.75萬～8.25萬株/hm2時均變現穩定，在高于8.25萬株株/hm2時隨著密度的增加出現植株莖稈明顯變細、果穗變小、出現倒伏、倒折現象，紋枯病、葉斑病、銹病也有發生或加重。

西南點中，3個類型品種在3.75萬～6.75萬株/hm2時均變現穩定，在高于7.50萬株/hm2時隨著密度的增加出現植株莖稈明顯變細、果穗變小、出現倒伏、倒折現象，紋枯病、葉斑病、南方銹病、穗腐、莖腐發生嚴重。從上述調查結果表明西北區域繁殖玉米親本明顯優于西南區域。

4 結論與討論

西南玉米受地理環境的影響，產量一直都很低，雖然通過近年來對玉米親本材料的改良有所提高，但是玉米產量始終要靠合理群體才能達到高產的目的。通過本次試驗研究及前人的研究分析，3個不同粒型的玉米親本隨著種植密度的增加未達到最佳密度或超過該親本的最佳種植密度，產量都會下降，只有合理種植密度才能達到最佳的產量及質量。在基本的農藝性狀上面，3個不同粒型的玉米親本在穗行數、千粒重上隨著種植密度的增加無明顯變化，其它性狀如：株高、穗位高、果穗大小、莖稈粗細、結實率、倒伏率、禿尖、容重、病害都會隨著種植密度的增加而增加。同時研究還發現3個不同親本繁殖西北區域產量明顯高于西南區域，農藝性狀變化小于西南區域，抗逆性上優于西南區域。因此得出3中不同類型玉米親本繁殖最好在西北區域繁殖，能增加產量、降低成本、降低風險；還發現在綜合穩定性上“中間型”玉米親本明顯優于“硬粒型”和“馬齒型”，為以后選擇高密度雜交玉米親本做參考。吳振興[2]等人發現種植密度對不同株型自交系的農藝性狀和產量及其構成因素具有顯著影響。隨著密度增加,各自交系株高、穗位高增加，莖粗降低，而對雄穗分支的影響差異不顯著，不同株型自交系呈現出相同變化趨勢；不同株型棒三葉的葉向值呈增大趨勢，緊湊型增加最大，半緊湊型次之，平展型變化最小，棒三葉葉面積呈現降低趨勢。吳旭[3]通過研究不同種植密度對強盛51號玉米主要農藝性狀和產量性狀的影響，確定最適宜的種植密度，為農業生產和高產栽培提供理論依據。結果表明，種植密度為6.75萬株/hm2時，產量達到最高(13117.5kg/hm2)，密度在6.00萬～6.75萬株/hm2時產量差異不顯著，確定6.00萬～6.75萬株/hm2為大田種植的適宜密度；高水肥條件下以6.75萬株/hm2種植密度為最佳。張鳳啟[4]等人研究發現棒三葉面積及莖粗系數均隨著密度增加而減小,但減小幅度在不同品種或不同葉位存在差異。產量構成因素如穗長、穗粗、穗行數、行粒數、穗粒數和千粒重隨著密度增加而減小。于德花[5]等人根據密度對青貯中玉米的不同產量和品質進行了研究，認為不同密度對不同品種的品質有影響，而密度的提高有利于青貯玉米品質的提高。然而，這項研究并不能得出結論，隨著種群密度的增加，不同品種表現出異質性。下一步將對3個粒型玉米親本增加試驗個體，增加試驗年份周期，細分3個粒型的不同株葉性狀對不同種植密度下的產量及農藝性狀的分析。為選育出適宜西南區域繁殖的高密度、高產量的玉米親本及雜交玉米提出理論依據。