玉米種植密度對(duì)產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

葉毅

摘 ? ?要：玉米在我國(guó)糧食生產(chǎn)領(lǐng)域中具有重要地位，能夠滿足人們的基本生活需求。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)玉米的需求量越來(lái)越大，提高玉米產(chǎn)量及質(zhì)量成為我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展的先決條件。文章設(shè)立3個(gè)不同的玉米種植區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的種植密度不同，采用計(jì)算機(jī)設(shè)備與試驗(yàn)器材分析玉米種植密度對(duì)其產(chǎn)量和質(zhì)量的影響，以此明確玉米最佳種植密度，為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：玉米；種植密度；產(chǎn)量；質(zhì)量

文章編號(hào)：1005-2690（2023）06-0021-03 ? ? ? 中國(guó)圖書分類號(hào)：S513 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

玉米種植密度會(huì)對(duì)玉米葉面積、光合特性以及葉片干重產(chǎn)生明顯影響，不同種植密度下的相關(guān)參數(shù)各不相同。合理的種植密度能夠有效提高玉米光合效能，為玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？茖W(xué)確定玉米種植密度，提高玉米種植質(zhì)量與產(chǎn)量，是相關(guān)人員需要研究的課題[1]。

1 種植密度影響玉米性狀的相關(guān)理論

1.1 農(nóng)藝性狀

采用單一群體性種植方式增加種植密度，能夠擴(kuò)大玉米葉面積，確保玉米群體獲得更多光合產(chǎn)物。我國(guó)農(nóng)業(yè)學(xué)家在種植密度與玉米農(nóng)藝性狀試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，群體葉面積與玉米種植密度呈正相關(guān)。增加玉米種植密度的主要目的是擴(kuò)大玉米群體葉面積，提高玉米個(gè)體植株以及穗位。玉米群體葉面積較大會(huì)降低穗位葉光合速率，使玉米群體產(chǎn)量呈正態(tài)分布。由此可見(jiàn)，增加種植密度能夠確保玉米群體獲得更大的葉面積，但種植密度過(guò)大會(huì)壓縮玉米植株個(gè)體的生存空間，降低玉米植株穗位部的光合效率，影響最終產(chǎn)量。結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)研究發(fā)現(xiàn)，種植密度會(huì)影響玉米群體內(nèi)部水分、溫度、光照的分布情況。種植密度與玉米單個(gè)植株面積大小呈負(fù)相關(guān)，與群體葉面積呈正相關(guān)。

1.2 光合作用

玉米光合速率會(huì)受到多種因素影響，不同玉米品種光合速率存在差異，同一玉米品種冠層內(nèi)的光分布情況會(huì)影響光合速率。玉米群體產(chǎn)量與光合系統(tǒng)效率存在顯著相關(guān)性，過(guò)大的種植密度會(huì)提高光截獲率，導(dǎo)致玉米植株中下層光照質(zhì)量嚴(yán)重下降，制約玉米群體光合能力的提高。我國(guó)農(nóng)業(yè)學(xué)家在研究種植密度與光合作用的關(guān)系中發(fā)現(xiàn)，合理的種植密度能夠有效調(diào)節(jié)小氣候，確保玉米植株健康生長(zhǎng)，有效貯存能量；不合理的種植密度會(huì)造成玉米葉片早衰，降低玉米光能利用率，不利于玉米健康生長(zhǎng)[2]。由此可見(jiàn)，玉米種植密度會(huì)影響玉米群體冠層構(gòu)建，過(guò)高或過(guò)低的種植密度都難以有效提高玉米群體光利用效率，對(duì)玉米產(chǎn)量及質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

從玉米葉片生理活化變換評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)看，玉米葉片中的葉綠素含量與光合能力具有顯著相關(guān)性。同一品種的不同種植密度對(duì)葉片葉綠素含量的影響顯著。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，玉米進(jìn)入吐絲期，植株葉面積與葉片葉綠素含量呈正相關(guān)；玉米進(jìn)入灌漿中期，植株葉面積與葉片葉綠素含量雖依舊呈正相關(guān)，但下降幅度相對(duì)較高。根據(jù)某實(shí)驗(yàn)室對(duì)葉綠素分解基因表達(dá)量和玉米生長(zhǎng)周期相關(guān)性試驗(yàn)可得出，玉米葉片出現(xiàn)衰老現(xiàn)象及衰老過(guò)程中，葉綠素生物合成基因與葉綠素分解基因的表達(dá)量會(huì)不斷增加。玉米植株生長(zhǎng)后期，葉綠素降解速率顯著下降，以此維持葉片內(nèi)葉綠素含量，避免光合速率影響玉米植株生長(zhǎng)[3]。

光合勢(shì)是表示玉米葉面積發(fā)揮光合作用的重要指標(biāo)之一，光合勢(shì)與玉米群體光合時(shí)間、干物質(zhì)積累呈正相關(guān)。單位時(shí)間內(nèi)光合勢(shì)越大，玉米產(chǎn)量越高。隨著種植密度不斷增加，光合勢(shì)與玉米產(chǎn)量均會(huì)有所提升。玉米拔節(jié)期和苗期，種植密度對(duì)光合勢(shì)的影響較小，隨著玉米生長(zhǎng)速度加快與葉面積不斷擴(kuò)大，種植密度對(duì)光合勢(shì)的影響逐漸顯著。通常，高種植密度玉米光合勢(shì)以及積累的光合勢(shì)值顯著高于低種植密度。玉米生長(zhǎng)后期，高種植密度會(huì)出現(xiàn)下層葉片早衰現(xiàn)象，主要原因在于玉米葉片相互遮陽(yáng)，致使下層透光率降低[4]。

1.3 莖稈抗倒伏性能

穗位高、株型和株高是影響玉米產(chǎn)量的重要因素。國(guó)外農(nóng)業(yè)學(xué)家在探究種植密度與玉米株高和穗位高相關(guān)性試驗(yàn)中得出，種植密度與玉米穗位高和株高呈正相關(guān)，種植密度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致玉米莖稈粗度降低，致使玉米莖稈抗穿刺能力減弱，對(duì)玉米莖稈抗伏倒能力產(chǎn)生一定影響。

我國(guó)農(nóng)業(yè)學(xué)家在探究玉米莖稈粗度與玉米籽粒產(chǎn)量相關(guān)性的研究中得出，玉米莖稈粗度與籽粒產(chǎn)量呈正相關(guān)，玉米植株高度與籽粒產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。種植密度是影響玉米抗倒伏性的關(guān)鍵因素之一，種植密度越大，玉米莖稈的抗折力以及穿刺強(qiáng)度越低。由此可見(jiàn)，科學(xué)確定種植密度、提高玉米莖稈抗倒伏能力、控制玉米植株高度與穗位高是確保玉米高產(chǎn)的重要因素[5]。

1.4 產(chǎn)量

合理密植能夠有效提高玉米產(chǎn)量，我國(guó)農(nóng)業(yè)學(xué)家在玉米品種試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，在種植密度單一因素的影響下，玉米株高呈正態(tài)分布，倒伏率、穗位高上升的同時(shí)，千粒重與穗粒重呈下降趨勢(shì)[6]。玉米植株倒伏率與種植密度呈正相關(guān)，與玉米植株莖稈的葉綠素及氮素含量呈負(fù)相關(guān)。雖然玉米千粒重會(huì)隨著種植密度的增加而降低，但玉米產(chǎn)量會(huì)在適宜范圍內(nèi)隨著種植密度的增加而提高[7]。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西欽州市試驗(yàn)農(nóng)田，該試驗(yàn)農(nóng)田屬于亞熱帶向熱帶過(guò)渡的海洋性季風(fēng)氣候，年降水量1 600 mm，日照時(shí)數(shù)1 800 h以上。土壤的理化性質(zhì)為速效磷12.59 mg/kg、全氮量1.47 g/kg、速效鉀116.94 mg/kg，土壤pH值6.7，地勢(shì)平坦且肥力均勻，能夠?yàn)橛衩字仓晏峁┍匾臓I(yíng)養(yǎng)元素。

2.2 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)的玉米品種為A品種，由當(dāng)?shù)胤N業(yè)股份公司選育，適合在我國(guó)東北地區(qū)積溫帶種植，株高247 cm、穗高87 cm、種植密度為8萬(wàn)株/hm2。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)3個(gè)種植區(qū)域同步采用行距65 cm的秋翻壟作種植方式，分別設(shè)立7萬(wàn)株/hm2、8萬(wàn)株/hm2、9萬(wàn)株/hm2 3個(gè)不同種植密度指數(shù)，3次重復(fù)試驗(yàn)，玉米行距為50 cm、株距為40 cm。本試驗(yàn)于2022年4月21日播種，2022年9月23日收獲。

2.4 指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法

工作人員需要分別在玉米植株不同生長(zhǎng)周期測(cè)定各類參數(shù)，在拔節(jié)期、大喇叭口期以及吐絲期前后選擇生長(zhǎng)狀態(tài)一致的3株玉米植株，對(duì)其進(jìn)行殺青及烘干處理，計(jì)算各類參數(shù)。

群體葉片干重=單株葉片×單位面積株數(shù)（1）

群體葉面積=單株葉片葉面積+單位面積株數(shù)

（2）

LAI=單株葉面積×單位面積株數(shù)／單位土地面積（3）

LADl1-2=（L1+L2）／2+（T2-T1）（4）

式中：L1為某時(shí)期開(kāi)始當(dāng)天葉面積，L2為最后一天的葉面積，T1為某一時(shí)期開(kāi)始時(shí)間，T2為某一時(shí)期結(jié)束時(shí)間。

玉米植株光合速率及葉綠素含量監(jiān)測(cè)方式：分別于拔節(jié)期、大喇叭口期以及吐絲期前后選擇生長(zhǎng)狀態(tài)一致的3株玉米植株，利用光合儀與葉綠素儀測(cè)定葉綠素含量以及穗位葉。

比葉重為葉片干重與葉面積的差值。

2.5 莖稈抗倒伏監(jiān)測(cè)方法

利用游標(biāo)卡尺測(cè)量玉米莖稈的莖粗、穗位高、株高等。分別于拔節(jié)期、大喇叭口期以及吐絲期前后選擇生長(zhǎng)狀態(tài)一致的3株玉米植株，結(jié)合玉米植株莖稈機(jī)械力學(xué)指標(biāo)分析第3節(jié)莖稈的彎折力與壓碎強(qiáng)度。在此期間，工作人員需要將玉米莖稈平穩(wěn)放在測(cè)量?jī)x器的底部，用手指勻速拉動(dòng)測(cè)量?jī)x。

2.6 產(chǎn)量、質(zhì)量檢測(cè)方法

測(cè)定玉米產(chǎn)量、質(zhì)量時(shí)，需要在玉米成熟后由工作人員稱取玉米所有果穗的總鮮重，隨機(jī)抽取20穗分析穗長(zhǎng)、穗粗、行粒數(shù)、穗粒數(shù)以及百粒重等，待種子風(fēng)干后計(jì)算產(chǎn)量。

2.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法

試驗(yàn)期間利用Excel表格收集數(shù)據(jù)，利用SPSS 22.0軟件分析數(shù)據(jù)。

3 種植密度對(duì)玉米種植的影響

3.1 對(duì)玉米質(zhì)量的影響

相同種植密度下，不同種植區(qū)域玉米植株的賴氨酸含量無(wú)顯著差異。隨著種植密度不斷增加，不同種植區(qū)域玉米淀粉含量呈先降低后升高的趨勢(shì)。脂肪及蛋白質(zhì)均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。淀粉呈先降低后升高的趨勢(shì)。說(shuō)明種植密度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)玉米淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪含量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，如表1所示。

3.2 對(duì)玉米產(chǎn)量以及構(gòu)成因子的影響

構(gòu)建一元二次方程對(duì)玉米產(chǎn)量及種植密度進(jìn)行回歸分析，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)得出，在相同種植方式下，不同種植密度獲得的產(chǎn)量各不相同。分析行粒數(shù)、穗長(zhǎng)以及穗粗等相關(guān)參數(shù)可以得出，隨著種植密度不斷增大，玉米百粒重以及產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)，但種植密度持續(xù)增大，上述參數(shù)均會(huì)出現(xiàn)不同幅度的下降，如表2所示。

3.3 對(duì)玉米株高、穗位高、莖粗的影響

在不同種植密度下，3個(gè)種植區(qū)域的玉米株高以及穗位高具有顯著差異。種植密度為9萬(wàn)株/hm2的區(qū)域株高顯著高于其他2種種植密度。隨著種植密度不斷增加，莖粗呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，9萬(wàn)株/hm2種植密度下玉米莖粗最低，如表3所示。

3.4 對(duì)玉米莖稈抗倒伏性能的影響

3種不同種植密度下，玉米莖稈在不同生長(zhǎng)時(shí)期的抗倒伏性變化趨勢(shì)存在差異。拔節(jié)期隨著種植密度不斷增加，玉米莖稈彎折能力逐漸下降。種植密度為7萬(wàn)株/hm2的區(qū)域玉米莖稈彎折能力達(dá)到200.82 N，顯著高于其余2種。玉米大喇叭口期、吐絲15 d后以及吐絲30 d后，隨著種植密度不斷增加，種植密度為7萬(wàn)株/hm2的區(qū)域玉米莖稈彎折能力分別為287.26 N、336.27 N和406.29 N，顯著高于其余2種。隨著種植密度增加，玉米莖稈外皮穿刺強(qiáng)度呈先上升后下降趨勢(shì)。種植密度為8萬(wàn)株/hm2的區(qū)域玉米莖稈外皮穿刺強(qiáng)度最高。隨著種植密度不斷增加，玉米莖稈壓碎強(qiáng)度呈先升高再降低趨勢(shì)，種植密度為8萬(wàn)株/hm2的區(qū)域不同生長(zhǎng)周期下莖稈壓碎強(qiáng)度顯著高于其余2種。由此可見(jiàn)，在適宜范圍內(nèi)，隨著種植密度增加，莖稈抗倒伏性能會(huì)不斷提升。

4 結(jié)論

試驗(yàn)得出，在同一種植方式下不同種植密度會(huì)對(duì)玉米產(chǎn)量與質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。隨著種植密度不斷增加，少數(shù)參數(shù)呈下降趨勢(shì)，不利于提高玉米產(chǎn)量及質(zhì)量。科研人員需將玉米種植密度控制在合理范圍內(nèi)，避免對(duì)玉米光合特性及莖稈生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。

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