玉米种植密度与重心高度的关系及对倒伏的影响

丰光+王孝杰+曹祖波+于兵+佟圣辉+王秀凤+赵成昊

摘 要：选用丹玉8479为试材，采用3种密度3次重复的试验设计，研究种植密度、株高、穗位、重心高度和穗位重心差对倒伏的影响。结果表明：随播种密度的增加，玉米株高、穗位高以及植株重心高度都随之增加，穗位高增幅大于植株重心高度增幅；穗位重心差数值从负值逐渐向正值转变，说明玉米处于对不良生长环境的本能反应，做出自我生长调节，尽可能降低自身发生倒伏的几率，穗位重心差数值越小植株抗倒伏能力越强。倒伏性相关分析结果表明：玉米倒伏与穗位高、重心高度以及播种密度呈极显著正相关，与株高呈显著正相关；株高与穗位高、重心高度呈极显著正相关，与密度呈显著正相关；穗位高与重心高度和密度呈极显著正相关；重心高度与密度呈极显著正相关。说明种植密度、株高、穗位高和重心高度都对植株倒伏产生一定影响，穗位重心差可以作为衡量倒伏的一项农艺指标。

关键词： 玉米；密度；重心；倒伏

中图分类号：S513 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.12.016

Abstract： Maize hybrids Danyu8479 was chosen as the materials， and the test was designed for repeated three times by three densities. And the influence of planting density， plant height， ear height， gravity center height and difference between ear and center of gravity height on lodging was researched. The results showed that with the increase of planting density， the plant height， ear height and center of gravity height had a gradually increasing trend， ear height and center of gravity height increased significantly. The difference of ear and gravity center height changed from negative to positive， it proved that corn was reducing their lodging probability as much as possible in instinctive response to the adverse growing conditions， and showing self growth regulation， the smaller difference between ear and center of gravity height was the stronger plant lodging resistance was. The result of lodging resistance related analysis showed that planting density， ear height and center of gravity height were significant positive correlation with lodging， plant height was positively related with lodging. Plant height and ear height， center of gravity height were significant positive correlation， the center of gravity height and density was significantly positively related， ear and significant positive correlated to the center of gravity height and density， significant positive correlated to the center of gravity height and density. The research showed that plant height， ear position， center of gravity height and planting density had some certain influence on plant lodging， and the difference of ear and gravity center height could be used as a common measure of lodging agronomic index.

Key words： maize（Zea mays L.）；plant density；gravity center；lodging

合理密度栽培是促进玉米增产的重要措施，但为了增加产量而盲目地提高种植密度却会增大倒伏的潜在危险[1-2]。我国东北、华北玉米主产区雨热同季，每年60%的降水多集中在7—8月份，这时正值玉米抽雄、开花和灌浆的关键时期，玉米茎秆脆弱、根系欠發达，在强风多雨的天气条件下容易发生倒伏，造成严重的产量损失[3]。影响玉米倒伏的因素很多，包括品种自身原因，如茎秆、根系、株高、穗位等[4-7]；也包括外界因素，如天气、病虫害、肥水条件、种植密度等[8-10]。本研究通过开展玉米不同种植密度试验，研究植株重心高度的变化及植株相关性状与倒伏发生的相关性，期望对玉米抗倒性栽培有一定指导意义。endprint

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验以丹玉8479为材料，于2014年在丹东农科院良种选育基地进行，密度分别设置45 000， 60 000，75 000株·hm-2， 10行小区，行长5 m，行距0.6 m，试验设计3次重复。试验田地势平坦肥力均匀。

1.2 调查项目

玉米吐丝后25 d测量株高、穗位、重心高度、倒伏率，其方法详见表1。

1.3 数据分析

试验数据采用DPS软件进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 种植密度对重心高度等性状的影响

从表2可以看出，随着丹玉8479种植密度的增加，其植株高度、穗位高度和重心高度都有逐渐增加的趋势，说明密度的增加加剧了群体内个体间光、热、水、肥、气等资源的竞争，为了争夺更多的资源，为尽可能实现个体在群体中所处最佳位置，单个植株都本能地增加株高和穗位高以此来获取更多的光热资源，这是植物避荫反应的明显表现。同时，为调节自身的抗倒伏能力，重心高度虽然也在增高，但增幅小于穗位，以达到对自身重心的尽可能调控。从45 000株·hm-2增加到60 000株·hm-2，株高增加3.6 cm，穗位增加10.5 cm，重心高度增加2.6 cm，3个性状中增加幅度穗位>株高>重心高度，穗位增加最为明显；从60 000株·hm-2增加到75 000株·hm-2，株高增加2.2 cm，穗位增加12.8 cm，重心高度增加7.2 cm，3个性状中增加幅度穗位>重心高度>株高，穗位增加最为明显。从差异显著性比较来看，穗位和重心高度在75 000株·hm-2和45 000株·hm-2之间达到了显著水平，株高没有达到显著差异，说明随着密度的增加，丹玉8479穗位和重心高度增加幅度显著。群体种植密度的增加，使得个体茎秆瘦弱、茎秆机械组织发达程度降低，根系生长和发育水平下降，重心高度的增加导致植株势能增大，在降雨或强风等不良气候条件下，增加了植株倒伏的概率。

2.2 种植密度对植株穗位重心差的影响

从图1中可以看出：在45 000株·hm-2低密度下，穗位重心差表现为负值（-5.8），即玉米植株重心位置在穗位之上，该密度下表现为穗位低、重心低、整个植株重力势能小，抗倒性较好；在60 000株·hm-2中密度下，穗位重心差表现为正值（2.1），即玉米植株重心位置在穗位之下，该数值较小，说明60 000株·hm-2密度下植株重心和穗位位置较为接近，中密度下植株抗倒伏能力弱于低密条件；在75 000株·hm-2高密度下，穗位重心差表现为正值（7.7），说明在高密度条件下，植株的穗位偏高，重心位置与穗位相差较大，此时植株的抗倒伏能力较弱。综合整体密度变化来看，丹玉8479种植密度从45 000株·hm-2到60 000株·hm-2再到75 000株·hm-2，随着密度的增加，穗位不断增高，重心高度也随之增高，重心高度增加幅度小于穗位增加幅度，穗位重心差数值从负值逐渐向正值转变。从穗位重心差数值的变化也能说明玉米处于对不良环境的自我生长调节，以尽最大可能降低自身倒伏可能性。综合上述分析可知，穗位重心差数值越小，植株具有的抗倒伏能力越强。

2.3 种植密度对植株倒伏的影响

在丹玉8479整个生育期内对田间倒伏情况进行调查发现：在45 000株·hm-2低密度条件下，植株茎秆粗壮、穗位整齐、长势良好，没有发生倒伏情况；在60 000株·hm-2中密度条件下，个别植株出现轻度倒伏，倒伏率在15%左右；在75 000株·hm-2高密度条件下，重复小区间均发生较严重倒伏，平均倒伏率达到65%，说明丹玉8479适宜在45 000～60 000株·hm-2之间较低的密度下种植，生产上栽培不宜密度过大。对密度、株高、穗位和重心高度与倒伏性进行相关分析（表3）发现：倒伏与穗位、重心高度和种植密度呈极显著正相关，与株高呈显著正相关；株高与穗位、重心高度呈极显著正相关，与密度呈显著正相关；穗位与重心高度和密度呈极显著正相关；重心高度与密度呈极显著正相关。这说明种植密度的增加促使株高、穗位和重心高度性状不同程度的增大，这些性状的劣势发展及综合作用增大了植株倒伏的概率。

3 结论与讨论

玉米倒伏是一项比较复杂的研究课题，前人利用多种方法从不同角度进行过深入研究，包括根系、茎秆、病虫害、遗传及分子等诸多方面[11-12]，具有很好的参考价值和实际指导意义。本试验从重心高度及穗位重心差等性状研究了影响玉米植株倒伏的问题，该方面的研究报道较少。研究认为：种植密度对植株重心高度等植株性状产生一定影响，随着种植密度的增大，株高、穗位高和重心高度都不断增加，穗位重心差由负值向正值不断转变，田间植株表现为倒伏率不断增大；玉米种植密度、株高、穗位高、重心高度之间存在着不同程度的相关性，密度增加是玉米植株发生倒伏的根本原因。

根据本试验的研究结果，建议在实际生产中应选择茎秆柔韧性强、植株重心低、较耐密植的品种，应根据生态气候特点和品种自身特征特性进行合理密植，以有效地提高玉米抗倒伏能力，有助于保证玉米实现稳产和高产[13]。玉米倒伏是多因素综合作用的结果，单从某个材料和某些性状研究得出的结论相对片面，尽管对玉米倒伏的研究很多，但还是缺少遗传和分子等方面的深入研究，从本质上掌握其作用机制和遗传机理是很有必要的。

参考文献：

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