密植对百玉393的单株产量及相关农艺性状的影响

王平喜,进茜宁,吴向远,张晋玉,陈辉,陈士林

（1.河南科技学院生命科技学院,河南新乡453003；2.河南省现代生物育种协同创新中心,河南新乡453003）

玉米作为一种重要的粮食作物,其种植区域已遍及热带和亚热带地区[1].近年来玉米杂交种的单株产量和总体产量得到了较大的提高,主要原因在于玉米种植密度的提高和玉米种植品种抗逆性的增强[2,3].有关统计数据表明,美国玉米的平均产量约700 kg/667 m2,平均种植密度为5 500株/667 m2,居世界领先地位[4].而与美国相比,我国玉米的平均产量约400 kg/667 m2,只是美国玉米的60%,存在着较大的差距[5].目前我国大部分地区的玉米种植密度普遍较低,不同生态区的种植密度差异较大,其中黄淮海地区夏玉米的种植密度约为3 500～4 000株/667 m2,东北地区春玉米的种植密度为3 000～3 500株/667 m2[6].由此可见,培育优良耐密品种是提高玉米单产的一种较为可靠的途径.

本试验以百玉393为材料,设置6个密植条件,以穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数和单株产量为研究性状,研究密植对百玉393的单株产量及相关农艺性状的影响.

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验采用的是百玉393玉米品种.

1.2 试验设计

该试验于2019年夏季在河南科技学院辉县校区进行.种植密度分别为4 000、4 500、5 000、5 500、6 000、6 500株/667 m2,每个种植密度条件下设3次重复,研究密植对百玉393的产量及其相关性状的影响.该试验播种设计为5个小区,由人工进行播种,确保每个小区除了种植密度外其它因素均相同,保证试验的准确性.田间管理同大田生产管理.

1.3 主要性状调查与测定方法

在每个种植密度条件下,分别选取12株具有代表性的玉米果穗进行收获,将玉米果穗带回室内进行考种,对百玉393的产量及其相关性状进行测量.测定的性状主要有穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数和单株产量等农艺性状.

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2010软件对数据进行基本的统计分析,并采用SAS V8.0数据处理系统对相应的试验数据进行方差分析和多重比较.

2 结果与分析

2.1 百玉393在不同密植条件下的产量及相关性状的统计分析

对于百玉393在不同密植条件下的产量及相关性状的统计分析,结果如表1和图1所示.

表1 百玉393在不同密植条件下相关农艺性状的统计分析Tab.1 Statistical analysis of the agronomic traits for Baiyu 393 under various planting densities

图1 百玉393在不同密植条件下单株产量的变化趋势图Fig.1 The diagram of yield per plant of Baiyu 393 under various densities

由图1可知,随着种植密度的升高,百玉393的单株产量呈先减小后增大的趋势,在5 500株/667 m2条件下的单株产量最低.由表1可知,百玉393在不同密植条件下的穗粗和单株产量两个性状的偏度及峰度的绝对值均大于1.00,表明这两个性状在不同密植条件下的表型分布不是正态分布.此外,百玉393在不同密植条件下单株产量的变异系数最大为40.17%,其次为秃尖长变异系数为24.97%,表明种植密度对单株产量和秃尖长存在着较大的影响；而百玉393在不同密度条件下的穗粗和穗行数变异系数相对较小均在1.60%左右,表明种植密度对穗粗和穗行数的影响较小.

2.2 百玉393在不同密植条件下性状间的相关性分析

对于百玉393在不同密植条件下性状间的相关性分析,结果如表2所示.

表2 百玉393在不同密植条件下性状间的相关性分析Tab.2 Correlation analysis of the traits for Baiyu 393 under various planting densities

由表2可知,百玉393在不同密植条件下的单株产量与穗长、行粒数呈显著正相关关系,其与秃尖长、穗粗和穗行数的相关性不显著.此外,百玉393在不同密植条件下的穗粗与穗长、行粒数均呈显著正相关关系,百玉393在不同密植条件下的穗长与行粒数呈极显著正相关关系.

2.3 百玉393在不同密植条件下性状间的方差分析

对于百玉393在不同密植条件下性状间的方差分析,结果如表3所示.

表3 百玉393在不同密植条件下性状间的方差分析Tab.3 The analysis of variance for the traits of Baiyu393 under various densities

由表3中的数据可知,区组间百玉393各性状的的差异均不显著,表明田间地力和管理措施较均匀；而区组内穗长和行粒数在各密度间的差异均显著,区组内秃尖长、穗粗和穗行数在各密度间的差异均不显著.

2.4 百玉393在不同密植条件下性状间的多重比较

对于百玉393在不同密植条件下相关性状的多重比较,结果如表4所示.

表4 百玉393在不同密植条件下性状间的多重比较Tab.4 Multiple comparisons of the traits for Baiyu393 under various densities

对于穗长而言,随着种植密度的升高,百玉393的穗长逐渐减小；种植密度在4 000、4 500株/667 m2的穗长与其它4个密植条件下的穗长有显著性差异,在5000、5500株/667m2的穗长与6000、6500株/667m2密度下的穗长有显著差异,其它密度下的穗长无显著差异.对于秃尖长而言,随着种植密度的升高,百玉393的秃尖长呈先减小后增大的趋势,但各密植条件下的秃尖长均无显著差异.对于穗粗而言,随着种植密度的升高,百玉393的穗粗逐渐减小；种植密度在4 000、4 500株/667 m2下的穗粗与6 500株/667 m2的穗粗有显著差异,其它密植条件下的穗粗均无显著差异.对于穗行数而言,随着种植密度的升高,百玉393的穗行数呈先减小后增大的趋势,但各密植条件下的穗行数均无显著差异.对于行粒数而言,随着种植密度的升高,百玉393的行粒数呈逐渐降低的趋势；种植密度在4 000株/667 m2下的行粒数与5 500、6 000、6 500株/667 m2的行粒数有显著差异,4 500株/667 m2下的行粒数与6 000、6 500株/667 m2的行粒数有显著差异,其它密度下的行粒数均无显著差异.

3 结论与讨论

3.1 结论

（1）统计分析表明,随着种植密度的升高,百玉393的单株产量呈先减小后增大的趋势,并且在5 500株/667 m2的条件下单株产量最低.百玉393在不同密植条件下单株产量的变异系数最大为40.17%,其次为秃尖长,穗粗和穗行数变异系数相对较小均在1.60%左右.

（2）相关性分析表明,百玉393在不同密植条件下的单株产量与穗长、行粒数呈显著正相关关系,百玉393在不同密植条件下的穗粗与穗长、行粒数均呈显著正相关关系,百玉393在不同密植条件下的穗长与行粒数呈极显著正相关关系.

（3）方差分析表明,区组间百玉393各性状的的差异均不显著,而区组内穗长和行粒数在各密度间的差异均显著,区组内秃尖长、穗粗和穗行数在各密度间的差异均不显著.

（4）多重比较表明,种植密度在4 000、4 500株/667 m2的穗长与其它4个密植条件下的穗长有显著差异,5 000、5 500株/667 m2的穗长与6 000、6 500株/667 m2的穗长有显著差异,其它密度下的穗长无显著差异；种植密度在4 000、4 500株/667 m2下的穗粗与6 500株/667 m2的穗粗有显著差异,其它密植条件下的穗粗均无显著差异；种植密度在4 000株/667 m2下的行粒数与5 500、6 000、6 500株/667 m2的行粒数有显著差异,4 500株/667 m2下的行粒数与6 000、6 500株/667 m2的行粒数有显著差异,其它密度下的行粒数均无显著差异；各密植条件下的秃尖长和穗行数均无显著差异.

3.2 讨论

我国玉米的种植面积和产量于2012年首次超过水稻和小麦,成为第一大粮食作物[7].但目前我国玉米的种植面积日益趋于饱和,通过增加玉米种植密度来提高产量的方法将是后续研究的重点[8-10].研究表明,种植密度对玉米的产量和相关农艺性状具有较大的影响[11-13],但过高的种植密度也会造成玉米的抗倒伏能力差、果穗秃尖长增大和品质下降等问题[14-16].目前,百玉393已完成“国家玉米良种重大科研协作攻关”黄淮海和京津唐及国家东华北中早熟区域试验程序,正在国家3大区审定之中.通过对百玉393在不同密植条件下的单株产量和穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数等相关农艺性状的研究,为后续该品种的生产实践和推广种植提供了理论指导.