全 文 ：种植密度对夏玉米产量和源库特性的影响*
刘摇 伟1 摇 吕摇 鹏1 摇 苏摇 凯1 摇 杨今胜2 摇 张吉旺1**摇 董树亭1 摇 刘摇 鹏1 摇 孙庆泉1
( 1 山东农业大学农学院作物生物学国家重点实验室, 山东泰安 271018; 2 山东登海种业股份有限公司, 山东莱州 261448)
摘摇 要摇 以高产玉米品种郑单 958(ZD 958)和登海 661(DH 661)为试验材料,在 4 个不同区
域(山东农业大学、汶口、兖州和莱州)设置 22500、45000、67500、90000 和 112500 株·hm-2 5
个种植密度,研究了种植密度对夏玉米产量及源库特性的影响. 结果表明:两品种在 112500
株·hm-2密度条件下玉米籽粒产量和生物产量最高,分别为 19132 和 36965 kg·hm-2,与
22500 和 67500 株·hm-2密度相比,籽粒产量分别增加了 72%和 48% ,生物产量分别增加了
152%和 112% .两品种单株叶面积、最大花丝数、穗粒数和千粒重随密度增大而减小,但叶面
积指数随密度增大而显著提高.收获指数与粒叶比随密度增大而显著减小,当密度超过 67500
株·hm-2时差异不显著,表明高密度条件下玉米通过增加群体库来提高产量.
关键词摇 夏玉米摇 高产摇 种植密度摇 源库特性
文章编号摇 1001-9332(2010)07-1737-07摇 中图分类号摇 S314,S513摇 文献标识码摇 A
Effects of planting density on the grain yield and source鄄sink characteristics of summer
maize. LIU Wei1, L譈 Peng1, SU Kai1, YANG Jin鄄sheng2, ZHANG Ji鄄wang1, DONG Shu鄄ting1,
LIU Peng1, SUN Qing鄄quan1 ( 1State Key Laboratory of Crop Biology, College of Agronomy, Shan鄄
dong Agricultural University, Tai爷an 271018, Shandong, China; 2Shandong Denghai Seed鄄breeding
Co. Ltd. , Laizhou 261448, Shandong, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(7): 1737-1743.
Abstract: Taking high鄄yielding summer maize cultivars Zhengdan 958 (ZD 958) and Denghai 661
(DH 661) as test materials, this paper studied the effects of different planting density (22500,
45000, 67500, 90000, and 112500 plant·hm-2) on the grain yield and source鄄sink characteristics
of the cultivars in four regions, i. e. , Shandong Agricultural University, Wenkou, Yanzhou, and
Laizhou. At the planting density 112500 plant·hm-2, the grain yield and the biomass of the culti鄄
vars were the highest, being 19132 and 36965 kg·hm-2, respectively. Comparing with those at the
planting densities 22500 and 67500 plant·hm-2, the grain yield at the planting density 112500
plant· hm-2 was increased by 72% and 48% , and the biomass was increased by 152% and
112% , respectively. With the increase of planting density, the leaf area index (LAI) increased
significantly, while the leaf area per plant (LA), the maximum number of filaments, the grains per
ear, and the 1000鄄grain weight all decreased. The harvest index and the grain鄄leaf ratio decreased
with increasing planting density, but no significant change was observed when the planting density
was higher than 67500 plant·hm-2, suggesting that at higher planting densities, summer maize
could improve their grain yield via increasing population sink.
Key words: summer maize; high鄄yielding; planting density; source鄄sink characteristics.
* 国 家 “ 十 一 五 冶 科 技 支 撑 计 划 项 目 ( 2007BAD31B04,
2006BAD02A09鄄JS02)、 国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 项 目
(2009CB118602)、公益性行业(农业)科研专项(200903003)和中国
博士后科学基金项目(20070410368)资助.
**通讯作者. E鄄mail: jwzhang@ sdau. edu. cn
2009鄄10鄄07 收稿,2010鄄04鄄18 接受.
摇 摇 玉米单位面积产量在 20 世纪的后 50 年间取得
了大幅提高[1],从 30 年代美国开始使用杂交种到
20 世纪末的 70 年间,美国玉米单产从 1300 kg·
hm-2提高到 8400 kg·hm-2,增长了 546% ,我国玉米
单产从 1000 kg·hm-2增加到 5200 kg·hm-2,提高
了 420% .自 20 世纪 30 年代以来,美国玉米产量增
长的 40% ~50%归功于农田管理、肥料和栽培技术
的提高,50% ~60%归功于玉米杂种优势的利用[1] .
我国玉米单产增长的 35% ~ 40% 归功于遗传改
良[2],而栽培技术的改进、田间管理模式的更新在
增产中发挥了主要作用,其中提高种植密度是关键
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 7 月摇 第 21 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2010,21(7): 1737-1743
技术之一.
增加种植密度、提高光温资源利用率、依靠群体
发挥增产潜力是获得高产的重要措施[3] . 2002 年美
国 Iowa 州的 Francis Childs 创造的在非灌溉条件下
单季玉米产量纪录为 27754郾 5 kg·hm-2,其收获密
度为 108900 株·hm-2 [4-5],而 2005 年李登海创造了
21042郾 9 kg·hm-2夏玉米高产纪录,其种植密度为
102030 株·hm-2,实收穗数为 98610 穂·hm-2 [6] .
目前美国玉米种植密度平均为 85500 ~ 109500 株·
hm-2,中国为 52500 ~ 60000 株·hm-2,可见在选用
耐密品种的前提下提高种植密度是中国玉米实现高
产突破的重要途径.
1928 年,Mason 和 Maskill 首先提出了作物的
“源冶鄄“库冶理论,用来描述作物产量的形成,我国在
20 世纪 70 年代开始源库关系的研究,并提出源库
概念及其辩证关系[7] .源库关系即源强度和库强度
的关系,源限制观点认为,光合产物是籽粒产量形成
的物质基础,库潜力的发挥程度取决于源的强
度[8-10],遮光、剪叶和降低适宜的叶面积指数均导致
产量下降,主张增源是增产的主要途径[11-13];库限
制观点认为,库既影响干物质生产,又决定干物质的
分配,还控制籽粒的灌浆速率,库的竞争能力对源的
生产具有反馈作用[14-16],库源比增大则产量增加,
要提高产量必须扩大库容[17] .作物高产群体的产量
构成、源库关系及光合产物分配间的关系归根结底
是高产群体数量与质量之间的矛盾.
夏玉米超高产以群体获得为主要突破途径,而
在高密度群体中进一步挖掘单株生产力将是获得玉
米超高产的主要目标[18] . 因此,本文选择耐密高产
玉米品种郑单 958 和登海 661 为试验材料,深入探
讨高产条件下增加种植密度对玉米产量和源库特性
的影响,明确较高群体密度条件下玉米产量提高的
源库限制因素,以期为我国玉米产量潜力的发挥提
供科学依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 试验设计
试验于 2008 年在山东农业大学试验农场
(SDAU)、泰安市汶口镇东侯村(WK)、济宁兖州市
大安镇二十里铺村(YZ)、烟台莱州市登海股份有限
公司第十六农场(LZ)4 个生态区域进行,4 块试验
田均于 2007 和 2008 年获得过 15000 kg·hm-2以上
的产量.选择耐密高产玉米品种郑单 985 (ZD 958)
和登海 661(DH 661)为试验材料,郑单 958 是我国
目前第一大主推品种,登海 661 为 2005 年李登海创
造夏玉米高产记录的玉米品种.设 5 个种植密度,分
别为 22500 株 · hm-2 (放 任 生 长 密 度, 玉 )、
45000 株·hm-2(域)、67500 株·hm-2(相当于一般
生产大田密度,芋)、90000 株·hm-2(郁)和 112500
株·hm-2(吁). 采用裂区试验设计,3 次重复,随机
排列,小区面积 80 m2 . 等行距种植,行距 60 cm. 按
照15000 kg·hm-2的产量水平进行施肥,施肥量为
N 375 kg·hm-2、P2O5 150 kg·hm-2、K2O 300 kg·
hm-2 . P2O5、 K2O 分别于播种前和拔节期各施入
50% ;N于拔节期施入 30% ,大口期施入 50% ,开花
后 10 d施入 20% .全生育期降雨量为:山东农业大
学 477郾 16 mm、汶口 476郾 8 mm、兖州 505 mm、莱州
523郾 4 mm.山东农业大学、汶口和兖州分别在拔节
期和开花期浇灌,莱州在灌浆期增加 1 次,灌溉量为
每次每小区 80 m3 .按高产田要求进行田间管理.
1郾 2摇 测定项目及方法
分别于拔节期(6 片完全展开叶,记作 V6)、10
片完全展开叶(记作 V10)、开花期及开花后每 10 d
取样,分茎(除叶、穗以外的部分)、叶、穗,于 105 益
杀青 30 min,80 益烘干至恒量,称干物质量.每处理
选择 3 株生长一致的植株于玉米 V6、V10、开花期及
花后每 10 d 测定叶面积.开花后 10 d,每处理剪取
10 个有代表性果穗的花丝(花丝被苞叶包裹但不能
剪及穗轴),人工数最大花丝数量. 成熟期收获、测
产和考种.
叶面积=叶长伊叶宽伊0郾 75
叶面积指数=地上绿叶面积总和 /占地面积
粒叶比=收获期单株籽粒质量 /生育时期中最
大单株叶面积
1郾 3摇 数据处理
采用 Microsoft Excel 2003 软件对数据进行处理
和作图,采用 DPS 7郾 05 软件的 Duncan 新复极差法
进行方差分析和多重比较.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 种植密度对玉米产量及干物质积累的影响
2郾 1郾 1 产量摇 由图 1 可以看出,随种植密度增加,ZD
958 和 DH 661 的单株产量均显著下降,降幅随密度
的增大而减小. 在兖州试验点,ZD 958 在密度玉条
件下单株产量最高,为 0郾 31 kg,密度域、芋、郁、吁较
I分别下降了 34% 、50% 、57%和 70% ;DH 661 在密
度玉条件下单株产量为0郾 26kg,密度域、芋、郁、吁
8371 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
图 1摇 种植密度对不同生态区域玉米产量的影响
Fig. 1摇 Effects of plant density on grain yield of maize in differ鄄
ent ecological regions (mean依SD).
ZD 958:郑单 958 Zhengdan 958; DH 661:登海 661 Denghai 661郾
SDAU: 山东农业大学试验农场 Shandong Agricultural University
Farm; YZ: 兖州 Yanzhou; LZ: 莱州 Laizhou; WK: 汶口 Wenkou.
玉:22500 株·hm-2 22500 plant·hm-2;域:45000 株·hm-2 45000
plant·hm-2;芋:67500 株·hm-2 67500 plant·hm-2;郁:90000 株·
hm-2 90000 plant·hm-2;吁:112500 株·hm-2 112500 plant·hm-2 郾
同一地区中不同小写字母表示差异显著(P<0郾 05) Different small
letters in the same region meant significant difference at 0郾 05 level. 下同
The same below.
较 I分别下降了 40% 、53% 、59%和 64% .不同生态
区域单株产量变化规律一致,品种间降幅存在差异,
ZD 958密度吁较芋下降了18% ,密度芋较玉下
降了 32% ,而 DH 661 分别下降了 14%和 44% ,高
密度条件下,DH 661 降幅小于 ZD958. 随种植密度
增加,两品种群体产量显著提高,提高幅度呈逐渐降
低趋势.在兖州试验点,ZD 958群体产量在密度郁时
最大,为 12117 kg·hm-2,密度域、芋、郁、吁较密度
玉分别增加了 32% 、48% 、72%和 52% ;DH 661 群
体产量在密度吁时最大,为 12027 kg·hm-2,密度
域、芋、郁、吁较密度 I 分别增加了 34% 、51% 、79%
和 106% .不同生态地区群体产量变化规律一致,品
种间增幅存在差异, ZD 958 密度芋较玉增加了
82% ,密度吁较芋增加了 45% ,DH 661 分别增加了
67%和 40% .
2郾 1郾 2 干物质积累 摇 由图 2 可以看出,随密度增
加,两品种群体干物质量呈逐渐增加趋势,增幅随密
度增大而减小. 在山东农业大学试验点,ZD 958 的
群体干物质量在密度 V时最大,为 33158 kg·hm-2,
与密度玉相比,密度域、芋、郁、吁分别增加了 78% 、
110% 、134%和 175% ;DH 661 群体干物质量在密度
V时最大,为 36965 kg·hm-2,密度域、芋、郁、吁较
玉分别增加了 59% 、112% 、136%和 152% . 不同生
态地区群体产量变化规律一致,品种间增幅存在差
异,ZD 958 密度芋较玉增加了 90% ,密度吁较芋增
加了 35% ,DH 661 分别增加了 83%和 30% .两品种
单株干物质量随密度的增大显著减少,减幅随密度
增加逐渐降低.在山东农业大学试验点,ZD 958 单株
干物质量在密度玉时最大,为 536 g·株-1,密度域、
芋、郁、吁较 I分别减少了 31% 、42% 、67%和 61% ;
图 2摇 种植密度对不同生态区域玉米干物质量的影响
Fig. 2摇 Effects of plant density on dry matter of maize in different ecological regions (mean依SD).
93717 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘摇 伟等: 种植密度对夏玉米产量和源库特性的影响摇 摇 摇 摇 摇
DH 661 单株干物质量在密度玉时最大,为 650 g·
株-1,密度域、芋、郁、吁较玉分别降低了 33% 、44% 、
50%和 58% . 两品种在不同生态地区变化趋势一
致,品种间减幅存在差异,ZD 958 密度吁较芋减少
了 18% ,密度芋较玉减少了 37% ,而 DH 661 分别减
少了 19%和 39% .
2郾 2摇 种植密度对玉米叶面积的影响
由图 3 可以看出,兖州试验的玉米叶面积指数
随生育进程呈单峰曲线变化,开花期达到最大值,随
密度增加而增大. ZD 958 在密度吁时的 LAI 最大,
为 6郾 93,在开花期密度域、芋、郁、吁较玉分别增加
了 81% 、159% 、214%和 273% . DH 661 在密度吁时
的 LAI最大,为 6郾 85,在开花期密度域、芋、郁、吁较
玉分别增加了 122% 、192% 、257%和 303% .两品种
在不同生态地区变化趋势一致,品种间增幅存在差
异,ZD 958 密度芋较玉增加了 191% ,密度吁较芋增
加了 100% ,DH 661分别增加了 159%和 114% ,高
密度条件下,DH 661 增幅大于 ZD 958,后期衰老加
快,但高密度条件下的叶面积指数仍高于低密度.玉
米单株叶面积随生育进程呈单峰曲线变化,开花期
达到最大值,随密度增加而降低.单株叶面积随密度
的变化趋势与叶面积指数相反,两品种的变化趋势
一致.其余各地区的变化趋势与兖州一致.
2郾 3摇 种植密度对玉米库特性的影响
2郾 3郾 1 最大花丝数目 摇 由表 1 可以看出,种植密度
对玉米最大花丝数目影响显著,随密度增大而减少.
低密度条件下(22500 ~ 67500 株·hm-2,下同)每穗
花丝数目均超过 635,高密度条件下 ( 67500 ~
125000 株·hm-2,下同)花丝数目仍保持较高的数
值,平均为每穗 617郾 3,高低密度处理间差异不显
著.兖州试验结果表明,DH 661 在密度玉时单穗花
丝数最大,为 733,密度域、芋、郁、吁较玉分别减少
了 0郾 1% 、3郾 7% 、6郾 0%和 6郾 4% ,ZD 958 在密度玉时
单穗花丝数最大,为 796,密度域、芋、郁、吁较玉分
别减少了 15% 、16% 、17%和 21% .两品种在不同地
区表现一致,品种间减幅存在差异,ZD 958 密度吁
较芋减少了 5% ,密度芋较玉减少了 16% , DH 661
分别减少了 4%和 3% ,高密度条件下 DH 661 减幅
小于 ZD 958.
2郾 3郾 2 有效穗粒数 摇 由表 1 可以看出,随种植密度
的增大,每穗有效穗粒数显著减少.低密度条件下每
穗平均为 647郾 7 粒,最多可达 724 粒;高密度条件下
每穗平均为 502郾 6 粒,最多可达 645 粒.兖州试验结
果表明,DH 661 在密度玉时每穗粒数最大,为 663
粒,密度域、芋、郁、吁较玉分别减少了 7% 、26% 、
35%和 36% ,ZD 958 在密度 I 时每穗粒数最大,为
637 粒,密度域、芋、郁、吁较玉分别减少了 6% 、
18% 、24%和30% .两品种在不同地区表现一致,品
图 3摇 兖州地区种植密度对玉米叶面积的影响
Fig. 3摇 Effect of plant density on leaf area of maize in Yanzhou (mean依SD).
V6: 6 片完全展开叶 6 completely opened leaves; V10: 10 片完全展开叶 10 completely opened leaves;VT:开花期 Flowering stage;R2:乳熟期 Milk
stage;R6: 成熟期 Ripening stage.
0471 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
表 1摇 种植密度对不同生态区域玉米单株最大花丝数、籽粒数和千粒重的影响
Tab. 1摇 Effects of plant density on maximum number of filaments, grains and mass of 1000 grains of maize in different eco鄄
logical regions
项目
Item
地点
Site
郑单 958 Zhengdan 958
玉 域 芋 郁 吁
登海 661 Denghai 661
玉 域 芋 郁 吁
每穗最大花丝数目 SDAU 637a 635a 621ab 595ab 566b 650a 642ab 598b 597b 565b
Maximum number of WK - - - - - 713a 703ab 657ab 608b 581b
filaments per ear YZ 796a 676ab 666b 660b 626b 733a 732a 706a 689a 686a
每穗有效穗粒数 SDAU 646a 642a 529b 645a 538b 640a 620a 628a 576a 590a
Number of grains WK - - - - - 724a 657b 590c 540d 491e
per ear YZ 637a 596a 525b 482bc 444c 663a 620a 493b 429b 424b
LZ 682a 667a 546b 513b 484b 618a 657a 531b 478c 402d
千粒重 SDAU 308郾 6a 305郾 6a 311郾 1a 310郾 2a 286郾 8b 354郾 6a 346郾 0b 338郾 6c 350郾 2ab 338郾 6c
Mass of 1000 WK - - - - - 326郾 5a 303郾 1b 269郾 7c 262郾 3d 252郾 8e
grains (g) YZ 284郾 0a 283郾 3a 265郾 5b 261郾 2c 243郾 6d 351郾 7a 333郾 6b 297郾 4c 290郾 0c 267郾 2d
LZ 343郾 2a 330郾 8ab 316郾 2bc 299郾 7cd 289郾 7d 407郾 8a 396郾 0b 337郾 9c 299d 294郾 4d
SDAU:山东农业大学试验农场 Shandong Agricultural University Farm; YZ:兖州 Yanzhou; LZ:莱州 Laizhou; WK:汶口 Wenkou. 玉:22500 株·
hm-2 22500 plant·hm-2;域:45000 株·hm-2 45000 plant·hm-2;芋:67500 株·hm-2 67500 plant·hm-2;郁:90000 株·hm-2 90000 plant·
hm-2;吁:112500 株·hm-2 112500 plant·hm-2 郾 同一地区中不同小写字母表示差异显著(P<0郾 05)Different small letters in the same region meant
significant difference at 0郾 05 level. -: 数据缺失 No data. 下同 The same below.
种间减幅存在差异,ZD 958 的密度吁较芋减少了
13% ,密度芋较玉减少了 18% ,DH 661 分别减少了
11%和 26% ,高密度条件下 DH 661 减幅小于 ZD
958.
2郾 3郾 3 千粒重摇 随种植密度增大,玉米千粒重显著
降低(表 1).莱州试验结果表明,DH 661 在密度玉
时的千粒重最大,为 407郾 8 g,在密度吁时最小,为
294郾 4 g,密度域、芋、郁、吁较玉分别减少了 3% 、
17% 、27%和 28% ;ZD 958 在密度 I 时的千粒重最
大,为 343郾 2 g,在密度吁时最小,为 289郾 7 g,密度
域、芋、郁、吁较玉分别减少了 4% 、8% 、13% 和
15% .两品种在不同生态区对密度变化的响应趋势
一致,品种间减幅存在差异,ZD 958 的密度吁较芋
减少了 8% ,密度芋较玉也减少了 8% ,DH 661 分别
减少了 11%和 17% .
2郾 4摇 种植密度对玉米源库关系的影响
2郾 4郾 1 收获指数摇 由表 2 可以看出,不同生态区域
的收获指数随密度增大而显著减小. 在低密度条件
下,两品种的收获指数较高(0郾 55 ~ 0郾 65),在高密
度条件下其收获指数也较高(0郾 5 ~ 0郾 55). 从各地
区的平均值可以看出,密度芋较玉平均降低了 5% ,
密度吁较芋平均降低了 2% ,两品种间的减幅存在
差异,ZD 958 密度吁较芋减少了 5% ,密度芋较玉减
少了 3% ,DH 661 分别减少了 0郾 2%和 6郾 1% ,高密
度条件下 DH 661 减幅小于 ZD 958.
2郾 4郾 2 粒叶比摇 由表 2 可以看出,粒叶比随密度玉
增至芋显著降低,DH 661 和 ZD 958 分别平均降低
了 37%和 31% . 低密度处理粒叶比较高,平均为
0郾 29,高密度处理平均为 0郾 17,超过密度芋处理,除
ZD 958 在兖州地区处理间差异显著外,其他各地各
处理间差异均不显著.
表 2摇 种植密度对不同生态区域玉米收获指数和粒叶比的影响
Tab. 2摇 Effects of plant density on harvest index and grain / leaf of maize in different ecological regions
项目
Item
地点
Region
郑单 958 Zhengdan 958
玉 域 芋 郁 吁
登海 661 Denghai 661
玉 域 芋 郁 吁
收获指数 SDAU 0郾 627a 0郾 606b 0郾 604b 0郾 560c 0郾 552c 0郾 566a 0郾 557ab 0郾 543bc 0郾 537c 0郾 533c
Harvest WK - - - - - 0郾 553a 0郾 533b 0郾 500c 0郾 489c 0郾 506c
index YZ 0郾 653a 0郾 650a 0郾 648a 0郾 619b 0郾 583c 0郾 673a 0郾 637b 0郾 629bc 0郾 624bc 0郾 612c
LZ 0郾 617a 0郾 604ab 0郾 597b 0郾 596b 0郾 574c 0郾 584a 0郾 580ab 0郾 562bc 0郾 563bc 0郾 550c
粒叶比 SDAU 0郾 21a 0郾 22a 0郾 14c 0郾 17b 0郾 17b 0郾 27a 0郾 17b 0郾 14c 0郾 15c 0郾 15c
Grain / leaf WK - - - - - 0郾 25a 0郾 22b 0郾 19c 0郾 18c 0郾 16c
(kg·m-2) YZ 0郾 26a 0郾 24b 0郾 21c 0郾 20c 0郾 15d 0郾 27a 0郾 24b 0郾 19c 0郾 18c 0郾 18c
LZ 0郾 20b 0郾 22a 0郾 18c 0郾 16d 0郾 17cd 0郾 26a 0郾 27a 0郾 23b 0郾 18c 0郾 17c
14717 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘摇 伟等: 种植密度对夏玉米产量和源库特性的影响摇 摇 摇 摇 摇
3摇 讨摇 摇 论
高密度可以实现高产[18-20],创造世界高产纪录
的玉米均为超高密度群体[4-5],现今美国玉米种植
密度平均为 85500 ~ 109500 株·hm-2,中国平均仅
为 52500 ~ 60000 株·hm-2,因此,在选用耐密品种
的前提下提高种植密度可能是我国玉米产量进一步
提高的重要途径.本研究选用 DH 661 和 ZD 958 两
个品种,在 4 处高产田进行试验,其中 DH 661 和
ZD 958均为高产耐密主推品种;4 处高产田中泰安
汶口东侯村、济宁兖州市大安镇二十里铺村、烟台莱
州登海种业股份有限公司第十六场均在 2007 和
2008 年创造出 15000 kg·hm-2以上的高产成绩,登
海种业股份有限公司的农场曾在 2005 年创造出
21042郾 92 kg·hm-2的夏玉米高产纪录,是典型的高
产田块.试验结果表明,采用 125000 株·hm-2的高
种植密度,玉米最高产量为 19432 kg·hm-2,最高干
物质量为 36965 kg·hm-2,与放任生长条件的 22500
株·hm-2和一般大田生产的 67500 株·hm-2密度处
理相比,高密度条件的籽粒产量分别提高了 72%和
48% 、干物质量分别提高了 152% 和 112% ,说明
DH 661和 ZD 958 在高产田条件下通过进一步增加
种植密度显著提高了产量.
源强、库大、流畅是玉米高产的必要条件,源库
特性与密度变化显著相关[21-22] . 本研究表明,高密
度条件下,两品种 LAI 整个生育期均保持较高的数
值,种植密度的增加虽然使单株叶面积减少,但有效
扩大了群体源,为玉米群体高产提供了充足的源基
础.同时两品种的最大花丝数目、穗粒数和千粒重与
种植密度呈显著负相关,即单株库容量随密度增加
显著减少,但其籽粒产量和群体干物质量却显著提
高,即提高种植密度有效增加了群体产量和干物质
量,从而在高密度条件下获得相对较高的产量.
源与库对玉米产量的限制作用大小与密度有
关,协调群体库源关系是作物高产的关键[23-25],收
获指数和粒叶比都可较好地反映群体的源库关系,
粒叶比作为高产群体协调的一个重要指标[26-28],在
高密度条件下当叶面积指数达到最大时,可以通过
提高粒叶比来继续提高产量.源限制观点认为,光合
产物是籽粒产量形成的物质基础,库潜力的发挥程
度取决于源的强度[8-10],遮光、剪叶和降低适宜的叶
面积指数均导致产量下降,主张增源是增产的主要
途径[12-14] .库限制观点认为,库既影响干物质生产,
又决定干物质的分配,还控制籽粒的灌浆速率,库的
竞争能力对源的生产具有反馈作用[14-16] .库源比增
大则产量增加,要提高产量必须扩大库容[19] . 前人
的研究多是在一般生产田条件下采用普通种植密度
得出的结论.本研究结果表明,DH 661 和 ZD 958 的
粒叶比在密度小于 67500 株·hm-2时与种植密度呈
显著负相关,而密度大于 67500 株·hm-2后变化不
大,即低于普通种植密度条件下,增加种植密度主要
提高了群体叶面积(源)使粒叶比值减小,而高于普
通种植密度条件下,增加种植密度主要增加了群体
的籽粒产量(库)使处理间粒叶比差异不显著.收获
指数的变化趋势与粒叶比一致,在低于普通密度条
件下,增加种植密度主要提高了群体生物量,使收获
指数降低,而高于普通种植密度条件下,增加种植密
度主要增加了群体的籽粒产量,使收获指数保持较
高的数值. DH 661 自密度 67500 株·hm-2开始,增
加种植密度处理间的收获指数差异不显著,可见其
更适合高密度种植. 本研究认为,在 22500 ~ 67500
株·hm-2的密度增加过程中,主要依靠增源(叶面
积)增产,而在 67500 ~ 125000 株·hm-2的密度增加
过程中,主要依靠增库(花丝数和穗粒数)增产,即
高密度条件下的产量提高主要归因于群体库容量增
加,而 DH 661 的高产潜力尚有待深入研究.
高种植密度增加了群体库容量,显著提高了玉
米群体产量.高密度条件下玉米群体内部源库协调
性良好,叶面积指数较高,但单株库容量小限制了更
高产量的实现.在高种植密度条件下增加单株库容
量、提高结实率、增加粒叶比,在现有的叶源基础上
增加穗粒数,是未来优化高密度条件下源库关系的
主要方向,可进一步深入研究.
因此,适当增加种植密度能使耐密植夏玉米品
种登海 661 和郑单 958 显著增产.提高种植密度使
单株源面积、库容量显著减少,而使群体源面积、库
容量显著增加.在 22500 ~ 67500 株·hm-2的密度增
加过程中主要依靠增源增产,而在 67500 ~ 125000
株·hm-2的密度增加过程中主要依靠增库增产.
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作者简介摇 刘摇 伟,女,1986 年生,硕士.主要从事玉米高产
优质生理生态研究. E鄄mail: liuweisdau@ 163. com
责任编辑摇 张凤丽
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