种植密度对玉米籽粒灌浆特性和干物质积累的影响

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0153

农学学报 ›› 2024, Vol. 14 ›› Issue (8): 1-8.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0153

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种植密度对玉米籽粒灌浆特性和干物质积累的影响

杨美丽(), 王帮太, 鹿红卫, 程建梅, 苏玉杰, 赵树政, 张晓春, 程翠, 秦贵文()

鹤壁市农业科学院，河南鹤壁 458030

收稿日期:2023-06-30 修回日期:2023-09-05 出版日期:2024-08-20 发布日期:2024-08-16
通讯作者:
秦贵文，1966年出生，男，河南浚县人，研究员，主要从事玉米遗传育种的研究。通信地址：458030 河南省鹤壁市淇滨区漓江东路，E-mail：qgw6666@126.com；
程建梅，女，1977年出生，河南浚县人，助理研究员，主要从事玉米遗传育种和栽培技术研究。
作者简介:
杨美丽，1983年出生，女，河南开封人，硕士，助理研究员，主要从事玉米抗病种质创新及新品种选育工作。通信地址：458030 河南省鹤壁市淇滨区漓江东路，E-mail：yangmeili07050@163.com。
基金资助:
河南省良种公关项目“高产多抗宜机收玉米种质资源创制和新品种选育与应用”(2022010202); 河南省科技攻关项目“玉米广谱抗南方锈病基因Rpp M的遗传解析及抗性种质创制”(232102110216)

Effects of Planting Density on Grain Filling Characteristics and Dry Matter Accumulation of Maize

YANG Meili(), WANG Bangtai, LU Hongwei, CHENG Jianmei, SU Yujie, ZHAO Shuzheng, ZHANG Xiaochun, CHENG Cui, QIN Guiwen()

Hebi Academy of Agricultural Sciences, Hebi 458030, Henan, China

Received:2023-06-30 Revised:2023-09-05 Online:2024-08-20 Published:2024-08-16

摘要/Abstract

摘要：

为探明不同种植密度下玉米籽粒灌浆特性、植株干物质积累、产量及其构成因素的变化规律及相关性。本研究在2021—2022年以中高产玉米品种‘永优1573’、‘永优1593’为试验材料，设置3个密度6.00万、7.50万、9.00万株/hm²。结果表明，不同种植密度下，籽粒百粒重呈“快增-慢增”的上升趋势，籽粒灌浆速率呈“先增后降”的单峰曲线变化，灌浆峰值出现在授粉后22 d左右；增加种植密度使理论最大百粒重(a)、籽粒最大灌浆速率(R_max)、平均灌浆速率(R_mean)以及灌浆达到最大速率时的籽粒重(W_max)均显著降低，且单株产量与百粒重、穗粒数、W_max、R_max和R_mean呈显著正相关。授粉后植株干物质积累随着密度的增加而降低，高密度下降更显著，灌浆前期植株营养器官比重较大，灌浆中后期植株各器官所占比重依次为籽粒>茎鞘>叶片>穗轴>苞叶，茎鞘干重对籽粒产量的贡献率最大。增加种植密度使不同玉米品种穗长、穗粗、穗粒数、单株产量降低，秃尖长增加，单位面积产量在7.50万株/hm²时最高。品种间差异显著，‘永优1573’百粒重小于‘永优1593’，穗粒数和单位面积产量则是前者大于后者，百粒重和穗粒数共同影响单位面积产量。本研究为中高产玉米品种选择最佳种植密度和提高玉米产量提供理论依据，对实现豫北地区夏玉米高效增产也具有指导意义。

关键词: 玉米, 种植密度, 灌浆特性, 干物质积累, 产量

Abstract:

In order to clarify the effects of planting density on the grain filling characteristics, dry matter accumulation, yield and yield components of different maize varieties, in this study, the medium-high yield maize varieties ‘Yongyou 1573’ and ‘Yongyou 1593’ were used as experimental materials in 2021-2022, and three densities of 60000, 75000, 90000 plants/hm2 were set. The results showed that under different planting densities, the 100-grain weight showed a "fast increase-slow increase" rising trend, and the grain filling rate showed a single peak curve of "first increase and then decrease", and the peak filling appeared about 22 days after pollination. Increasing the planting density significantly reduced the theoretical maximum 100-grain weight (a), the maximum grain filling rate (Rmax), the average grain filling rate (Rmean) and the grain weight (Wmax) when the grain filling reached the maximum rate, and the yield per plant was significantly positively correlated with the 100-grain weight, the number of grains per ear, Wmax, Rmax and Rmean. After pollination, the dry matter accumulation of plants decreased with the increase of density, and the decrease of high density was more significant. The proportion of vegetative organs of plants in the early stage of filling was relatively large. The proportion of each organ of plants in the middle and late stage of filling was in the order of grain>stem sheath>leaf>ear axis>bract, and the contribution rate of stem sheath dry weight to grain yield was the largest. Increasing planting density reduced the ear length, ear diameter, grain number per ear and yield per plant of different maize varieties, and increased the bald tip length. The yield per unit area was the highest at the density of 75000 plants/hm2. There were differences among varieties. The 100-grain weight of ‘Yongyou 1573’ was less than that of ‘Yongyou 1593’, and the grain number per ear and yield per unit area were greater than the latter, indicating that the 100-grain weight and grain number per ear jointly affected the yield per unit area. This study provides theoretical basis for the selection of optimum planting density and the improvement of corn yield, and also has theoretical guiding significance for the realization of high efficiency and yield increase of summer corn in northern Henan.

Key words: corn, planting density, grouting characteristics, dry matter accumulation, yield

杨美丽, 王帮太, 鹿红卫, 程建梅, 苏玉杰, 赵树政, 张晓春, 程翠, 秦贵文. 种植密度对玉米籽粒灌浆特性和干物质积累的影响[J]. 农学学报, 2024, 14(8): 1-8.

YANG Meili, WANG Bangtai, LU Hongwei, CHENG Jianmei, SU Yujie, ZHAO Shuzheng, ZHANG Xiaochun, CHENG Cui, QIN Guiwen. Effects of Planting Density on Grain Filling Characteristics and Dry Matter Accumulation of Maize[J]. Journal of Agriculture, 2024, 14(8): 1-8.

图/表 6

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年份	品种	密度	a	b	k	R²	T_max/d	W_max/g	R_max/(g/d)	R_mean/(g/d)	P/d
2021年	永优1573	M1	39.4888	14.8085	0.1051	0.9982	25.6441	19.7444	4.1503	1.3024	57.0885
		M2	37.4199	14.5080	0.1044	0.9973	25.6197	18.7100	3.9066	1.2340	57.4713
		M3	34.0635	14.5909	0.1056	0.9958	25.3826	17.0318	3.5971	1.1342	56.8182
	永优1593	M1	42.5167	13.2222	0.0982	0.9981	26.2923	21.2584	4.1751	1.3590	61.0998
		M2	39.9532	13.1695	0.0985	0.9968	26.1716	19.9766	3.9354	1.2827	60.9137
		M3	36.2213	14.7096	0.1046	0.9974	25.7027	18.1107	3.7887	1.1915	57.3614
2022年	永优1573	M1	39.5254	14.4949	0.1028	0.9972	26.0097	19.7627	4.0632	1.2838	58.3658
		M2	37.8886	15.8157	0.1056	0.9971	26.1458	18.9443	4.0010	1.2299	56.8182
		M3	35.7942	15.6129	0.1027	0.9960	26.7585	17.8971	3.6761	1.1346	58.4226
	永优1593	M1	42.1175	13.2090	0.0979	0.9966	26.3626	21.0588	4.1233	1.3426	61.2870
		M2	39.9695	14.0680	0.1001	0.9962	26.4126	19.9848	4.0009	1.2763	59.9401
		M3	37.0298	14.4530	0.0996	0.9961	26.8163	18.5149	3.6882	1.1664	60.2410

年份	品种	密度	a	b	k	R²	T_max/d	W_max/g	R_max/(g/d)	R_mean/(g/d)	P/d
2021年	永优1573	M1	39.4888	14.8085	0.1051	0.9982	25.6441	19.7444	4.1503	1.3024	57.0885
		M2	37.4199	14.5080	0.1044	0.9973	25.6197	18.7100	3.9066	1.2340	57.4713
		M3	34.0635	14.5909	0.1056	0.9958	25.3826	17.0318	3.5971	1.1342	56.8182
	永优1593	M1	42.5167	13.2222	0.0982	0.9981	26.2923	21.2584	4.1751	1.3590	61.0998
		M2	39.9532	13.1695	0.0985	0.9968	26.1716	19.9766	3.9354	1.2827	60.9137
		M3	36.2213	14.7096	0.1046	0.9974	25.7027	18.1107	3.7887	1.1915	57.3614
2022年	永优1573	M1	39.5254	14.4949	0.1028	0.9972	26.0097	19.7627	4.0632	1.2838	58.3658
		M2	37.8886	15.8157	0.1056	0.9971	26.1458	18.9443	4.0010	1.2299	56.8182
		M3	35.7942	15.6129	0.1027	0.9960	26.7585	17.8971	3.6761	1.1346	58.4226
	永优1593	M1	42.1175	13.2090	0.0979	0.9966	26.3626	21.0588	4.1233	1.3426	61.2870
		M2	39.9695	14.0680	0.1001	0.9962	26.4126	19.9848	4.0009	1.2763	59.9401
		M3	37.0298	14.4530	0.0996	0.9961	26.8163	18.5149	3.6882	1.1664	60.2410

年份	品种名称	密度	穗长/cm	穗粗/cm	秃尖长/cm	穗粒数	百粒重/g	单株产量/g	单位面积产量/(t/hm²)
2021年	永优1573	M1	17.47ab	5.87a	1.87ab	653.44a	42.9cd	280.45a	16.83b
		M2	17.20b	5.83a	2.10ab	609.08b	42.35de	258.03b	19.35a
		M3	16.27b	5.67a	2.50a	504.34de	41.19e	207.78c	18.70a
	永优1593	M1	19.47a	5.33b	0.50c	569.36bc	48.18a	274.25ab	16.45b
		M2	19.30a	5.27b	1.20bc	545.08cd	46.64b	254.10b	19.05a
		M3	18.20ab	5.20b	1.90ab	471.37e	43.69c	205.91c	18.53a
2022年	永优1573	M1	17.17b	5.77a	1.83ab	657.05a	42.34c	278.09a	16.69c
		M2	17.07b	5.60ab	1.97ab	614.37b	41.33c	253.87c	19.04ab
		M3	15.97c	5.47bc	2.67a	528.86e	39.79d	213.99d	19.26a
	永优1593	M1	19.13a	5.30cd	0.73c	577.01c	46.27a	266.75b	16.00c
		M2	18.83a	5.17d	1.30bc	549.03d	44.99b	246.98c	18.52ab
		M3	17.67b	5.10d	1.53bc	477.07f	42.09c	203.99d	18.36b
显著性	年份		n	*	n	n	*	n	n
	密度		**	**	**	**	**	*	*
	品种		**	**	**	**	**	**	**
	互作		n	n	n	n	n	n	n

年份	品种名称	密度	穗长/cm	穗粗/cm	秃尖长/cm	穗粒数	百粒重/g	单株产量/g	单位面积产量/(t/hm²)
2021年	永优1573	M1	17.47ab	5.87a	1.87ab	653.44a	42.9cd	280.45a	16.83b
		M2	17.20b	5.83a	2.10ab	609.08b	42.35de	258.03b	19.35a
		M3	16.27b	5.67a	2.50a	504.34de	41.19e	207.78c	18.70a
	永优1593	M1	19.47a	5.33b	0.50c	569.36bc	48.18a	274.25ab	16.45b
		M2	19.30a	5.27b	1.20bc	545.08cd	46.64b	254.10b	19.05a
		M3	18.20ab	5.20b	1.90ab	471.37e	43.69c	205.91c	18.53a
2022年	永优1573	M1	17.17b	5.77a	1.83ab	657.05a	42.34c	278.09a	16.69c
		M2	17.07b	5.60ab	1.97ab	614.37b	41.33c	253.87c	19.04ab
		M3	15.97c	5.47bc	2.67a	528.86e	39.79d	213.99d	19.26a
	永优1593	M1	19.13a	5.30cd	0.73c	577.01c	46.27a	266.75b	16.00c
		M2	18.83a	5.17d	1.30bc	549.03d	44.99b	246.98c	18.52ab
		M3	17.67b	5.10d	1.53bc	477.07f	42.09c	203.99d	18.36b
显著性	年份		n	*	n	n	*	n	n
	密度		**	**	**	**	**	*	*
	品种		**	**	**	**	**	**	**
	互作		n	n	n	n	n	n	n

品种	永优1593	穗粗	秃尖长	穗粒数	百粒重	单株产量	a	T_max	Wmax	R_max	R_mean	P
永优1573	穗长	0.90**	-0.79*	0.90**	0.98**	0.96**	0.83*	-0.16	0.83*	0.69	0.78*	0.88**
穗粗	0.82*	穗粗	-0.77*	0.77*	0.94**	0.86*	0.76*	-0.21	0.76*	0.64	0.73	0.79*
秃尖长	-0.96**	-0.71	秃尖长	-0.90**	-0.83*	-0.91**	-0.99**	0.40	-0.99**	-0.95**	-0.98**	-0.71
穗粒数	0.93**	0.66	-0.96**	穗粒数	0.86*	0.98**	0.94**	-0.45	0.94**	0.90**	0.94**	0.70
百粒重	0.92**	0.97**	-0.86*	0.79*	百粒重	0.94**	0.85*	-0.08	0.85*	0.71	0.79*	0.91**
单株产量	0.96**	0.75	-0.97**	0.99**	0.86*	单株产量	0.94**	-0.33	0.94**	0.86*	0.92**	0.80*
a	0.88**	0.62	-0.94**	0.99**	0.75	0.98**	a	-0.36	1.00**	0.96**	0.99**	0.72
T_max	-0.82*	-0.69	0.66	-0.72	-0.71	-0.74	-0.63	T_max	-0.36	-0.51	-0.51	0.14
W_max	0.88**	0.62	-0.94**	0.99**	0.75	0.98**	1.00**	-0.63	Wmax	0.96**	0.99**	0.72
R_max	0.88**	0.52	-0.89**	0.96**	0.67	0.93**	0.95**	-0.77*	0.95**	R_max	0.98**	0.51
R_mean	0.94**	0.67	-0.93**	0.99**	0.79*	0.98**	0.97**	-0.80*	0.97**	0.98**	R_mean	0.62
P	-0.50	-0.09	0.40	-0.50	-0.19	-0.45	-0.45	0.75	-0.45	-0.71	-0.60	P

种植密度对玉米籽粒灌浆特性和干物质积累的影响

Effects of Planting Density on Grain Filling Characteristics and Dry Matter Accumulation of Maize

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