种植密度对高产夏玉米登海661产量及干物质积累与分配的影响

, 吐丝后干物质的积累与分配对
[16]
[15]
。高产玉米吐丝到成熟积累的干 。 干物
物质占总干物质的 60%以上 , 经济系数大于 0.53 量也就越高
[17-18]
质积累量与产量呈显著正相关, 即干物质积累越多, 籽粒产 , 通过提高密度或水肥调控可增加干物质 积累, 进而获得高产[19-22]。种植密度对干物质积累的影响 主要体现在拔节后 , 灌浆前干物质在各器官中的分配不 受密度影响 , 灌浆后随密度加大 , 营养器官所占比重加大 , 雌穗所占比重下降 ; 随密度增加 , 茎鞘中干物质向籽粒中 的转移率和贡献率有增加的趋势 , 而叶片中则有降低的 趋势 [23]。 国内外已对玉米干物质积累与分配规律进行大量 研究[15-23], 但关于超高产夏玉米的研究鲜有报道。 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
种植密度对高产夏玉米登海 661 产量及干物质积累 与分配的影响
刘 伟1 孙庆泉 1,*
1
张吉旺 1,*
吕
鹏1
杨今胜 2
刘
鹏1
董树亭 1
李登海 2
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
要 : 选用玉米品种登海 661 和农大 108, 设置不同种植密度 , 研究高产条件下种植密度对夏玉米产量及干物质积
。茎、叶、鞘
[9-10]
的干物质积累与分配是玉米籽粒产量形成的重要因素 贡献率最大
[11]
,
苞叶和茎鞘中干物质向籽粒运转率较高 , 对玉米籽粒的 。玉米籽粒产量是由生育期内干物质的积 累分配与转移特性所决定的 [12-13], 干物质在各器官的分 配随生长中心的转移而变化 , 小喇叭口期以前干物质主 要分配在叶片 , 之后转为茎、叶 , 散粉后各器官干物质开 始向籽粒转移 , 高产玉米籽粒产量主要来源于生育后期 叶片制造的光合产物 经济产量的影响最大
累与分配的影响。结果表明 , 种植密度增加后群体产量和干物质积累量显著增加 , 单株产量和干物质积累量反之。登 海 661 在 9.0 万株 hm2 时充分发挥了生长潜能 , 可获高产。随种植密度的增加 , 开花期和乳熟期茎秆干物质积累量 的降幅大于叶片 , 主要影响茎秆干物质积累 ; 成熟期茎秆干物质积累量降幅小于叶片 , 主要影响叶片干物质积累。 乳 熟期以后茎秆和叶片的干物质输出率均随种植密度增加显著减少 , 茎秆的贡献率随种植密度增加显著减少 , 而叶片 的贡献率, 随种植密度增加显著增加。密度 3.0~9.0 万株 hm2 时茎秆对籽粒干物质积累量贡献率大, 10.5~13.5 万株 hm2 时叶片对籽粒库建成影响大。 关键词 : 高产夏玉米 ; 种植密度 ; 产量 ; 干物质积累与分配
1
Agronomy College of Shandong Agricultural University / State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, China; 2 Shandong Denghai
Seed-Breeding Co. Ltd., Laizhou 261448, China
[7-9] 2
1
1.1
材料与方法
试验设计 试验于 2008 年和 2009 年在山东农业大学试验农场
进行 , 试验地耕层基础地力及生育期内气候条件见表 1。 2008 年 , 选择耐密高产玉米品登海 661 为试验材料 , 登海 661 为 2005 年李登海创造夏玉米高产记录的玉米品种 , 设置 22 500、45 000、67 500、90 000 和 112 500 株 hm2 5 个种植密度。 2009 年选择登海 661 和农大 108 为试验材 料 , 登海 661 设置 30 000、 45 000、 60 000、 75 000、 90 000、 10 5000、120 000 和 135 000 株 hm2 8 个种植密度 , 农大 108 设置 30 000、 45 000、 60 000、 75 000 和 90 000 株 hm2 5 个种植密度。 小区面积 100 m2, 重复 3 次 , 随机排列 , 等 行距种植 , 行距 60 cm。按照 15 000 kg hm2 的产量水平 施 N 375 kg hm2、 P2O5 150 kg hm2、 K2O 300 kg hm2。 P2 O5 、 K2O 分别于播种前和拔节期各施入 50%; 氮分别于 拔节期施入 50%、大喇叭口期施入 50%。按高产田水平 进行田间管理。 1.2 测定项目与方法 于大喇叭口期、吐丝期、乳熟期、收获期取样测定
*
通讯作者 (Corresponding authors): 张吉旺 , E-mail: jwzhang@, Tel: 0538-8245838; 孙庆泉 , E-mail: qqsun18@, Tel:
0538-8242458 第一作者联系方式 : E-mail: liuweisdau@, Tel: 0538-8245838 Received(收稿日期 ): 2010-11-15; Accepted(接受日期): 2011-03-26.
作物学报
ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(7): 13011307 ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9
/zwxb/ E-mail: xbzw@
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.01301
Abstract: The effects of plant density on the dry matter accumulation and distribution were studied under high yield condition to provide a scientific basis for the cultivation and breeding of high-yielding maize. Summer maize cultivars Denghai 661 and Nongda 108 were used as the experimental material and planted with different planting densities. The results showed that, population grain yield and dry matter accumulation increased significantly with the increasing of plant density, while the per plant were decreased. Denghai 661 had a high growth potential at 90 000 plant ha1, which was the optimum plant population for the maximal grain yield. At anthesis and milking stages, the decrease rate of stem dry matter accumulation was greater than that of leaf with increasing plant density, which was on the contrary at maturity stage. So the effects of plant density on stem dry matter accumulation were significantly stronger than that before milking stage, which was on the contrary after milking stage. After milking stage, the transportation efficiency of both stem and leaf reduced significantly with the increasing of plant density, the contribution rate of stem also reduced significantly, but leaf increased. The stem dry matter transportation contributed more than leaf’s to the grain yield under the density from 30 000 to 90 000 plant ha1, but the leaf dry matter transportation contributed more than stems to the grain yield under the density from 105 000 to 135 000 plant ha1. Keywords: High-yield summer maize; Plant density; Grain yield; Dry matter accumulation and partitioning 从 20 世纪 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 1 300 kg hm 提高到 8 400 kg
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作 物 学 报
第 37 卷
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之一 [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 27 754.5 kg hm2, 其收获密度为 108 900 株 hm2 [4-5], 2005 年李登海创造了 21 042.9 kg hm2 夏玉米高 产 纪 录 , 其 种 植 密 度 为 102 030 株 hm , 实 收穗数 为 98 610 穂 hm2 [6]。目前美国玉米种植密度一般为 67 500~ 825 000 株 hm2, 中国为 52 500~60 000 株 hm2 [21], 可见 选用耐密品种适当提高种植密度是我国玉米实现高产的 重要途径。 作物籽粒产量的高低是由生物产量即干物质积累的 多少所决定的 , 但又受经济系数的制约