2016年05月16日
☞推荐||玉米密度的变化（先锋研究）
2016-05-15 新锐恒丰研究院 inovoseed
内容提要：
小编有话说：根据美国同行的研究结果显示，产量的增加来源于遗传贡献和栽培管理两方面。杂种优势的贡献基本已经到了极限，因此，现在栽培管理措施的提高显得更为重要，尤其是我国。密度是一项重要的栽培方法来提高产量。今天小编带你大话密度。
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文 ▍Steve Paszkiewicz and Steve Butzen
原题 ▍corn hybrid response to plant population
来源 ▍pioneer.com
原因一 （种质资源及育种技术的发展）
原因二 政策（保护机制）
（以上图片均来自：Why do US Corn Yields Increase? The Contributions of Genetics,
Agronomy, and Policy Instruments，AgBioForum, 18(3): 297-302. ©2015 AgBioForum.）
1内容概要：
通过遗传改良，使得品种的抗性逐渐提高，更加耐密，产量稳步提高；
在加拿大和美国，农户也在不断增加播种密度，达到30，000株/英亩（5000株/亩）；
先锋对品种的密度做了很多研究。过去四年，先锋在17个州的165个小环境里做了大量密度试验；
试验表明早熟品种（熟期低于100天）和晚熟品种相比，随着密度的增加，曲线更陡；和过去的研究结果一致，即早熟品种需密植才能达到预期的产量；
相对熟期大于100天的晚熟品种，合理的种植密度为32，000—33，300株/英亩，而熟期小于100天的早熟品种，则为34，700株/英亩；
除耐密性外，品种的抗倒性也受遗传特性，栽培管理和环境的影响。先锋试验研究表明，为了提高品种的抗倒性，和降低密度相比较，这些影响因素更重要。
2概述
近半个世纪以来，美国和加拿大玉米的平均产量大约翻了三番。这主要是得益于品种的改良，精准的栽培方式，更好的病虫害防治等。其中，遗传改良对玉米产量的贡献最大，平均每年增加1-1.5 蒲式耳/英亩。育种家选育了很多抗旱，抗病，稳产的品种。最为重要的是，选育了很多耐密品种。
受农民喜爱的品种的密度发生了巨大变化。仅10年，北美的玉米种植密度大于30，000株/英亩的面积从1997年的25%（占总玉米面积）到2007年的55%。在衣阿华和明尼苏达州，有80%的玉米面积种植密度大于30，000株/亩。在整个玉米种植带，玉米的种植密度仍然在不断攀升。实际上，在2007年衣阿华和明尼苏达州分别有1/4和1/3的玉米面积种植密度大于33，000株/英亩。
图 1. 不同州玉米种植密度大于30，000株/英亩占总玉米面积的百分比
（来源：Pioneer Hi-Bred Brand Concentration Survey,Market Research, Economics and Analysis）
1985-2013 北美玉米种植户的平均种植密度
随着密度的增加，个体之间争夺水分，光照，土壤营养变得更加激烈。尽管个体的产量降低了，但单位面积的产量增加了，这主要是因为：
单位面积的株数增加了（即果穗的数量增加了）；
单个果穗的穗粒数增加了；
单个籽粒的重量增加了。
3先锋年代品种试验研究
先锋每年都会进行遗传改良对玉米品种产量贡献的研究。其中Duvick针对新品种和老品种对密度的反应做了研究。试验将1930s到1990s的品种分别以4.000，12.000，22.000和32.000株/英亩的密度进行种植。不同年代的品种在高低密度下的产量见表2。
表2. 四个不同年代的品种在高和低密度下的产量表现
当密度很低时，不同年代品种的产量没有差异；但以当代的密度进行种植时，发现随着年代的增加，产量增加非常迅速。因最新品种的抗性、耐密性更好，所以产量最高。
为了实现产量的增加，先锋的育种家在过去50年，将选育稳产（在不同环境下），抗倒性好，抗旱，耐密，耐贫瘠的品种作为重心。和老品种相比，新品种出现了一些新性状：
叶面积指数提高，可吸收更多的光照；
光合作用效率提高；
灌浆期辐射利用效率提高。
通过育种家的努力和品种的更替，农民可种植更耐密的品种获取更高的产量。
4先锋田间农艺试验研究
在过去的20年里，先锋的农艺专家在美国和加拿大多个环境下研究了密度对产量的影响。试验的目的是确定适宜的密度，使单位面积的品种的产量最大化。对品种的抗性不断改良和提高，其耐密性也不断提高。先锋的农艺专家已经将试验的密度提高到了42.000株/英亩。
持续的品种改良，可以使杂交玉米的种植密度推向更高的高度。
5按产量水平归类
将相近产量的试验点归组是一种分析品种密度结果的有效方法，因为这样确认农民所期望的产量水平的最佳密度是多少。先锋2003-2007年在加拿大和美国的试验表明低产量水平时，密度对产量影响很大；当产量水平高于130蒲式耳/英亩，密度对产量的影响相同（见表3）。
表3 不同试验点产量水平下密度对产量的影响
如图所示，当试验点平均产量高于130蒲式耳/英亩时，最佳密度为35-36.000株/英亩。这个密度目前高于农民所种密度。水浇地和高产竞赛地也用这个密度。
（图片均来自先锋FIELD FACTS • VOL. 9 • NO. 15 • PAG）
前三个曲线的相似性表明在玉米带种植区，获得最大产量的适宜密度已经实现。那么多密度种植获取高产的有效性遭到了怀疑。然而，对产量较低的区域，不同密度播种是有益的。
产量高于130蒲式耳/英亩的曲线显示当达到最佳密度后，产量将不再增加而是保持这一水平，也不会下降。对于产量低于130蒲式耳/英亩的曲线，当达到最佳密度后产量下降不是急剧的而是平缓的。这和3-40年前的品种截然相反，在高密度下易出现空杆或产量急剧下降。根据这些实验结果，今天的农民可以合理的密植以获得更高的产量。因为现在的品种抗性提高，不会因为密度的增加而产量降低。
无论是那种产量水平，种多大密度不仅考虑产量也需考虑经济回报。根据种子的价格和收获后籽粒的价格来确定合理的密度。
6按照熟期归类
为了进一步说明密度对产量的影响，我们按照熟期进行归类分析（表4）。
表4. 四个不同熟期的玉米品种密度对其产量的影响
四年的试验结果显示不同熟期密度对产量的影响是一致。然而，不同熟期的最佳密度有差别，熟期早的曲线最陡，其最佳密度最大为38.000株/英亩；中间两组的最佳密度为35-36.000株/英亩；最晚的一组的最佳密度最低为34.500株/英亩。以前的试验结果也证明早熟品种需要更大的密度来提高产量。理论来讲，研究人员认为早熟品种虽然植株矮小，叶面积指数小，但高密度弥补了这些缺陷。
7生长后期倒伏研究
平均茎干直径的不断减小，当高密度种植时，时常会出现茎倒。因此，先锋的研究人员在北美每年都进行“生长后期倒伏”的试验研究。在这些试验点，会有18.000到42.000株/英亩不同密度的地块，成熟后仍然不收获。这样有利于研究人员在不利恶劣环境下观察密度对后期品种的抗倒性的影响。结果表明在这些倒伏严重的环境下，密度每增加1000株/英亩，倒伏会增加0.5%（见表5）.
表5. 在倒伏率高于10%的环境下密度对后期倒伏的影响
后期倒伏除了密度外，还受品种遗传特性，管理措施和环境。表5表明，密度减少4.000株/英亩，倒伏率才下降2%。因此，选种抗倒性好的品种，栽培管理到位，土壤肥力好的地块对倒伏的影响高于减少密度。
8最佳经济密度
不同熟期玉米品种的密度对纯收入的影响（见表6）。每英亩的纯收入是根据玉米粮食的价格（美元3.10/蒲式耳）和种子的价格（美元1.81/1000粒）计算而来。
表6. 不同密度不同熟期品种的密度对美英亩纯收入的影响
如图标所示，四个熟期的曲线相同。极早熟，早熟，中熟和晚熟最佳经济密度分别为34.7000，33.300，32.500和32.000株/英亩。先锋销售代表会根据价格的变化来向您推荐合理的种植密度。
9种植密度建议
密度会受各种自然灾害的影响。比如，晚春寒，长期潮湿的土壤，苗期虫害等等都会使密度降低。因此，播种时需注意以下要点：
比预期密度多播5-10%（可能因发芽率和苗期损害等）
图为先锋研究人员每年开展的密度试验
在极端环境下，例如免耕或硬土，早播在冰冻土壤等环境下，需多播15%
在干旱区域，根据土壤和气候状况，适当调整密度，以免极端干旱出现
咨询当地先锋种子销售人员，不同品种的合理密度，以及最好的杀菌剂和杀虫剂
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注：本文为新锐恒丰研究院译自 Pioneer Agronomy Sciences。仅供大家学习和交流，欢迎大家转载，但请注明本公众号，尊重劳动成果。
今日讨论：
过去几十年，玉米的种植密度发生了巨大变化，孟山都的目标是在2030年实现玉米产量翻一番，如何实现，靠的就是提高密度？欢迎到我们的微信群 “新锐恒丰” 和 “智种网” 进行讨论密度对产量的贡献。
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