CN105594446A - 一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法 - Google Patents

一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法 Download PDF

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鲁守平
刘霞
孙验玲
李文才
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杨君成
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Abstract

本发明涉及一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，以种植地的某点为圆心作同心圆，同心圆的圆周为行，相邻两行之间的间距相同，由圆心引出若干条辐射半径，辐射半径为束，任意相邻辐射半径之间的夹角相同，辐射半径是指由圆心引出的线段；将同心圆划分成若干个面积相同的扇形区域，每个扇形区域为一个小区，不同的小区种植不同的杂交种玉米，每个小区内种植相同的杂交种玉米，在行与束的交叉点上种植玉米；本发明种植密度梯度小，相临密度差值在240-490株/亩。本发明提高了土地的使用效率，节约使用土地10.16％-39.36％。本发明降低了不同杂交种玉米之间的影响，提高了产量测定的准确性。本发明测定结果客观、准确。

Description

一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法
技术领域
本发明涉及一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，属于玉米栽培的技术领域。
背景技术
常规的玉米产量、抗性等对种植密度响应的测试试验一般采取小区测试法进行。小区面积通常固定：0.01亩大小，每小区2行，5米行长，0.667米行距，并通过增减每行种植株数来调整种植密度。设置密度为3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000株/亩，相临密度之间的差异为500株/亩。
很多因素影响试验的测试结果，这些因素包括肥力状况、管理均衡性、株高、株型等，特别是对产量进行测试时，株高是一个必须考虑的因素。植株太高易倒伏，太低虽然抗倒性相对提高，但产量受到一定限制；同时，矮株小区势必受到相临高株小区的影响，在光照方面具有明显的劣势。
2009年，张宇发表论文《辽宁省不同株型玉米杂交种适宜密度和区试设置的研究》，采用二因素裂区试验设计，选用生产上大面积推广的三个不同株型的代表性品种，在5个试点，每试点3次重复，每品种设置6个密度，测试了不同试点各品种的产量、株高、穗位等多个参数对密度的响应。该试验方案存在如下问题：为消除株高(连玉16株高3.25米、郑单958株高2.85米)等因素造成的材料间边际效应的影响，试验设计每材料每重复种植8行，但仅收获中间4行进行测产。这虽然很好地降低了杂交种之间的影响，但是同时也降低了土地的使用效率。而在其它同类试验中，因每小区种植2-4行，造成的株高对临区造成的影响不可避免。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法；
本发明的技术方案为：
一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，具体步骤包括：
(1)以种植地的某点为圆心作同心圆，同心圆的圆周为行，相邻两行之间的间距相同，由所述圆心引出若干条辐射半径，辐射半径为束，任意相邻辐射半径之间的夹角相同，所述辐射半径是指由圆心引出的线段；将所述同心圆划分成若干个面积相同的扇形区域，每个扇形区域为一个小区，不同的小区种植不同的杂交种玉米，每个小区内种植相同的杂交种玉米，具体是在行与束的交叉点上种植玉米；
(2)种植后，进行田间管理工作；
(3)以行为单位进行收获并测产，同时，记录田间抗性表型，测定植株、果穗参数；
(4)设定第i行的种植密度为Pi，单位为株/亩，1≤i≤I，I为总行数；相邻辐射半径之间的夹角为每个扇形区域的夹角为A，相邻两行之间的间距为h，单位为米，第i行的行半径为ri，单位为米，第i行的行长为di，单位为米，第i行的株距为bi，单位为米，第i行的种植面积为si，ri、A、h已知，分别求取di、bi、si、Pi，求取公式如式(Ⅰ)-式(Ⅳ)所示：
di＝2πri×(A/360)(Ⅰ)
si＝π((r+h/2)2-(r-h/2)2)×(A/360)(Ⅲ)
确定种植密度Pi：
(5)根据测产结果，参考田间抗性表型及植株、果穗参数，获取田间抗性表型在不同种植密度下的变化趋势，确定玉米杂交种适宜的种植密度范围。推测杂交种及其亲本各性状的耐密潜力，为新品种或新材料的选育提供参考。
根据本发明优选的，相邻两行之间的间距为0.5-0.7米；任意相邻辐射半径之间的夹角为0.5-2.0°；将所述同心圆划分成4-16个面积相同的扇形区域。
根据本发明优选的，所述相邻两行之间的间距为0.6667米；任意相邻辐射半径之间的夹角为1°；将所述同心圆划分成8个面积相同的扇形区域。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中，所述田间抗性表型包括：植株抗病性、双穗株率、空穗株率，所述植株、果穗参数包括：倒伏/折率、株高、穗长、秃尖长度。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述测试玉米杂产种适宜种植密度的方法中，种植密度梯度小，相临密度差值在240-490株/亩。
2、本发明所述测试玉米杂产种适宜种植密度的方法中，当种植密度较大时，利用较小的地块种植了相同的植株数目，节约了土地，提高了土地的使用效率，节约使用土地10.16％-39.36％。
3、本发明所述测试玉米杂产种适宜种植密度的方法中，通过降低杂交种玉米之间的“交界”长度，即只有相邻小区之间存在不同杂交种玉米相邻，降低了不同杂交种玉米之间的影响，提高了产量测定的准确性。
4、本发明适用于测定玉米杂交种抗病性、抗旱性等抗性性状，果穗大小、粒重、籽粒重等产量性状及株高、穗位高、果穗秃尖等农艺性状在种植密度变化时的响应，且测定结果建立在密度变化梯度小、地力较为均衡、受外界影响较小等条件基础之上，结果更为客观、准确。
附图说明
图1为实施例1中小区、行、束的分布示意图；
图2为图1中，小区2内第6行的半径、行长、面积示意图；
图3为常规采用的小区测试法种植玉米杂产种分布示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。
实施例1
一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，具体步骤包括：
(1)以种植地的某点为圆心作同心圆，同心圆的圆周为行，相邻两行之间的间距相同，为1°，由所述圆心引出360条辐射半径，辐射半径为束，任意相邻辐射半径之间的夹角相同，所述辐射半径是指由圆心引出的线段；将所述同心圆划分成8个面积相同的扇形区域，每个扇形区域为小区，不同的小区种植不同的杂交种玉米，每个小区内种植相同的杂交种玉米，具体是在行与束的交叉点上种植玉米；小区、行、束的分布示意图如图1所示，图1中，共有7行，360束，8个小区，包括：小区1、小区2、小区3、小区4、小区5、小区6、小区7、小区8，8个小区为一个区组。
(2)种植后，玉米的灌溉、施肥、用药等田间管理工作，按本领域常规技术操作进行；
(3)以行为单位进行收获并测产；同时，记录植株抗病性、双穗株率、空穗株率，并测定植株、果穗参数，植株、果穗参数包括：倒伏/折率、株高、穗长、秃尖长度；
(4)设定第i行的种植密度为Pi，单位为株/亩，1≤i≤I，I为总行数；相邻辐射半径之间的夹角为每个扇形区域的夹角为A，相邻两行之间的间距为h，h＝0.6667，单位为米，第i行的行半径为ri，单位为米，第i行的行长为di，单位为米，第i行的株距为bi，单位为米，第i行的种植面积为si，ri、A、h已知，分别求取di、bi、si、Pi，求取公式如式(Ⅰ)-式(Ⅳ)所示：图1中小区2内第6行的半径、行长、面积示意图如图2所示，图2中，O为圆心，r6是指OE，si是指扇形ABCD，di是指曲线EF，h是指GE。
di＝2πri×(A/360)(Ⅰ)
si＝π((r+h/2)2-(r-h/2)2)×(A/360)(Ⅲ)
确定种植密度Pi：
表1为求取的各行的参数值。
表1
行号 半径ri(m) 行长di(m) 株距bi(m) 面积si(m2) 密度Pi(株/亩) 产量(Kg/亩)
1 8.80 6.91 0.15 4.60 6515.30 554.45
2 9.47 7.43 0.17 4.95 6056.43 598.98
3 10.13 7.95 0.18 5.30 5657.94 678.34
4 10.80 8.48 0.19 5.65 5308.66 650.90
5 11.47 9.00 0.20 6.00 4999.99 600.90
6 12.13 9.52 0.21 6.35 4725.24 560.88
7 12.80 10.05 0.22 6.70 4479.12 -
(5)根据测产结果，参考植株抗病性、双穗株率、空穗株率及植株、果穗参数，获取植株抗病性、双穗株率、空穗株率在不同种植密度下的变化趋势，确定玉米杂交种适宜的种植密度范围。推测杂交种及其亲本各性状的耐密潜力，为新品种或新材料的选育提供参考。
随着小区2中不同行种植密度的增加，产量逐步提高，当密度达到5657株/亩时产量最高，而当密度增加至6056株/亩时，产量则有下降趋势。与第3行相比，第2行下降80kg/亩，第4行下降28Kg/亩，因此推测该杂交种的适宜密度应为5308-5657株/亩。
实施例2
一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，具体步骤包括：
(1)以种植地的某点为圆心作同心圆，同心圆的圆周为行，相邻两行之间的间距相同，为1°，由所述圆心引出360条辐射半径，辐射半径为束，任意相邻辐射半径之间的夹角相同，所述辐射半径是指由圆心引出的线段；将所述同心圆划分成8个面积相同的扇形区域，每个扇形区域为小区，不同的小区种植不同的杂交种玉米，每个小区内种植相同的杂交种玉米，具体是在行与束的交叉点上种植玉米；
(2)种植后，玉米的灌溉、施肥、用药等田间管理工作，按本领域常规技术操作进行；
(3)以行为单位进行收获并测产；同时，记录植株抗病性、双穗株率、空穗株率，并测定植株、果穗参数，植株、果穗参数包括：倒伏/折率、株高、穗长、秃尖长度；
(4)设定第i行的种植密度为Pi，单位为株/亩，1≤i≤I，I为总行数；相邻辐射半径之间的夹角为每个扇形区域的夹角为A，相邻两行之间的间距为h，h＝0.5，单位为米，第i行的行半径为ri，单位为米，第i行的行长为di，单位为米，第i行的株距为bi，单位为米，第i行的种植面积为si，ri、A、h已知，分别求取di、bi、si、Pi，求取公式如式(Ⅰ)-式(Ⅳ)所示：
di＝2πri×(A/360)(Ⅰ)
si＝π((r+h/2)2-(r-h/2)2)×(A/360)(Ⅲ)
确定种植密度Pi：
表2为求取的各行的参数值。
表2
行号 半径ri(m) 行长di(m) 株距bi(m) 面积si(m2) 密度Pi(株/亩)
1 8.80 6.91 0.15 3.45 8686.02
2 9.30 7.30 0.16 3.65 8219.03
3 9.80 7.69 0.17 3.85 7799.69
4 10.30 8.09 0.18 4.04 7421.06
5 10.80 8.48 0.19 4.24 7077.49
6 11.30 8.87 0.20 4.44 6764.33
7 11.80 9.26 0.21 4.63 6477.71
(5)根据测产结果，参考植株抗病性、双穗株率、空穗株率及植株、果穗参数，获取植株抗病性、双穗株率、空穗株率在不同种植密度下的变化趋势，确定玉米杂交种适宜的种植密度范围。推测杂交种及其亲本各性状的耐密潜力，为新品种或新材料的选育提供参考。
实施例3
一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，具体步骤包括：
(1)以种植地的某点为圆心作同心圆，同心圆的圆周为行，相邻两行之间的间距相同，为1°，由所述圆心引出360条辐射半径，辐射半径为束，任意相邻辐射半径之间的夹角相同，所述辐射半径是指由圆心引出的线段；将所述同心圆划分成8个面积相同的扇形区域，每个扇形区域为小区，不同的小区种植不同的杂交种玉米，每个小区内种植相同的杂交种玉米，具体是在行与束的交叉点上种植玉米；
(2)种植后，玉米的灌溉、施肥、用药等田间管理工作，按本领域常规技术操作进行；
(3)以行为单位进行收获并测产；同时，记录植株抗病性、双穗株率、空穗株率，并测定植株、果穗参数，植株、果穗参数包括：倒伏/折率、株高、穗长、秃尖长度；
(4)设定第i行的种植密度为Pi，单位为株/亩，1≤i≤I，I为总行数；相邻辐射半径之间的夹角为每个扇形区域的夹角为A，相邻两行之间的间距为h，h＝0.7，单位为米，第i行的行半径为ri，单位为米，第i行的行长为di，单位为米，第i行的株距为bi，单位为米，第i行的种植面积为si，ri、A、h已知，分别求取di、bi、si、Pi，求取公式如式(Ⅰ)-式(Ⅳ)所示：
di＝2πri×(A/360)(Ⅰ)
si＝π((r+h/2)2-(r-h/2)2)×(A/360)(Ⅲ)
确定种植密度Pi：
表3为求取的各行的参数值。
表3
(5)根据测产结果，参考植株抗病性、双穗株率、空穗株率及植株、果穗参数，获取植株抗病性、双穗株率、空穗株率在不同种植密度下的变化趋势，确定玉米杂交种适宜的种植密度范围。推测杂交种及其亲本各性状的耐密潜力，为新品种或新材料的选育提供参考。
对比例
常规采用的小区测试法测试玉米杂产种对种植密度响应，具体包括：以小区为单位进行种植，每小区种植2行，行长5米，行距66.7厘米，0.01亩大小，通过增减相同行长的距离上种植株数来调整种植密度。如图3所示，有A、B、C、D、E、F、G、G等8份材料，设置了3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000株/亩7种密度，则不同材料同一密度组成1个区组，所有7种密度组成1次重复，共计重复3次，图3为重复1次。
实施例1中，共种植玉米7行，每行45株，测试玉米杂交种对不同种植密度的响应，确定该玉米杂交种最适宜的种植密度。由表1可得，相邻行的密度差值在240-490株/亩之间；实施例2中，相邻行的密度差值在287-467株/亩之间；实施例3中，相邻行的密度差值在239-457株/亩之间；对比例中，采用了固定的小区大小，相临密度之间的差异较大，为500株/亩；对比可知：本发明密度梯度小，能获取更精确的结果。
实施例1中，一个区组可种植8种玉米杂交种，每种玉米杂交种有7个种植密度，种植面积为π((12.80+0.3334)2-(8.80-0.3334)2)＝31.4(107.81-43.25)＝316.57m2，对比例中，相同材料、种植相同株数(以常规测试密度为5000株/亩时的每2行种植45株为准)常规测试方法所需的面积为5.0×0.6667×2×7×8＝373.35m2；对比可知：本发明的地块使用效率高于常规小区测试法，节约使用土地15.21％。实施例2中，节约使用土地39.36％。实施例3中，节约使用土地10.16％。其根本差异在于当密度较大时，本发明利用较小的地块种植了相同的植株数目，节约了土地，提高了土地的使用效率。
实施例1中，小区2中7个种植密度各行中，仅第45束与小区1有交界，第89束与小区3有交界，每重复交界长度约为9.334米；而在对比例中，因不同密度小区的随机分布，目标小区与其它杂交种的交界长度最长可达到近80米，实施例1中，交界减少到10％，实施例2中，交界减少到8.75％，实施例3中，交界减少到12.25％，降低了不同杂交种玉米之间的影响，提高了产量测定的准确性。

Claims (4)

1.一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，其特征在于，具体步骤包括：
(1)以种植地的某点为圆心作同心圆，同心圆的圆周为行，相邻两行之间的间距相同，由所述圆心引出若干条辐射半径，辐射半径为束，任意相邻辐射半径之间的夹角相同，所述辐射半径是指由圆心引出的线段；将所述同心圆划分成若干个面积相同的扇形区域，每个扇形区域为一个小区，不同的小区种植不同的杂交种玉米，每个小区内种植相同的杂交种玉米，具体是在行与束的交叉点上种植玉米；
(2)种植后，进行田间管理工作；
(3)以行为单位进行收获并测产，同时，记录田间抗性表型，测定植株、果穗参数；
(4)设定第i行的种植密度为Pi，单位为株/亩，1≤i≤I，I为总行数；相邻辐射半径之间的夹角为a，每个扇形区域的夹角为A，相邻两行之间的间距为h，单位为米，第i行的行半径为ri，单位为米，第i行的行长为di，单位为米，第i行的株距为bi，单位为米，第i行的种植面积为si，ri、a、A、h已知，分别求取di、bi、si、Pi，求取公式如式(Ⅰ)-式(Ⅳ)所示：
di＝2πri×(A/360)(Ⅰ)
bi＝di/(A/a)(Ⅱ)
si＝π((r+h/2)2-(r-h/2)2)×(A/360)(Ⅲ)
Pi＝666.7/(si/(A/a))(Ⅳ)；
确定种植密度Pi：
(5)根据测产结果，参考田间抗性表型及植株、果穗参数，获取田间抗性表型在不同种植密度下的变化趋势，确定玉米杂交种适宜的种植密度范围。推测杂交种及其亲本各性状的耐密潜力，为新品种或新材料的选育提供参考。
2.根据权利要求1所述的一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，其特征在于，相邻两行之间的间距为0.5-0.7米；任意相邻辐射半径之间的夹角为0.5-2.0°；将所述同心圆划分成4-16个面积相同的扇形区域。
3.根据权利要求1或2所述的一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，其特征在于，所述相邻两行之间的间距为0.6667米；任意相邻辐射半径之间的夹角为1°；将所述同心圆划分成8个面积相同的扇形区域。
4.根据权利要求1或2所述的一种测试玉米杂产种对种植密度响应的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述田间抗性表型包括：植株抗病性、双穗株率、空穗株率，所述植株、果穗参数包括：倒伏/折率、株高、穗长、秃尖长度。
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