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玉米品种竞争能力的评价与分析

翟立超  
【摘要】:竞争在农业生产上是普遍存在的一种现象。本研究以我国玉米产量提升过程中的不同玉米品种中单2(1970s)、掖单13(1990s)和中单909(2010s)为研究对象,借鉴植物生态学中竞争的研究思路,采用替代系列试验,研究了玉米品种间是否存在竞争能力的差异并探讨了适合用于评价玉米品种竞争能力的指标,分析了玉米产量提升过程中品种竞争能力的变化特征;通过设置不同的氮肥和密度处理,明确施氮和密度处理对玉米品种竞争能力的影响。本试验2012-2014年在中国农业科学院的吉林省公主岭试验站展开。主要研究结果如下:1.在掖单13和中单909的替代系列试验中,随着掖单13混播比例的增加,掖单13和中单909的单株生物产量和籽粒产量都逐渐降低,群体产量也表现出相似的变化规律。通过竞争指标对品种竞争能力的评价,掖单13的竞争能力高于中单909,说明玉米品种间存在着竞争能力的差异。通过对植物竞争指标的分析,由于竞争攻击力系数(AG)和竞争比率(CR)在玉米品种替代系列试验中具有一定的稳定性,因此这两个指标更适合评价玉米品种间的相对竞争能力。2.通过对中单2、掖单13和中单909三个品种中每两个品种进行替代试验发现,每个替代试验中单株水平和群体水平的产量都是随着相对较老品种比例的增加而降低。通过对竞争攻击力系数AG和竞争结局的分析,竞争能力的大小排行为:中单2掖单13中单909,玉米产量提升过程中品种的竞争能力呈逐渐降低的趋势,现代玉米品种具有较弱的竞争能力,但是竞争能力的变化并不是直线降低的。3.在每一个替代系列中,随着老品种比例的增加,群体竞争压力增大。通过相关分析,群体生物产量、群体籽粒产量以及收获指数都随着群体竞争压力的增加而显著降低;千粒重和单株粒数也随着群体竞争压力的增大呈降低趋势,但是相关系数未达到显著水平。结果说明群体产量与群体竞争压力之间存在着负相关关系。另外,根据我们的研究结果,我们提出一个反映替代系列试验群体竞争能力大小的指标,群体竞争压力(PCP)。4.种植密度和施氮影响着品种竞争能力的大小,但并未改变品种间的竞争等级。在相同的密度处理下,不施氮肥处理增加了掖单13对中单909的竞争能力。然而,在相同的氮肥处理下,增加种植密度反而降低了掖单13对中单909的竞争能力,这主要是由于掖单13的耐密性低于中单909,受较高密度的制约而限制了其对中单909的竞争能力。但是,氮肥和密度的变化始终没有改变掖单13的竞争能力高于中单909这一结局。5.随着群体密度的增加,品种内个体间竞争加剧。在相同的较高密度处理下,现代品种中单909的竞争强度(CI)和绝对竞争严重度(ASC)始终小于掖单13和中单2,但是其相对繁殖效率(RReff)始终高于掖单13和中单2。三个品种的最高产量大小依次是:中单909掖单13中单2,品种的耐密性则表现出相似的趋势。结果表明现代高产品种的耐密性的提高与品种竞争能力的降低有关,主要是降低了群体中个体之间的竞争,增加了群体的生殖生长能力。本研究借鉴了植物生态学中的竞争理论和研究方法证实了玉米品种间存在着竞争能力的差异,现代高产品种是弱竞争者。研究结果将为我国玉米育种材料的创新、品种选育以及栽培技术研究拓展新的思路,为其它作物的相关研究也将有一定的借鉴意义。


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