摘要：为了探讨豫东平原夏玉米超高产栽培技术路线，选用4个主导品种，采取理论测产与实收测产相结合，对项目组夏玉米超高产攻关田及农户高产田进行产量及产量构成因素调查，划分为3个产量水平，进行产量构成三要素与产量的相关及通径分析。结果表明：产量水平从10500~12000 kg/hm2提高至12000~13500 kg/hm2,收获穗数增加7736.25穗/hm2,增加了10.69%;产量增加1343.4 kg/hm2,增加了11.97%.产量水平由12000~13500 kg/hm2提高至13500 kg/hm2以上，收获穗数增加6333.75穗/hm2,增加了7.91%;产量增加1482.6 kg/hm2,增加了11.80%.直接通径系数，穗数 （X1） 为0.8146,穗粒数 （X2） 为0.1233,千粒重 （X3） 为0.1275,表明对产量的贡献大小依次为穗数>千粒重>穗粒数。因此，豫东平原夏玉米超高产栽培，应通过增加种植密度进一步提高产量。‘中单909'’、登海605'‘、登海618'’、郑单958‘等品种，豫东平原夏玉米实现13500 kg/hm2以上的产量，种植密度为87000~91500株/hm2,收获穗数为84000~88500穗/hm2、穗粒数480~485粒、千粒重330~340 g.
关键词：夏玉米； 超高产； 栽培； 通径分析； 技术路线； 技术途径；
0 引言
玉米是中国第一大粮食作物，在国家粮食安全保障和国民经济持续发展中起着重要作用，粮食安全要求玉米单产必须稳定递增[1,2].中国2008年开始实施主要粮食作物高产创建项目，2013年启动实施粮食增产模式攻关，2014年提出粮食绿色增产模式攻关，2016年开始实施粮食作物绿色高产高效创建项目[3],随着玉米高产创建和高产研究不断深入，玉米高产点覆盖面不断增加，高产重演性得到极大提高[2].但生产实践中还普遍存在高产典型重现率较低，大面积推广难的问题。缩小农户生产田和高产攻关田之间的产量差距，大面积提高玉米产量水平，是玉米超高产栽培技术研究与推广的主攻方向[4,5].不同产量水平在其产量性能各项参数的配置上不同，分析参数构成特点是探索高产途径的重要依据[5],针对目前豫东平原玉米生产水平，研究明确夏玉米12000~13500 kg/hm2以上超高产技术路线具有重要意义。关于玉米农艺（穗部）性状与产量的相关及通径分析报道较多[6,7,8,9],而对玉米产量构成三要素与产量的相关及通径分析报道较少[10,11,12],笔者通过不同玉米品种产量构成三要素与产量的相关及通径分析，对夏玉米超高产栽培的技术途径进行探讨，结合玉米超高产栽培科技攻关的实践，提出豫东平原夏玉米超高产栽培的技术路线，以期为豫东平原夏玉米超高产栽培提供参考。
1 材料与方法
1.1 数据来源
本研究数据来源于河南省科技攻关计划项目、河南省高等学校重点科研项目、商丘市科技攻关计划项目的夏玉米高产攻关田间测产验收调查和夏玉米高产创建农户高产典型田间测产调查。
1.2 调查方法
调查的玉米品种。选取豫东平原超高产栽培常用的’中单909‘、’登海605‘、’登海618‘、’郑单958'.2017年夏玉米生长季，在高产大田进行夏玉米超高产攻关研究，收获前进行田间测产验收调查。选择种植上述品种的夏玉米高产农户，进行田间测产调查。每个品种每个产量水平均调查3个点次。数据采集于民权县、柘城县。主要调查产量及产量构成因素。产量测定采取理论测产与实收测产相结合，以实收测产校正理论测产产量构成因素数据，使产量构成因素数据符合实测产量。
理论测产。每个地块随机取3个样点，每个样点量10个行距计算平均行距，在10行之中选取有代表性的20 m双行，计数株数和穗数，计算hm2穗数；在每个测定样段内每隔5穗收取1个果穗，共计收获20穗作为样本测定穗粒数。脱粒测定玉米籽粒千粒重，用种子水分测定仪测定籽粒含水量，计算扣除过多水分的千粒重。样品留存，等自然风干后再校正籽粒含水量。
实收测产。每个地块在远离边际的位置随机选取3个样点，每个样点取有代表性的6行，面积6.7 m2,收获全部果穗，计数后称取鲜果穗重。按平均穗重法取20个果穗作为标准样本测定鲜穗出籽率和含水率，并准确丈量收获样点实际面积。或每个样点采用籽粒直收型联合收割机收获667 m2以上，现场称重，除去杂质，用谷物水分测定仪测定玉米籽粒含水量，按标准含水量14%计算实际产量。
1.3 产量水平等级划分
玉米栽培专家普遍认为，中国玉米产量超过15000 kg/hm2为超高产水平[13].全国粮食高产创建活动黄淮海地区万亩连片高产创建示范区玉米产量指标，2012年以前为12000 kg/hm2以上（农农发[2008]7号、农办财[2012]62号），2013年调整为10500 kg/hm2以上（农办财[2013]37号），根据玉米高产创建的实际情况，笔者确定豫东平原夏玉米12000 kg/hm2以上即为超高产。将10500 kg/hm2以上的产量分为10500~12000 kg/hm2、12000~13500 kg/hm2和13500 kg/hm2以上3个水平，分析夏玉米产量从10500 kg/hm2提高到13500kg/hm2以上产量结构的变化，探讨夏玉米实现13500kg/hm2以上产量的技术途径，为建立实现13500kg/hm2以上产量的夏玉米超高产栽培技术体系提供理论依据[14].
1.4 数据分析
应用Microsoft Office Excel 365进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 夏玉米不同品种10500~13500 kg/hm2以上产量构成因素分析
由表1可知，4个品种12个点次平均产量为12608.41 kg/hm2,种植密度为82173.75株/hm2,收获穗数79647.50穗/hm2、穗粒数478.07粒、千粒重330.66 g.由表1可见，4个品种的种植密度、收获穗数变异系数分别为9.00%、8.43%,显着高于穗粒数和千粒重，说明夏玉米产量从10500 kg/hm2增加到13500 kg/hm2以上，种植密度、收获穗数的变化较大，穗粒数、千粒重的差异较小；种植密度、收获穗数、穗粒数、千粒重与籽粒产量之间相关系数分别为0.9848、0.9830、0.8050、0.7829,均达到极显着水平，说明种植密度、收获穗数、穗粒数、千粒重对籽粒产量均有显着的正相关效应。
从表1可以看出，豫东平原夏玉米实现10500~13500 kg/hm2以上的产量，种植密度为69195~91530株/hm2,收获穗数为67605~88695穗/hm2、穗粒数472.86~485.38粒、千粒重323.23~340.13 g.
表1 夏玉米不同品种10500~13500 kg/hm2以上产量及其构成因素
2.2 夏玉米不同品种13500 kg/hm2以上产量及其构成因素分析
由表2可知，4个夏玉米品种产量13500 kg/hm2以上4点次平均，产量14044.65 kg/hm2,种植密度89745.75株/hm2,穗数86448.75穗/hm2,穗粒数482.23粒，千粒重336.82 g.种植密度、收获穗数变异系数较大，穗粒数、千粒重变异系数较小，说明夏玉米产量在13500 kg/hm2以上时，不同品种的种植密度、收获穗数有较大差异，穗粒数、千粒重的差异较小。种植密度、收获穗数、穗粒数、千粒重与籽粒产量之间相关系数分别为0.9664、0.9988、0.9939、0.9895,均达到极显着水平，说明种植密度、收获穗数、穗粒数、千粒重对籽粒产量均有显着的正相关效应。
表2 夏玉米不同品种13500 kg/hm2以上产量及其构成因素
从表2可以看出，豫东平原夏玉米实现13500 kg/hm2以上产量，种植密度为88005~91530株/hm2,收获穗数为84840~88695穗/hm2、穗粒数479.98~485.38粒、千粒重334.73~340.13 g.
2.3 夏玉米不同品种12000~13500 kg/hm2产量及其构成因素分析
由表3可知，4个夏玉米品种产量12000~13500kg/hm2的平均，产量12562.05 kg/hm2,种植密度82744.65株/hm2,收获穗数80115.00穗/hm2,穗粒数476.84粒，千粒重328.80 g.收获穗数变异系数较大，穗粒数、千粒重变异系数较小，说明夏玉米在产量12000~13500 kg/hm2的水平下，不同品种的种植密度、收获穗数有较大差异，穗粒数、千粒重的差异较小。种植密度、收获穗数、穗粒数、千粒重与籽粒产量之间相关系数分别为0.8692、0.8499、0.7835、0.6144,达到极显着、显着水平，说明种植密度、收获穗数、穗粒数、千粒重对籽粒产量均有显着的正相关效应。
从表3可以看出，豫东平原夏玉米实现12000~13500 kg/hm2的产量，种植密度为80745~84945株/hm2,收获穗数为78240~82140穗/hm2、穗粒数473.05~479.18粒、千粒重324.28~330.75 g.
表3 夏玉米不同品种12000~13500 kg/hm2产量及其构成因素
2.4 夏玉米不同品种10500~12000 kg/hm2产量构成因素分析
由表4可知，夏玉米不同品种产量10500~12000kg/hm2的4个点次平均，产量11218.65 kg/hm2,种植密度74029.50株/hm2,收获穗数72378.75穗/hm2,穗粒数475.15,千粒重326.37 g.种植密度、收获穗数变异系数较大，穗粒数、千粒重变异系数较小，说明夏玉米产量10500~12000 kg/hm2的水平下，种植密度、收获穗数有较大差异，穗粒数、千粒重的差异较小。种植密度、收获穗数与籽粒产量之间相关系数分别为0.9875、0.9816,达到极显着水平；穗粒数、千粒重与籽粒产量之间相关系数为-0.5393、-0.3986,说明穗粒数、千粒重对籽粒产量存在不显着的负相关效应。
从表4可以看出，豫东平原夏玉米实现10500~12000 kg/hm2的产量，种植密度为69195~79905株/hm2,收获穗数为67605~78225穗/hm2、穗粒数472.86~477.23粒、千粒重324.23~331.87 g.
2.5 不同产量水平夏玉米产量构成因素比较分析
将表1数据按不同产量水平分别汇总于表5,进行不同产量水平夏玉米产量构成因对比分析。由表5可见，产量水平从10500~12000 kg/hm2提高至12000~13500 kg/hm2,产量均值增加1343.4 kg/hm2,增加了11.97%;种植密度均值增加8715.15株/hm2,增加了11.77%;收获穗数均值增加7736.25穗/hm2,增加了10.69%;穗粒数均值增加1.69粒，增加了0.36%;千粒重均值增加2.1 g,增加了0.64%.产量水平由12000~13500 kg/hm2提高至13500 kg/hm2以上，产量均值增加1482.6 kg/hm2,增加了11.80%;种植密度均值增加7001.1株/hm2,增加了8.46%;收获穗数均值增加6333.75穗/hm2,增加了7.91%;穗粒数均值增加5.39粒，增加了1.13%;千粒重均值增加8.02 g,增加了2.44%.可以看出，夏玉米产量水平从10500 kg/hm2提高至13500 kg/hm2以上，穗数增加幅度较大，表明豫东平原夏玉米超高产栽培，应通过继续增加种植密度来进一步提高产量。
表4 夏玉米不同品种10500~12000 kg/hm2产量及其构成因素
2.6 夏玉米不同品种产量构成因素与产量的通径分析
2.6.1数据的正态性检验
应用表1中穗数 （X1） 、穗粒数 （X2） 、千粒重 （X3） 与产量 （Y） 的数据进行描述性统计可知，产量及其构成因素的偏度（偏斜度）较小，均接近于0,说明各组数据近似满足正态分布要求，可进行相关、回归和通径分析[15,16].
2.6.2 最优回归方程的建立及显着性测验
应用表1数据，进行穗数 （X1） 、穗粒数 （X2） 、千粒重 （X3） 与产量 （Y） 的回归分析，应用回归系数建立以产量 （Y） 为因变量，穗数 （X1） 、穗粒数 （X2） 、千粒重 （X3） 为自变量的多元回归线性方程：Y=-1976.3939 0.1576 X1 2.765 X2 1.9912X3, （R2=0.99978**） .方差分析结果，回归方程的显着性达极显着水平（F=17046.0579,显着性F检验Significance F=1.47293E-15），表明穗数 （X1） 、穗粒数 （X2） 、千粒重 （X3） 与产量 （Y） 具有显着的回归关系[17].R2=0.99978表明，因变量变异中99.978%可由回归部分解释，误差仅为0.022%[16],也就是穗数 （X1） 、穗粒数 （X2） 、千粒重 （X3） 3个自变量可以解释99.978%的因变量产量 （Y） 的变异。
该回归方程表明：有效穗数 （X1） 每增加1穗，产量 （Y） 平均将增加0.1576 kg/667m2;穗粒数 （X2） 每增加1粒，产量 （Y） 平均将增加2.7650 kg/667m2） 、千粒重 （X3） 每增加1 g,产量 （Y） 平均将增加1.9912 kg/667m2[17,18].2.6.3主要性状的相关系数及显着性测验应用表1中穗数 （X1） 、穗粒数 （X2） 、千粒重 （X3） 、产量 （Y） 的数据，进行相关分析，求出各性状之间的相关系数。结果表明，穗数 （X1） 、穗粒数 （X2） 、千粒重 （X3） 与产量 （Y） 的相关系数均达极显着水平。
2.6.4 通径系数的计算
（1）直接通径系数的计算。通径系数的计算公式为Pyi=bi （Sxi/Sy） , bi为偏回归系数、Sxi为Xi的标准差，Sy为Y的标准差[19].穗数 （X1） 的直接通径系数为：Py1=b1 （Sx1Sy） =0.8146,穗粒数 （X2） 的直接通径系数为：Py2=b2 （Sx2Sy） =0.1233,千粒重 （X3） 的直接通径系数为：Py3=b3 （Sx3Sy） =0.1275.直接通径系数大小表明，对产量的贡献大小依次为穗数>千粒重>穗粒数，穗数对产量的贡献很大，X千粒重和穗粒数对产量的贡献几乎相等，并且较小，但是提高穗粒数、千粒重仍可以增产[17].剩余通径系数很小（为0.0126），说明随机误差对产量的直接影响很小。
（2）间接通径系数的计算。X1通过X2对Y的间接通径系数为：r12P2y=0.6852×0.1233=0.0845, X1通过X3对Y的间接通径系数为r13P3y=0.6578×0.1275=0.0839.同理可以计算出X2、X3对Y的各个间接通径系数，列于表6.
表5 夏玉米不同产量水平的产量构成因素
表6 夏玉米产量构成因素与产量的相关系数和通径系数
从间接通径系数可以看出，X1通过X2、X3对Y的间接通径系数分别为0.0845、0.0839,说明穗数的增加导致穗粒数和千粒重的增加而影响产量的作用很小。X2对Y的间接通径系数分别为0.5582、0.1236,说明穗粒数的变化可通过穗数、千粒重的增加而提高产量，穗粒数的变化通过穗数增加而提高产量的作用较大，穗粒数的变化通过千粒重的增加而提高产量的作用较小。X3对Y的间接通径系数分别为0.5359、0.1194,说明千粒重的变化可通过穗数、穗粒数的增加而提高产量，千粒重的变化通过穗数的增加而提高产量的作用较大，千粒重的变化穗粒数的增加而提高产量的作用较小。
通径分析表明，豫东平原夏玉米产量水平从10500~12000 kg/hm2提高到13500 kg/hm2以上，有效穗数对产量的贡献率最高，增加有效穗数能够显着地提高玉米的产量，控制株型（选用紧凑耐密型品种）增加穗数是豫东平原夏玉米由高产实现超高产的有效途径。应在保证一定有效穗数的前提下，提高穗粒数增加千粒重。
3 讨论与结论
陈国平等[13]研究指出，紧凑耐密玉米杂交种（‘郑单958’、‘先玉335’等）超高产栽培，合理密植的幅度为7.50万~9.00万穗/hm2;王永宏等[20]研究报道，玉米超高产栽培，理想的收获穗数为8.25万~9.00万穗/hm2;刘伟等[21]研究报道，夏玉米在9.00~11.25万株/hm2密度条件下籽粒产量最高。本研究结果：产量水平10528.65~11956.05 kg/hm2,种植密度为69810~79905株/hm2;产量水平12147.00~13018.20 kg/hm2,种植密度为81555~84945株/hm2;产量水平13650.00~14642.85 kg/hm2,种植密度为88005~91530株/hm2.这与陈国平等[13]、王永宏等[20]、刘伟等[21]的研究结论基本一致。
本研究结果，产量水平从10500~12000 kg/hm2提高至12000~13500 kg/hm2时，种植密度均值增加8715.15株/hm2,增加了11.77%;产量水平由12000~13500 kg/hm2提高至13500 kg/hm2以上，种植密度均值增加7001.10株/hm2,增加了8.46%.表明夏玉米产量水平从10500 kg/hm2提高至13500 kg/hm2以上，主要依靠穗数的增加。这与陈国平等[13]、刘伟等[21]、王楷等[22]的研究结论一致，与张前进等[23]在高肥力水平下，随着密度的增加影响产量主要因素是穗粒重和百粒重的研究报道有所不同。
玉米产量构成因素与产量的回归、相关及通径分析，可以客观地评价各产量构成性状对产量的相对重要性[17].回归分析表明，产量与有效穗数、每穗粒数和千粒重有显着的线性关系，Y=-1976.3939 0.1576X1 2.765 X2 1.9912 X3.相关分析表明，穗数 （X1） 、穗粒数 （X2） 、千粒重 （X3） 与产量 （Y） 均呈显着正相关，相关系数均较高，分别达到0.9830、0.8050、0.7829,与侍梅等[17]研究结果不同。通径分析结果，穗数 （X1） 、穗粒数 （X2） 、千粒重 （X3） 对产量 （Y） 的直接通径系数分别为：Py1=0.8146**,Py2=0.1233, Py3=0.1275,表明对产量的贡献为穗数>千粒重>穗粒数，这与曹国军等[11]、陈国平等[13]、王楷等[22]的研究结果相一致，与王志刚等[12]、宝音巴特等[10]收获穗数>穗粒数>百粒重的研究结果略有不同。本研究表明，穗数对产量的贡献很大，千粒重和穗粒数对产量的贡献较小。
密植栽培促进玉米增产现已成为学界共识[24],从高产田的产量及其产量构成因素来看，选用耐密品种同时采取高密度栽培技术方法是获得大面积高产突破的主要途径[25,26].综上所述，豫东平原夏玉米单产由10500~12000 kg/hm2上升到13500 kg/hm2以上，必须适当增加种植密度，获取足够的穗数。在保证足够穗数的基础上，主攻穗粒数，促穗大粒多，多措并举增粒重。‘中单909’、‘登海605’、‘登海618’、‘郑单958’等品种在豫东平原现行生产、生态、管理、技术条件下，实现12000~13500 kg/hm2的超高产目标，适宜的产量结构指标为：种植密度79500~84000株/hm2、穗数7000~82500穗/hm2、穗粒数470~480粒、千粒重320~330g;如果产量水平进一步提高，也即实现13500 kg/hm2以上的更高产量目标，最佳或适宜的产量结构指标有进一步提升的空间，本试验研究结果初步证实，其产量结构为：种植密度87000~91500株/hm2、穗数84000~88500穗/hm2、穗粒数480~485粒、千粒重330~340 g.
采取理论测产与实收测产相结合、超高产攻关田与大田高产栽培示范相结合，进行夏玉米产量及其产量构成因素不间断监测和调查，有针对性分析探讨夏玉米超高产栽培技术路线，既接近夏玉米超高产栽培实际，又对今后指导豫东平原夏玉米生态类型区超高产栽培有重要参考和创新价值。本研究仅对紧凑耐密型主导品种夏玉米超高产栽培进行了分析探讨，其他类型品种与不同茬口的玉米超高产栽培技术路线有待进一步探讨，尤其是在现代农业提出化肥、农药“零增长”的新形势下，夏玉米超高产栽培技术与产量结构的关系更应引起足够的重视。
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