1-前言
近五十年里，玉米单产增幅较大，其中一个重要原因，就是耐密品种的选育和种植密度的大幅提升。
在北美地区，对比上世纪90年代及早代玉米品种，可发现：密度较低时，各时期的品种，产量并无明显差异（图1）。但对应的最适密度，按时间轴，逐渐增大，新品种在高密度条件下，综合抗性明显优于早期品种，产量也更高。
图1-四个时期玉米品种在不同密度条件下的产量表现（Duvick，1993）
2-先锋高密研究
先锋产品在推广前，会通过密度试验，确定每个产品的适宜播种密度，通常，试验的上限值在7000株/亩左右。本文为了研究不同密度下的玉米生长情况，选择的密度处理范围更宽，从1480株/亩到14830株/亩不等，分别记录产量和相关农艺性状。
2.1-产量表现
不同密度处理下，玉米产量见下图2，可知：前期，随着密度增大，单位产量也增加，到5930株/亩时，产量最大；当密度达到7410株/亩后，随着密度进一步增大，产量快速下降。
图2-五个品种在不同密度下的多点平均产量表现
图3-六个密度处理（1480、4450、5930、7410、11860、14830株/亩）田间俯视图（2008年7月）
2.2-株高&穗位高
随着密度增大，玉米株高先增加后降低，与产量变化趋势相似（图4），在5930株/亩时，植株最高；当密度超过7410株/亩之后，株高下降。穗位高前期走势与株高类似，在5930株/亩时最大；此后，穗位变化不大，整体与密度正相关。
图4-密度对玉米株高、穗位高的影响
2.3-果穗变化
随着密度增大，穗行数和行粒数均下降（图5）。通常，产量是由亩穗数、穗行数和行粒数构成。在种植密度未达到5930株/亩时，随着密度增大，产量增加，说明亩穗数增加能够有效的弥补穗行数和行粒数的减少。此后，随着密度进一步增大，产量开始下降，这时，亩穗数增加对产量的贡献已不能抵消穗行数和行粒数变化带来的产量损失。
图5-密度对果穗大小的影响
2.4-其他农艺性状
以密度5930株/亩为临界值，进一步分析其他产量相关性状，并根据相关系数的正负值，建立相关系数矩阵（图6）。计算表明，矩阵所涉农艺性状能够解释产量的50%表型方差。
图6-与产量有关的农艺性状（相关系数绝对值≥0.7）
种植密度在超过5930株/亩以后，产量降低与开花-吐丝间隔延长和授粉率下降相伴发生（图7）。
图7-密度对玉米进入吐丝期和花期所需有效积温以及开花-吐丝间隔积温的影响
玉米授粉的理想状态是吐丝与扬花同时发生，以确保授粉完全。如果，抽雄期到吐丝期的间隔过大，则可能导致雌穗吐丝的尾声无法获得花粉，不能完成授粉。
有研究表明，群体密度对玉米雌穗的影响要大于雄穗，密度过高会导致开花至吐丝的间隔时间延长。这是因为：密度增大会导致群体间竞争压力增加，对干旱等外部环境更为敏感，并进一步导致穗腋芽生长点发育缓慢，而同等条件下，顶端生长点耐受性更强，受影响较小。随着生殖生长的推进，穗原基发育逐渐落后于顶端分生组织，使得玉米雄穗先完成发育，雌穗后完成。最终，导致雌、雄穗的发育不对称，引起植株不完全授粉、结实率降低和玉米产量的降低。
注：本文摘自杜邦先锋官网，所涉研究对象均来自北美地区。考虑到各国气候、生产水平的差异，以及玉米品种的差异，相应的最适种植密度也不同，故文中数据仅供参考。
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