美国玉米产量增益已不再依赖密植

文章标题：US maize yield gains have decoupled from the need for higher plant densities

标题译文：美国玉米产量增益已不再依赖更高的种植密度

发表期刊：Field Crops Research

在线时间：2026.03.20

通讯作者：Lucas Borras

通讯单位：美国 科迪华农业科技

Oneline：长期实验数据揭示，过去几十年美国玉米产量的持续增长机制发生了范式转变：从依靠增加种植密度和提高耐密性，转变为依靠提高单株潜在产量，使得现代玉米品种在无需进一步增加种植密度的情况下仍能实现产量增益。

图 1： 美国中西部雨养州（爱荷华州、伊利诺伊州、印第安纳州和明尼苏达州）谷物产量（A）和种植密度（B）的历史变化（USDA, 2025）。线条表示三个时期（1960-2024年、2005-2024年、2015-2024年）谷物产量和种植密度的年度增长量。图S1显示了报告玉米产量可观的所有美国中西部州的种植密度历史变化。

图 2： 相对成熟期100-115天的品种对种植密度yield响应的历史变化。（A）展示了1988年至2026年间在美国商业化的所有商业前基因型的Corteva种植密度测试网络的位置和观测数量。（B）展示了2007年上市的所有品种的玉米产量对种植密度的响应模式拟合，以及使谷物产量最大化的种植密度（称为最佳种植密度）。（C）描述了最佳种植密度随释放年份的演变（每个点代表具有相似释放年份的所有杂交种的最佳种植密度）。（D）描述了最佳种植密度下的谷物产量随释放年份的演变（每个点代表具有相似释放年份的所有杂交种在最佳种植密度下的产量）。（E）描述了最佳种植密度下的单株产量（每个点代表具有相似释放年份的所有杂交种在最佳种植密度下的单株产量）。（F）描述了估算的3.0株/m²密度下的谷物产量作为基因型释放年份的函数。附表S1提供了历年测试的基因型数量和种植密度范围。方程分别为：y = 6.90 + 0.174x - 0.0034x² (C); y = 9.59 + 0.13x (D); y = 139.2 – 1.40x + 0.0579x² (E); y = 255.2 – 0.97x + 0.112*x² (F)，模型截距估算的是1988年的数值。

图 3： 美国中西部极低种植密度下长期育种对单株产量的影响。总共61个1936年至2020年间上市的基因型在爱荷华州和伊利诺伊州的14次试验中以3株/m²的密度进行了测试。回归线方程为 y = 258.5 + 0.1425x + 0.01509x² (p < 0.001)，模型截距估算的是1936年的单株产量（表S4；公式2）。大点显示各基因型在所有试验中的平均单株产量，小点显示每个基因型在每个试验中的单株产量。补充图S2展示了各个站点的详细描述。我们将开放授粉的地方品种Reid Yellow Dent作为商业化育种基因型释放前的基线参考点纳入，但它不参与回归分析。Reid Yellow Dent用1920年的释放年份表示。

图 4： 示意图描述了美国玉米遗传生产力如何从增加种植密度和需要耐受种植密度胁迫的基因型，过渡到增加单株产量和在相同种植密度下提供更高产量的基因型。灰色实线代表不同年份（1960年代、1980年代、2000年代和2020年代）释放的品种的历史产量-密度曲线，红色箭头描述了随时间变化的遗传生产力变化。