Agronomie 22 (2002) 265-272
DOI: 10.1051/agro:2002010

Similarity of maize seed number responses for a diverse set of sites

James R. Kiniry^a, Yun Xie^b and Thomas J. Gerik<sup>c

a</sup>  USDA, Agricultural Research Service, 808 E. Blackland Rd., Temple, TX 76502, USA
^b  Beijing Normal University & Open Res. Lab. of Environmental Change and Natural Disaster of the State Education Commission, Beijing, China
^c  Blackland Agric. Exp. Station, Texas, Agric. Exp. Sta., 808 E. Blackland Road, Temple, TX 76502, USA

(Received 14 June 2001; revised 5 October 2001; accepted 20 October 2001)

Abstract
Accurate modeling of maize (Zea mays L.) yields in diverse environments requires realistic simulation of seed numbers. Response of maize seed number to growth or light interception soon after pollination has been described with different types of functions. The objective of this study was to compare maize seed number responses to intercepted solar radiation or growth with data from a diverse set of sites. Pioneer hybrid 3394 planted near Temple, TX in 1999 at 2.5 to 20 plants m ^-2 showed a linear function for seed number responses to light intercepted per plant in the 11 d following silking and to ear growth rate in these 11 d. Similar linear seed number responses were found for three hybrids in Canada at 4 to 13 plants m ^-2. Likewise, the function for Pioneer 3394 in Temple was found to be similar to a regression for the same hybrid grown in Pennsylvania, and was similar to a function developed in Kenya. Thus, under the diverse environmental conditions of these studies, linear seed number functions appeared reasonable at these sites. Such seed number functions are critical to the understanding of optimization of planting density to maximum seed production per unit ground area. In the absence of drought stress, the optimum density will be the minimum planting density which could attain near-complete light interception at silking. As the probability of drought stress increases due to decreased soil water holding capacity or decreased expected rainfall, the optimum density would decrease accordingly.

Résumé
Similarité des réponses du nombre de grains par épi de maïs pour un jeu de sites variés. La modélisation précise des rendements du maïs (Zea mays L.) dans divers environnements nécessite une simulation réaliste du nombre de grains par épi. La réponse du nombre de grains à la croissance ou à l'interception de la lumière aussitôt après la pollinisation a été décrite avec différents types de fonctions. L'objectif de cette étude était de comparer les réponses du nombre de grains par épi au rayonnement solaire intercepté ou à la croissance de l'épi avec les données provenant d'un ensemble de sites variés. L'hybride Pioneer 3394 planté près de Temple (Texas, USA) en 1999 avec 2,5 à 20 plants m ² a montré une relation linéaire entre le nombre de grains et la lumière interceptée durant les 11 jours qui ont suivi la sortie des soies ainsi qu'avec le taux de croissance de l'épi durant ces mêmes 11 jours. Des réponses linéaires similaires ont été trouvées pour trois hybrides au Canada avec 4 à 13 plants m ². De même, la relation pour Pioneer 3394 à Temple a été trouvée similaire à celle obtenue pour le même hybride cultivé en Pennsylvanie ainsi qu'au Kenya. Ainsi, sous diverses conditions d'environnement de ces études, une relation linéaire avec le nombre de grains apparaît comme raisonnable dans ces sites. De telles relations linéaires avec le nombre de grains sont critiques pour appréhender l'optimisation de la densité de plantation afin d'atteindre le maximum de production de grains par unité de surface de sol. En l'absence de stress dû à la sécheresse, la densité optimale sera la densité de plantation minimale qui permettrait d'atteindre l'interception pratiquement complète du rayonnement au moment de la sortie des soies. Comme la probabilité de stress hydrique augmente avec la décroissance de la capacité de rétention en eau du sol ou décroît avec les précipitations escomptées, la densité optimale devra décroître en tenant compte de ces facteurs.

Key words: crop modeling / maize / seed number / photosynthetically active radiation / harvest index

Mots clés : modélisation de la culture / maïs / nombre de grains / rayonnement photosynthétiquement actif / indice de récolte

Correspondence and reprints: James R. Kiniry
    e-mail: kiniry@brc.tamus.edu

Communicated by Jean-François Ledent (Louvain-La-Neuve, Belgium)

© INRA, EDP Sciences 2002