UNDERSTANDING PLANT DENSITY EFFECTS ON MAIZE GROWTH AND DEVELOPMENT: AN IMPORTANT ISSUE TO MAXIMIZE GRAIN YIELD

Abstract

Maize is the agronomic grass species that is most sensitive to variations in plant density. For each production system, there is a population that maximizes grain yield. This article presents an overview of the factors that affect optimum plant population, emphasizingthe effects of dense stands on ear development and discussing important changes in plant traits that have contributed to increase the tolerance of modern hybrids to high plant densities. Population for maize maximum economic grain yield varies from 30,000 to over 90,000pl.ha-1, depending on water availability, soil fertility, maturity rating, planting date and row spacing. When the number of individuals per area is increased beyond the optimum plant density, there is a series of consequences that are detrimental to ear ontogeny and result in barrenness. First, ear differentiation is delayed in relation to tassel differentiation. Later-initiated earshoots have a reduced growth rate, resulting in fewer spikelet primordia transformed into functional florets by the time of flowering. Functional florets extrude silks slowly, decreasing the number of fertilized spikelets due to the lack of synchrony between anthesis and silking. Limitations in carbon and nitrogen supply to the ear stimulate young kernel abortion immediately after fertilization. Availability of earlier hybrids, with shorter plant height, lower leaf number, upright leaves, smaller tassels and better synchrony between male and female flowering time has enhanced the ability of maize to face high plant populations without showing excessive barrenness. Improved endurance in high stands has allowed maize to intercept and use solar radiation more efficiently, contributing to the remarkable increase in grain yield potential experienced by this crop.O milho é a gramínea mais sensível a variações na densidade de plantas. Para cada sistema de produção, existe uma população que maximiza o rendimento de grãos. Este artigo apresenta uma revisão sobre os principais fatores que afetam a densidade ótima, enfatiza o efeito de densidades elevadas no desenvolvimento das espigas e discute as características de planta que contribuíram para aumentar a tolerância dos híbridos modernos de milho a populações elevadas. A população ideal para maximizar o rendimento de grãos de milho varia de 30.000 a 90.000pl.ha-1, dependendo da disponibilidade hídrica, fertilidade do solo, ciclo da cultivar, época de semeadura e espaçamento entre linhas. Quando o número de indivíduos por área é superior à densidade ótima, há uma série de conseqüências negativas para a formação da espiga que podem levar a esterilidade. Primeiramente, a diferenciação da espiga é retardada em relação à diferenciação do pendão. Espigas diferenciadas tardiamente apresentam uma taxa reduzida de crescimento, transformando poucos primórdios de espiguetas em floretes funcionais durante a floração. Os floretes funcionais apresentam uma exteriorização dos estigmas mais lenta, diminuindo o número de espiguetas que serão fertilizadas devido à falta de coincidência entre antese e espigamento. Limitações no suprimento de carbono e nitrogênio às espigas estimulam o aborto de grãos incipientes logo após a fertilização. O lançamento de híbridos mais precoces, de porte reduzido, menor número de folhas, folhas mais eretas, tamanho reduzido do pendão e melhor sincronia entre o desenvolvimento das inflorescências masculina e feminina aumentou a habilidade da planta de suportar populações elevadas sem apresentar níveis expressivos de esterilidade. A maior adaptação do milho ao adensamento permitiu-lhe interceptar e utilizar a radiação solar mais eficientemente, contribuindo para o notável incremento no rendimento potencial de grãos dessa cultura.