蘇玉30適宜的種植密度及氮肥施用量

陸虎華，薛 林，郝德榮，冒宇翔，陳國(guó)清，胡加如，石明亮，張振良，黃小蘭，周廣飛

（江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇如皋226541）

蘇玉30適宜的種植密度及氮肥施用量

陸虎華，薛 林，郝德榮，冒宇翔，陳國(guó)清，胡加如，石明亮，張振良，黃小蘭，周廣飛

（江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇如皋226541）

為江蘇春玉米區(qū)特定生態(tài)條件下蘇玉30的春季高產(chǎn)種植提供參考，采用二次正交回歸組合設(shè)計(jì)方法，以施氮量和種植密度為試驗(yàn)因子，建立純氮用量、密度與產(chǎn)量關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，并模擬優(yōu)選出蘇玉30的適宜密度和氮用量。結(jié)果表明：密度對(duì)蘇玉30產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響均大于施氮量；提出蘇玉30高產(chǎn)條件下單位面積的穗粒結(jié)構(gòu)、葉面積指數(shù)、花后光合勢(shì)、籽粒庫容量、穗部性狀等群體質(zhì)量指標(biāo)；得出蘇玉30產(chǎn)量≥9 000kg／hm2的栽培方案：種植密度72 180～88 425株／hm2，純氮用量309．0～370．5kg／hm2。

玉米；蘇玉30；密度；施氮量；群體質(zhì)量；春季種植；江蘇

江蘇是養(yǎng)殖及飼料消耗大省，對(duì)飼料玉米需求巨大。加快優(yōu)良玉米新品種及配套技術(shù)的推廣，提高玉米單產(chǎn)水平，對(duì)提高本省玉米的自給率，降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)有著重要意義。蘇玉30（蘇玉947）系江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所利用自選系HL40作母本，YJ7作父本雜交而成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗飼用玉米新品種，于2011年9月經(jīng)國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定并定名，審定編號(hào)為國(guó)審玉2011022［1］。該品種于2013年被江蘇省農(nóng)委確定為好品種，2014年被農(nóng)業(yè)部確定為國(guó)家主導(dǎo)品種。目前，該品種在江、浙、皖等我國(guó)東南玉米區(qū)示范推廣良好，僅在江蘇省年推廣面積近3．4萬hm2。

國(guó)內(nèi)有關(guān)玉米新品種適宜密度、氮肥施用技術(shù)及高產(chǎn)群體質(zhì)量指標(biāo)的研究報(bào)道較多，孔令中等［2］研究表明，東北春玉米超高密度（90 000株／hm2）種植條件下，施氮量279kg／hm2時(shí)玉米群體葉面積指數(shù)最大，葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度均為最佳。管俊嬌等［3］研究云南生態(tài)條件下氮肥施用方式和種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量影響認(rèn)為，高密度不影響品種特有的株高、穗位高和穗位系數(shù)。牛忠林［4］進(jìn)行玉米密度及肥料試驗(yàn)研究認(rèn)為，密度主效應(yīng)差異顯著，隨施氮量的增加，密度和氮肥互作不顯著，但每種常規(guī)密度隨氮肥的增加產(chǎn)量有所增加；陸大雷等［5］研究表明，適宜密度基礎(chǔ)上的氮肥施用量應(yīng)以調(diào)控吐絲期群體LAI和干物質(zhì)積累量在最適值，提高粒葉比，最終提高產(chǎn)量；范厚明等［6］的研究也表明，種植密度和氮肥施用量是影響玉米高產(chǎn)的兩大關(guān)鍵因子；陸衛(wèi)平等［7－13］研究進(jìn)一步表明，玉米的最適密度和施氮量會(huì)因環(huán)境條件、品種、栽培管理措施不同而異。江蘇省春玉米區(qū)前期低溫、陰雨，后期高溫、多臺(tái)風(fēng)的生態(tài)氣候條件和種植制度與東北、黃淮海等其他玉米主產(chǎn)區(qū)相差較大［14］。為進(jìn)一步完善蘇玉30的推廣體系，筆者等針對(duì)江蘇春玉米區(qū)特定的生態(tài)條件，研究蘇玉30高產(chǎn)栽培的適宜密度和施氮量，探討其高產(chǎn)性狀指標(biāo)，旨在為蘇玉30春季高產(chǎn)種植提供參考。

1材料與方法

1．1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年春季在江蘇省啟東市合作鄉(xiāng)保田村進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤為沙質(zhì)，耕作層0～20cm土壤理化性狀：有機(jī)質(zhì)16．078g／kg，全氮0．983g／kg，堿解氮80．218mg／kg，速效鉀86．091mg／kg，速效磷6．011mg／kg。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，灌排方便，前茬為冬閑田。供試玉米雜交種蘇玉30由江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所提供。

1．2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用二次正交回歸組合設(shè)計(jì)方法［15－16］，以氮肥（x1）、密度（x2）2個(gè)栽培因子為決策變量，產(chǎn)量（y）為目標(biāo)函數(shù)，試驗(yàn)編碼水平見表1。共9個(gè)處理，隨機(jī)排列，小區(qū)面積24m2，等行距種植，6行區(qū)，行長(zhǎng)6．7m，行距0．6m。

表1 蘇玉30試驗(yàn)因素及編碼水平Table 1 Factors and levels of the test for Suyu 30

1．3試驗(yàn)過程

2015年4月6日開溝直播，4月18日出苗，6 月25日吐絲，8月5日收獲，全生育期122d。玉米生長(zhǎng)期間，前期雨水偏多，長(zhǎng)勢(shì)正常。氮肥按基苗肥∶穗肥＝1∶2配比施用，拔節(jié)期施穗肥。磷肥（P2O5）225kg／hm2＋鉀肥（K2O）150kg／hm2一次性基施。其他管理按高產(chǎn)田要求進(jìn)行。

1．4測(cè)定項(xiàng)目

各處理于苗期選定10株標(biāo)記葉齡進(jìn)程，吐絲期和成熟期測(cè)定葉面積。收獲時(shí)，先調(diào)查每小區(qū)總穗數(shù)、總粒數(shù)等群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)，再收取小區(qū)中間4行計(jì)產(chǎn)。同時(shí)每小區(qū)取30穗用于室內(nèi)考種，考察每穗粒數(shù)、千粒重、穗長(zhǎng)等穗部性狀。用DPS軟件6．55及Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2．1氮肥用量及種植密度對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)

2．1．1主因子效應(yīng) 建立純氮用量（x1）、種植密度（x2）與產(chǎn)量（y）關(guān)系的回歸數(shù)學(xué)模型：y＝，復(fù)相關(guān)系數(shù)R＝0．999 8＊＊。表明，產(chǎn)量與施氮量、密度的復(fù)相關(guān)極顯著。經(jīng)方差分析可知，F(xiàn)回＝1601．80＞F0．01（5，3）＝28．24，說明，試驗(yàn)因素所產(chǎn)生的差異達(dá)極顯著水平，所得的函數(shù)關(guān)系式能較好地描述實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)量與氮肥、密度的關(guān)系，可以用于效應(yīng)分析和模擬尋優(yōu)［15］。比較偏回歸系數(shù)絕對(duì)值的大小可以判斷因子對(duì)產(chǎn)量的重要程度［16－17］。從模型可知，密度對(duì)產(chǎn)量的一次項(xiàng)與二次項(xiàng)的偏回歸系數(shù)b2（1 180．2）、b22（1 793．3）與純氮用量對(duì)產(chǎn)量的一次項(xiàng)與二次項(xiàng)的偏回歸系數(shù)b1（730．2）、b11（113．3）比較可知，｜b2｜＞｜b1｜，｜b22｜＞｜b11｜。因此，無論從線性項(xiàng)還是從二次項(xiàng)進(jìn)行分析，密度對(duì)產(chǎn)量影響程度均大于氮肥。另外，方差分析結(jié)果（表2）表明，純氮用量（x1）與種植密度（x2）的交互效果極顯著（49．44＊＊），說明蘇玉30在密植條件下增施氮肥有利于產(chǎn)量的提高。表明，生產(chǎn)上蘇玉30要獲得高產(chǎn)，首先要合理密植，構(gòu)建足夠的群體數(shù)量，其次是科學(xué)運(yùn)籌氮肥。

表2 蘇玉30試驗(yàn)產(chǎn)量方差分析Table 2 Variance analysis for yield of Suyu 30

2．1．2單因子效應(yīng) 采用降維法對(duì)其中一個(gè)變量的偏回歸進(jìn)行解析，將其中一個(gè)變量固定在零水平，獲得另一自變量和產(chǎn)量的關(guān)系［17］，即獲得偏回歸解析模型：。由表3看出，在x1編碼值取0（氮肥用量300kg／hm2）條件下，x2編碼值在－1～0．5水平（密度37 500～82 500株／hm2）時(shí)，產(chǎn)量隨密度的增大而提高，至密度在82 500株／hm2時(shí)，達(dá)最高產(chǎn)量，為9 509．27kg／hm2；當(dāng)x2編碼值大于0．5時(shí)，即密度大于82 500株／hm2時(shí)，產(chǎn)量降低。在x2編碼值取0（67 500株／hm2）條件下，x1編碼值在－1～1水平區(qū)間，產(chǎn)量與氮肥施用量呈正相關(guān)關(guān)系，產(chǎn)量隨施氮量的增加而提高。

2．1．3兩因子交互效應(yīng) 由表4看出，在同一密度水平下，隨著施氮量增加，產(chǎn)量增加；在同一施氮水平下，密度在－1～0．5區(qū)間，產(chǎn)量隨密度增加而增大；當(dāng)x2編碼值大于0．5，即高于82 500株／hm2時(shí)，產(chǎn)量隨著密度增大而下降；密度在0～0．5區(qū)間時(shí)，即67 500～82 500株／hm2時(shí)，10個(gè)處理組合中有7個(gè)組合的產(chǎn)量高于9 000kg／hm2。密度與施氮交互效應(yīng)的最大值出現(xiàn)在x1編碼值為1，x2編碼值為0．5時(shí)，即密度82 500株／hm2、施氮375kg／hm2可獲得最高產(chǎn)量。

表3 蘇玉30試驗(yàn)氮肥和密度不同水平的單因子產(chǎn)量效應(yīng)Table 3 Yield of Suyu 30under different nitrogen application rate or different planting density kg／hm2

表4 不同水平氮肥與密度交互因子的產(chǎn)量效應(yīng)Table 4 Yield of Suyu 30under interaction of different nitrogen and density levels kg／hm2

2．2密度與氮肥用量的優(yōu)化配置

運(yùn)用頻數(shù)分析法對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化分析，當(dāng)施氮量和密度均在－1～1取值時(shí)（步長(zhǎng)＝0．5），獲得25套組合，其中，產(chǎn)量9 000kg／hm2以上的組合有9套，占36%。對(duì)9 000kg／hm2以上的組合進(jìn)行頻數(shù)分析，獲得在本地區(qū)生產(chǎn)條件下，蘇玉30產(chǎn)量9 000kg／hm2以上的綜合優(yōu)化農(nóng)藝方案：種植密度為72 180～88 425株／hm2，純氮用量309．0～370．5kg／hm2。

2．3氮肥與密度對(duì)蘇玉30農(nóng)藝性狀的影響

以蘇玉30的群體及穗部性狀為目標(biāo)函數(shù)，氮肥（x1）、密度（x2）為自變量，建立相關(guān)函數(shù)模型。由表5可知，蘇玉30的群體及穗部性狀與氮肥、密度的回歸測(cè)驗(yàn)均達(dá)到極顯著水平，表明函數(shù)關(guān)系能代表實(shí)際生產(chǎn)情況，可用于模型分析和預(yù)測(cè)。各性狀與氮肥、密度的線性回歸系數(shù)都達(dá)到了極顯著或顯著水平，且｜b2｜＞｜b1｜，說明密度對(duì)蘇玉30各性狀的影響程度均大于氮肥。足夠的密度是玉米高產(chǎn)群體源、庫的重要保證，即玉米要奪高產(chǎn)，群體花后要有足夠的光合勢(shì)和籽粒庫容量。通過對(duì)相關(guān)方程計(jì)算可知，當(dāng)群體密度過大時(shí)，蘇玉30的穗粒數(shù)、千粒重、果穗長(zhǎng)度均變小，而禿尖變長(zhǎng)；增施氮肥，有利于吐絲期葉面積指數(shù)的提高，后期葉片保綠性好，防止早衰，延長(zhǎng)灌漿期，有利于穗粒數(shù)增加、提高千粒重、果穗增長(zhǎng)、增粗，禿尖減小，群體空稈率下降。因此，合理的種植密度與科學(xué)的氮肥運(yùn)籌，協(xié)調(diào)好整個(gè)群體的源、庫、流的關(guān)系，是蘇玉30高產(chǎn)的保證。

2．4蘇玉30高產(chǎn)的主要性狀指標(biāo)

根據(jù)蘇玉30產(chǎn)量9 000kg／hm2以上的種植密度與施氮量（編碼值），代入相關(guān)函數(shù)模型可得出蘇玉30高產(chǎn)的主要性狀指標(biāo)。即有效穗在75 866穗／hm2左右，每穗粒數(shù)達(dá)433粒以上，千粒重302．5g以上；適宜葉面積指數(shù)吐絲期4．50左右，成熟期2．43左右；花后光合勢(shì)不小于123．663萬m2·d／hm2；總實(shí)粒數(shù)3 177．1萬粒／hm2以上；果穗要大小均勻，穗長(zhǎng)19．26cm左右，穗粗4．46cm左右；禿尖長(zhǎng)1．76cm以下。

3結(jié)論與討論

影響玉米高產(chǎn)作用的環(huán)境限制因素是多方面的，但密度和施氮量是高產(chǎn)栽培技術(shù)的主要人為控制因子，也是創(chuàng)造高產(chǎn)的基礎(chǔ)因子，這兩個(gè)因子交互作用不好，就很難表現(xiàn)出玉米雜交種的產(chǎn)量水平［18］，而且離開這兩個(gè)基礎(chǔ)因子的優(yōu)化區(qū)域，即使再優(yōu)化其他因子，也很難達(dá)到最佳產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，密度對(duì)蘇玉30籽粒產(chǎn)量及有關(guān)性狀的影響程度均大于氮肥，說明蘇玉30進(jìn)行高產(chǎn)創(chuàng)建，首先要合理密植，確保有足夠的群體數(shù)，在此基礎(chǔ)上科學(xué)運(yùn)籌氮肥，增加群體總粒數(shù)。提高千粒重、減小禿尖，降低空稈率可獲得高產(chǎn)。

本研究構(gòu)建了產(chǎn)量與氮肥、密度關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，并綜合優(yōu)選出蘇玉30在江蘇春季栽培中產(chǎn)量9 000kg以上的綜合優(yōu)化農(nóng)藝方案：種植密度在72 180～88 425株／hm2，純氮用量309．0～370．5kg／hm2。在該條件下種植，蘇玉30的田間主要性狀基本能達(dá)到玉米高產(chǎn)群體要求，即有效穗75 866穗／hm2左右，每穗粒數(shù)達(dá)433粒以上，千粒重302．5g以上，具有適宜的葉面積指數(shù)和光合勢(shì)，果穗大小均勻。

［1］陳國(guó)清，胡加如，陸虎華，等．高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米新品種‘蘇玉30’的選育研究［J］．上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，28（4）：30－32．

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（責(zé)任編輯：姜 萍）

Suitable Planting Density and Nitrogen Application Rate for High－yield Cultivation of Suyu 30，a Maize Variety

LU Huhua，XUE Lin，HAO Derong，MAO Yuxiang，CHEN Guoqing，HU Jiaru，SHI Mingliang，ZHANG Zhenliang，HUANG Xiaolan，ZHOU Guangfei
（Yanjiang Institute of Agricultural Sciences，Rugao，Jiangsu226541，China）

The mathematical models between pure nitrogen application rate，planting density and yield are established by the quadratic regression orthogonal design respectively and the suitable planting density and nitrogen application rate for high－yield cultivation of Suyu 30were optimized by the mathematical models to provide a reference for high－yield cultivation of Suyu 30（a maize variety）under the specific ecological conditions in Spring maize cultivation area of Jiangsu．Results：The effect of planting density on yield and yield correlated characters is higher than nitrogen application rate．The population quality indexes of ear－grain structure，leaf area index，photosynthetic potential after flowering，grain storage capacity and ear traits of Suyu 30under the condition of high－yield cultivation are put forward．The cultivation scheme for more than 9 000kg／hm2includes 72 180～88 425plants／hm2of planting density and 309．0～370．5kg／hm2of pure nitrogen application rate．

maize；Suyu 30；density；nitrogen application rate；population quality；sowing in Spring；Jiangsu

S565．401

A

1001－3601（2016）11－0460－0042－04

2016－02－25；2016－10－10修回

江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“密植高產(chǎn)飼用玉米新品種選育”（BE2013434）；江蘇省科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目“江蘇省優(yōu)質(zhì)玉米工程技術(shù)研究中心”（BM2013391）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金（CARS－02－50）

陸虎華（1974－），男，副研究員，從事玉米新品種選育及栽培工作。E－mail：1094849519＠qq．com