玉米不同種植密度、耕作模式和水分管理對雜草的影響

李秉華， 劉小民， 許 賢， 吳國強， 王貴啟(.河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所，河北石家莊 05003； .農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所，北京 005)

玉米(ZeamaysL.)是我國重要的糧食作物、經(jīng)濟作物，2015年我國玉米播種面積達 3 712萬hm2，占農(nóng)作物總播種面積的22.4%。草害給玉米造成的產(chǎn)量損失高達50%及以上，是嚴重威脅玉米生產(chǎn)的主要因素之一。當前，玉米田雜草的防除主要以化學防除為主，為了防除雜草所噴灑的大量除草劑容易造成環(huán)境污染和雜草抗藥性。2015年農(nóng)業(yè)部印發(fā)的《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》中提出，到2020年實現(xiàn)農(nóng)藥使用總量零增長的目標，作為農(nóng)藥的重要組成部分，玉米田除草劑的減施問題就成為須要重點研究的課題。利用農(nóng)藝措施減少雜草的數(shù)量和危害，從而減少除草劑的使用量是一條環(huán)保的生態(tài)途徑，得到了廣泛的研究，如高氮肥會增加雜草群落的豐富度、均勻度和生產(chǎn)力[1]；東北稻區(qū)采用冬季提高田間土壤含水量的農(nóng)藝方法，誘萌雜草稻使其不能越冬，從而減輕了雜草稻的危害[2]。

通過調(diào)節(jié)玉米種植密度來減輕雜草產(chǎn)生的影響的研究較多。玉米種植密度增加后，田間雜草的數(shù)量和生物量減少，玉米在高密度(9.9萬株/hm2)條件下對雜草密度有顯著影響[3]。當玉米種植密度為6.5萬、6.0萬株/hm2時，田間雜草的數(shù)量和生物量分別比玉米種植密度為4.2萬、3.9萬株/hm2時明顯減少，玉米品種對雜草密度影響不明顯[4-5]。在玉米田利用水分管理措施對雜草進行調(diào)控的研究尚未見報道。

由于雜草種類、玉米品種、種植密度和環(huán)境因子等因素的不同，不同地區(qū)間的農(nóng)藝措施及其對雜草的影響會有一定的差異。因此，本試驗在河北省石家莊市夏玉米田進行玉米種植密度和水分管理對雜草影響的研究，旨在探討利用種植密度和水分管理對夏玉米田中雜草進行生態(tài)調(diào)控的可行性。

1 材料與方法

1.1 試驗條件

試驗地設于河北省石家莊市堤上村，位于37°56′5.79″N，114°42′55.34″E，為小麥—玉米一年兩熟農(nóng)田。2015年上茬小麥品種為良星99，2015年6月15日收獲，玉米品種為冀豐233，2015年6月26日播種；2016年上茬小麥品種為藁優(yōu)5218，2016年6月12日收獲，玉米品種為鄭單958，玉米播種時間為2016年6月22日。土壤類型為壤土，除按試驗設計要求進行處理外，其他田間管理措施在各處理之間保持一致。

1.2 試驗設計

玉米種植密度對雜草影響的試驗在2016年實施，耕作方式為小麥收獲后翻耕播種玉米，玉米田共設置2個種植密度，分別為6.0萬、7.5萬株/hm2，分別記為D1、D2。

水分管理對雜草影響試驗的耕作方式分別為小麥收獲后翻耕播種玉米(2015年)和免耕播種玉米(2016年)，均設置玉米播種前澆水和玉米播種后澆水2種水分管理方式，玉米的種植密度均為6.0萬株/hm2。

田間小區(qū)完全隨機區(qū)組排列，每個處理4次重復，在玉米大喇叭口期，每個小區(qū)調(diào)查1 m2面積內(nèi)的雜草種類、數(shù)量和地上部鮮質(zhì)量。玉米收獲時每個小區(qū)取16 m2面積內(nèi)的玉米穗，曬干脫粒后稱質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

應用Excel對數(shù)據(jù)進行整理、計算，應用SPSS軟件對試驗數(shù)據(jù)采用t檢驗的方法進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米種植密度對雜草和玉米產(chǎn)量的影響

由表1、表2可知，D1、D2條件下的合計雜草密度分別為76.3、65.3株/m2，合計雜草地上部鮮質(zhì)量分別為820.4、784.8 g/m2。D1條件下的雜草密度和雜草地上部鮮質(zhì)量均比D2條件下的高，隨著玉米種植密度的增加，雜草密度和地上部鮮質(zhì)量均有減小趨勢，但經(jīng)t檢驗的方差分析表明，二者之間的差異均不顯著。

由表3可知，在雜草密度和生物量相近的條件下，隨著玉米種植密度的增加，玉米穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量均有所減少，產(chǎn)量增加。對產(chǎn)量進行t檢驗，D2處理的產(chǎn)量顯著高于D1處理的產(chǎn)量(P<0.05)。結(jié)果表明，增大玉米的種植密度可以顯著提高玉米的產(chǎn)量。

表1 玉米種植密度對雜草密度的影響Table 1 Effect of maize plant density on weed density

注：相同小寫字母表示處理之間在α=0.05水平上差異不顯著，不同小寫字母表示處理之間在α=0.05水平上差異顯著。下表同。

表2 玉米種植密度對雜草地上部鮮質(zhì)量的影響Table 2 Effect of maize plant density on weed fresh weight

表3 玉米種植密度對玉米產(chǎn)量的影響Table 3 Effects of maize plant density on yield of maize

注：粒質(zhì)量為16 m2面積內(nèi)玉米的粒質(zhì)量。

2.2 耕作模式與水分管理對雜草密度和玉米產(chǎn)量的影響

由表4、表5可知，2015年玉米翻耕種植的模式下，播種前澆水處理的雜草總計密度低于播種后澆水處理的值，2種澆水方式下大喇叭口期的雜草密度差異不顯著；播種前澆水處理的雜草地上部鮮質(zhì)量顯著高于播種后澆水處理的雜草地上部鮮質(zhì)量(P<0.05)，后者比前者減少26.4%。2016年玉米免耕種植的模式下，播種前澆水處理和播種后澆水處理模式下雜草的總計密度分別為254.8、161.3株/m2，雜草地上部總計鮮質(zhì)量分別為2 463.0、1 701.5 g/m2，在播種后澆水處理模式下雜草的密度和地上部鮮質(zhì)量均顯著低于播種前澆水處理模式下的值(P<0.05)，前者雜草密度比后者減少36.7%，雜草地上部鮮質(zhì)量減少30.9%。

表5 耕作模式和水分管理對雜草地上部鮮質(zhì)量的影響Table 5 Effects of tillage patterns and water managements on weed fresh weight of upper ground

由圖1可知，翻耕和免耕模式下，播種前澆水處理的玉米產(chǎn)量受雜草的影響較嚴重，播種前澆水處理的玉米產(chǎn)量明顯低于播種后澆水處理的玉米產(chǎn)量。

3 討論

玉米種植密度對雜草的影響比較復雜，在相同的種植密度下，對雜草的影響還與玉米的株距、行距等有關(guān)。在行距為50 cm時，玉米種植密度為 8.3萬株/hm2條件下的雜草生物量低于6.7萬株/hm2條件下的雜草生物量，但兩者對雜草生物量的影響差異不顯著；當行距增加到75 cm時，這2種玉米種植密度對雜草生物量的影響則差異顯著[3]。玉米密植能夠減少雜草的數(shù)量和生物量，但玉米種植密度超過8.0萬株/hm2時，玉米的產(chǎn)量開始下降[6]；當種植密度超過7.5萬株/hm2時，玉米的倒伏率開始增加[7]，這些均限制了增加玉米種植密度來減少雜草這一方法在生產(chǎn)中的應用，如果能培育出具有化感抑草作用的玉米品種，則有望進一步提高玉米的抑草作用。

油菜田中禾本科雜草隨土壤含水量的增加發(fā)生情況加劇，當土壤含水量較低時，薺菜、泥胡菜等闊葉雜草則成為優(yōu)勢雜草[8]，但玉米田利用澆水時間調(diào)控雜草的研究尚未見報道。玉米播種后再澆水的方式比玉米播種前澆水的方式明顯降低了雜草的生物量，其原因可能是玉米播種后再澆水延遲了雜草的萌發(fā)時間，從而使雜草在與玉米生長競爭的過程中處于劣勢，最終使雜草的生物量降低，但其機制仍有待進一步研究。

[1]王能偉，葛秀麗，李升東. 耕作和養(yǎng)分管理方式對冬小麥-夏玉米輪作農(nóng)田春季雜草群落的影響[J]. 應用生態(tài)學報，2017，28(3)：871-876.

[2]劉 秀，李 儉，李海粟，等. 東北稻區(qū)雜草稻分布與特征及其有效控制措施[J]. 黑龍江八一農(nóng)墾大學學報，2015，27(2)：5-9.

[3]Mohammadi G R. Phosphate biofertilizer，row spacing and plant density effects on corn(ZeamaysL.)yield and weed growth[J]. American Journal of Plant Sciences，2012，3(4)：425-429.

[4]劉勝男，朱建義，鄭仕軍，等. 不同種植密度對玉米田雜草發(fā)生及玉米產(chǎn)量的影響[J]. 雜草學報，2016，34(2)：53-57.

[5]楊繼芝，龔國淑，張 敏，等. 密度和品種對玉米田雜草及玉米產(chǎn)量的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學報，2011，20(6)：1037-1041.

[6]楊錦忠，張洪生，杜金哲. 玉米產(chǎn)量-密度關(guān)系年代演化趨勢的Meta分析[J]. 作物學報，2013，39(3)：515-519.

[7]程 云，王枟劉，楊 靜，等. 種植密度對夏玉米基部節(jié)間性狀與倒伏的影響[J]. 玉米科學，2015，23(5)：112-116.

[8]李俊凱，朱建強，艾天成. 油菜田土壤水分與雜草發(fā)生特點及產(chǎn)量的關(guān)系研究[J]. 雜草科學，2002(1)：14-17.