不同種植密度對玉米田雜草發(fā)生及玉米產(chǎn)量的影響

劉勝男　朱建義　鄭仕軍　王東風 王彬 張建軍 周小剛

摘要：通過田間小區(qū)試驗，研究了不同種植密度39000～63000株/hm2對春玉米和夏玉米田間雜草數(shù)量和生物量、玉米株高、產(chǎn)量構成因素及產(chǎn)量的影響。結果表明，隨著種植密度增加，春玉米田總雜草的數(shù)量，春玉米田和夏玉米田總雜草的生物量、穗粒數(shù)和千粒質量均呈逐漸降低趨勢；春玉米的株高隨種植密度的增大而增高，夏玉米的株高變化不明顯；隨著種植密度增加，玉米的產(chǎn)量呈現(xiàn)增加趨勢，尤其是種植密度較低時，春玉米的產(chǎn)量增幅明顯。因此，在四川省適當提高玉米的種植密度既可以降低田間雜草發(fā)生量，又可以增加玉米產(chǎn)量，但春玉米種植密度不宜高于57000株/hm2，夏玉米最高可達63000株/hm2。

關鍵詞：玉米；種植密度；雜草；產(chǎn)量

中圖分類號：S451文獻標志碼：A文章編號：1003-935X（2016）02-0053-05

玉米是世界上種植最廣泛、影響最大的谷類作物。近年來，我國的玉米種植面積和總產(chǎn)量逐年上升，2012年首次成為第一大糧食品種[1]。四川省是我國重要的玉米產(chǎn)區(qū)，常年種植玉米面積超過130萬hm2，占西南地區(qū)的1/4，其中以種植春播玉米為主，有少量的夏播玉米和秋播玉米。由于四川省氣候多變、地形復雜、雨量豐沛，玉米田雜草的發(fā)生具有種類多、雜草群落復雜的特點。玉米田雜草主要是通過與玉米爭水、肥、光和生存空間，傳播病蟲害，影響籽粒品質，造成玉米減產(chǎn)。

研究發(fā)現(xiàn)，田間雜草的群落組成、多樣性及穩(wěn)定性受玉米的種植密度影響，隨著種植密度增加，雜草的總數(shù)量和生物量減少[2-4]。玉米的產(chǎn)量也隨種植密度的增加而增加，但達到一定的密度時，產(chǎn)量不再增加，甚至是呈二次拋物線形，導致產(chǎn)量的降低[5]。楊繼芝等以半緊湊型和緊湊型玉米品種為材料，研究密度和品種對玉米田雜草及玉米產(chǎn)量的影響，結果表明隨著玉米種植密度的增加，雜草的總數(shù)量和鮮質量減少，半緊湊型品種對雜草數(shù)量和生物量的抑制作用大于緊湊型品種；但是密度對玉米產(chǎn)量的影響差異不顯著[4]。由于密度對不同品種產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響不同，最適的種植密度應該結合當?shù)氐纳a(chǎn)實際來確定[6]。因此，筆者針對四川省內(nèi)春玉米和夏玉米2種主要種植模式，在2014年開展試驗，研究不同種植密度對玉米田雜草及玉米產(chǎn)量的影響，為玉米田雜草的科學防控和玉米產(chǎn)量的提高提供參考。

1材料與方法

1.1供試材料

作物：春玉米、夏玉米的品種均為“成單30”。

1.2試驗設計

試驗區(qū)玉米的種植密度設置9個梯度（處理號A至I），分別為39000、42000、45000、48000、51000、54000、57000、60000、63000株/hm2，整個生育期內(nèi)不進行雜草防除；對照區(qū)（CK）玉米按常規(guī)種植密度42000株/hm2，多次人工拔除區(qū)內(nèi)雜草，作為無草對照（表1）。每處理重復3次，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積30m2。試驗分別在春玉米及夏玉米上進行。

1.3試驗地及田間管理概況

春玉米試驗在四川省青神縣黑龍鎮(zhèn)曹廟村4社進行，2014年3月13日播種，對照區(qū)分別于5月5日、5月25日、6月18日進行人工除草；夏玉米試驗在青神縣黑龍鎮(zhèn)肖壩村2社進行，2014年5月28日播種，對照區(qū)分別于6月12日、7月4日、7月16日進行人工除草。兩地土壤均屬沙壤土，pH值6.5，有機質含量2.2%。水肥管理和病蟲害管理按常規(guī)。

1.4調(diào)查時期和方法

調(diào)查分為2個時期：（1）玉米抽雄期：小區(qū)對角線5點取樣，每樣方0.25m2，調(diào)查雜草種類、株數(shù)（或禾本科雜草的分蘗數(shù)）和鮮質量。（2）玉米成熟期：各小區(qū)隨機選取30株，測量玉米株高后考種，調(diào)查穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒質量，根據(jù)公式穗粒質量（g）=穗行數(shù)×行粒數(shù)×千粒質量/1000和公式公頃產(chǎn)量（kg）=穗粒質量×種植密度/1000計算出穗粒質量和公頃產(chǎn)量。

用統(tǒng)計軟件SPSS17.0中的鄧肯氏新復極差法（Duncansmultiplerangetest）進行方差分析，比較所有密度梯度之間各項指標值的差異。

2結果與分析

2.1種植密度對玉米田雜草數(shù)量和生物量的影響

2.1.1雜草發(fā)生的數(shù)量

春玉米田禾本科雜草發(fā)生數(shù)量最大，其次為闊葉雜草，莎草科雜草最少（表2）。當種植密度為39000株/hm2時，田間總雜草株數(shù)顯著大于種植密度在54000～63000株/hm2時的總雜草株數(shù)。隨著種植密度增大，總雜草株數(shù)呈逐漸降低趨勢，至種植密度為63000株/hm2時，總雜草株數(shù)已降至最低。

夏玉米田內(nèi)，禾本科雜草占絕對優(yōu)勢，僅有少量的闊葉雜草和莎草科雜草發(fā)生（表3）。隨著種植密度增加，禾本科雜草發(fā)生的株數(shù)呈波浪式變化趨勢。由于各種植密度處理區(qū)內(nèi)闊葉雜草和莎草科雜草的發(fā)生數(shù)量均不超過14株/m2，所以總雜草的株數(shù)變化趨勢與禾本科雜草一致。

總體上，就田間雜草發(fā)生的數(shù)量而言，種植密度對春玉米的影響大于夏玉米。

2.1.2雜草生物量

雖然春玉米田內(nèi)禾本科雜草發(fā)生的株數(shù)最多，但其生物量僅占總雜草的7.94%～11.93%；闊葉雜草的生物量占總雜草生物量的86.34%～90.20%（表2）。隨著玉米種植密度增加，禾本科雜草、闊葉雜草、莎草科雜草和總雜草的生物量均呈現(xiàn)逐漸降低趨勢。當種植密度增加到54000株/hm2及以上時，總雜草的生物量較低密度時顯著降低。

不同的是，夏玉米田9種密度梯度處理區(qū)內(nèi)禾本科雜草的生物量在460.00～786.67g/m2之間，占總雜草生物量的97%以上（表3）。隨著玉米種植密度增加，禾本科雜草的生物量也呈降低趨勢。各處理區(qū)內(nèi)闊葉雜草和莎草科雜草的生物量所占比例較低，并且在不同的玉米種植密度之間沒有明顯的變化規(guī)律。因此，與禾本科雜草一致，總雜草的生物量也隨著種植密度的增加而降低。

2.2種植密度對玉米株高和產(chǎn)量的影響

2.2.1玉米株高

從春玉米收獲期的測量結果（表4）來看，玉米株高在290.67～306.93cm之間，總體上隨種植密度的增加，玉米株高呈增加趨勢，在種植密度為60000株/hm2時達到最高值。但當種植密度增加至63000株/hm2時，玉米的株高反而降至290.67cm。

就夏玉米的株高而言，在種植密度為39000、42000、63000株/hm2時，玉米的株高顯著低于種植密度在51000株/hm2時。其余各密度處理之間玉米的株高差異不顯著。

2.2.2玉米產(chǎn)量構成因素及產(chǎn)量

從表4結果可以看出，在春玉米田內(nèi)，人工除草對照區(qū)中玉米的穗粒質量和39000～45000株/hm2處理區(qū)相當，千粒質量則與42000～45000株/hm2處理區(qū)相當。當種植密度增加到48000株/hm2或更高時，玉米的穗粒質量和千粒質量則顯著低于對照區(qū)。在夏玉米田內(nèi)，人工除草對照區(qū)的穗粒質量、千粒質量和39000～48000株/hm24種植密度處理區(qū)相當。隨著種植密度增加，穗粒質量和千粒質量逐漸降低?？傮w上，無論是春玉米還是夏玉米，隨著種植密度的增加，玉米的穗粒質量、千粒質量均呈現(xiàn)下降趨勢。

對于春玉米，在種植密度39000株/hm2時，雖然玉米的穗粒質量和千粒質量較高，但其產(chǎn)量最低。隨著種植密度增加，當種植密度為57000株/hm2時，玉米的產(chǎn)量最高，為9538.00kg/hm2。對于夏玉米，種植密度為39000～45000株/hm2時的產(chǎn)量在8186.84～8450.67kg/hm2之間，顯著低于密度為60000、63000株/hm2時的產(chǎn)量（圖1）?？傮w上，隨著種植密度增加，玉米的產(chǎn)量呈現(xiàn)增加趨勢，尤其是種植密度較低時，春玉米的產(chǎn)量增幅明顯。

此外，在常規(guī)的種植密度42000株/hm2條件下，比較春玉米、夏玉米在人工除草處理區(qū)與未除草處理區(qū)的產(chǎn)量，發(fā)現(xiàn)人工除草并不能顯著提高玉米產(chǎn)量。結果表明，當種植密度較低時，玉米產(chǎn)量主要取決于種植密度。因此合理密植，既可以達到控制田間雜草的發(fā)生數(shù)量和生物量的目的，又可以提高玉米產(chǎn)量。

3結論與討論

春玉米和夏玉米田間雜草的優(yōu)勢種群有所不同，春玉米田禾本科雜草的發(fā)生數(shù)量最大，闊葉雜草的生物量卻是最高；夏玉米田禾本科雜草的數(shù)量和生物量均居于優(yōu)勢地位。但是，總體上隨著玉米種植密度增加，春玉米和夏玉米田總雜草的數(shù)量和生物量均呈逐漸下降趨勢。說明增加玉米種植密度可以有效抑制田間雜草的生長[7]。研究表明，增加作物種植密度，可以增強作物植株整體競爭能力，同時導致作物和雜草間的種間競爭加劇，壓縮雜草的生存空間，使雜草數(shù)量和生物量降低，尤其對雜草生物量的影響更大[8-12]。玉米是高稈作物，隨著種植密度增加，春玉米的株高有明顯的增加趨勢，玉米的整體競爭力得以提高，可以較早形成玉米覆蓋層，提高田間郁閉度，玉米對雜草的蔭蔽作用增強，導致玉米和雜草間的種間競爭加劇，最終導致雜草數(shù)量和生物量降低。

試驗結果表明，盡管春玉米和夏玉米的穗粒質量、千粒質量均隨種植密度的增加而呈現(xiàn)降低趨勢，但是，種植密度的增大使得玉米產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)逐漸增高趨勢。先前也有研究表明，影響玉米產(chǎn)量潛力提高的主要因素是密度，適當提高種植均勻度和密度有利于提高玉米群體質量，有效利用自然資源，抑制雜草生長，改善玉米生長的生態(tài)環(huán)境，從而提高產(chǎn)量[2，13]。此外，也有研究表明玉米產(chǎn)量可隨種植密度的增大而增加，但達到一定的密度時，產(chǎn)量不再增加，甚至是呈二次拋物線形，導致產(chǎn)量的降低[5]。本試驗結果表明，四川省常規(guī)采用的42000株/hm2種植密度偏低，在肥水充足、病蟲害防治良好的情況下，可以合理密植，既能控制田間雜草的發(fā)生，又能增加玉米產(chǎn)量，但春玉米的種植密度不宜超過57000株/hm2，夏玉米的種植密度最大可達63000株/hm2。

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