種植密度和施氮量對不同株高夏玉米產(chǎn)量的影響分析

李玉霞

(河南省三門峽市陜州區(qū)農(nóng)業(yè)畜牧局,472000)

前言

玉米是我國的重要作物，在我國的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中占有非常重要的地位。種植密度和施氮量是影響玉米產(chǎn)量的兩個非常重要的因素。增加種植密度可以提高玉米的產(chǎn)量，但是種植密度的增加也會增加玉米的氮使用量增加成本，而且，如果種植密度過高，玉米之間就會相互搶奪營養(yǎng)成分，還會導(dǎo)致玉米根莖脆弱，倒伏率增大。合理的使用氮肥也能夠提高玉米的產(chǎn)量，但是如果施氮量過高，會抑制到玉米株的氮素運轉(zhuǎn)效率，抑制玉米的發(fā)生長，降低玉米的產(chǎn)量。除了種植密度和施氮量之外，玉米的株高也是影響玉米產(chǎn)量的一個重要因素。專家研究發(fā)現(xiàn)，最理想的玉米株高應(yīng)該是240cm到280cm之間。本實驗采用了三種不同株高的夏玉米，分別是矮稈品種登海、中稈品種鄭單、高稈品種魯單。在67 500株每公頃和82 500株每公頃兩個種植密度的試驗田上進(jìn)行種植。施氮量分別為0、180、270kg每公頃。實驗時間為兩年，分別統(tǒng)計了玉米株的產(chǎn)量、氮元素吸收率、氮元素利用率。

1 試驗設(shè)計

本試驗地點為河南某試驗田，試驗田土壤類型為壤土，土壤的有機(jī)質(zhì)含量為1.1%。使用登海、鄭單、魯單三種玉米品種，以兩種種植密度67 500株每公頃和82 500株每公頃，施氮量分別為0、180、270千克每公頃的試驗田上進(jìn)行種植，共計18種試驗，每種次驗重復(fù)三次，取平均數(shù)據(jù)作為試驗數(shù)據(jù)。使用的氮肥為尿素，施肥時間在拔節(jié)期和大喇叭口期，用量比例為4∶6。

2 測定方法與測定內(nèi)容

在玉米株的開花期和成熟期，試驗人員選擇5株長勢相同的玉米株，開花期植株有葉片和莖鞘兩部分，成熟期的植株有葉片、莖鞘、穗軸、籽粒四個部分，在測試時將用于測試的植株在105℃的環(huán)境下殺青30分鐘，在75℃恒溫環(huán)境下進(jìn)行烘干，然后稱重。在稱重之后將植株進(jìn)行粉碎，準(zhǔn)備后續(xù)的測量。測定成熟期的植株的株高和穗位高，用濃溶液進(jìn)行消毒后使用流動分析儀測定植株的氮含量。

3 相關(guān)參數(shù)的計算

本試驗中許多的參數(shù)需要進(jìn)行計算，植株氮含量、氮素收獲率、氮素利用率、氮素運轉(zhuǎn)效率。植株氮含量等于成熟期單株干重×密度×成熟期單株含氮量；氮素收獲率等于籽粒吸氮量/植株吸氮量；氮素利用率等于籽粒產(chǎn)量/植株地上部分的氮積累量；氮素運轉(zhuǎn)效率等于營養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運量/開花期營養(yǎng)器官氮素積累量。

4 結(jié)果分析

試驗結(jié)果表明，玉米株的品種、種植密度、施氮量對不同株高的夏玉米產(chǎn)量影響很大，密度和施氮量對玉米株產(chǎn)量有互作效應(yīng)?？偟膩碚f，增加氮肥的使用量能夠增加玉米株的產(chǎn)量，與低種植密度相比，高種植密度條件下，玉米株的產(chǎn)量有明顯的提高。在施氮量相同的情況下，高種植密度的玉米株產(chǎn)量要高于低種植密度的玉米株。隨著施氮量的增加，三個品種的玉米株的氮素積累總量都會提高，中稈和高稈的夏玉米株的氮素含量要高于低稈的玉米株。

在低種植密度下，施氮量為180千克每公頃和270千克每公頃時，矮稈植株的氮素含量比不施氮肥要高出8%和20%，中稈植株的氮素含量比不施氮肥要高出10%和34%，高稈植株的氮素含量比不施氮肥要高出9%和16%。在高種植密度下，施氮量為180kg每公頃和270kg每公頃時，矮稈植株的氮素含量比不施氮肥要高7%和20%，中稈植株的氮素含量比不施氮肥要高9%和21%，高稈植株的氮素含量比不施氮肥要高11%和17%。由此可以看出，施氮量為180千克每公頃，低種植密度下，中稈植株的氮素總量最高；高種植密度下，高稈植株的氮素總量最高。但是，中稈植株的氮素收獲率、氮素轉(zhuǎn)運效率是三種株高中最高的。在高種植密度下，隨著施氮量的增加，三個品種的玉米株的氮素轉(zhuǎn)運率都會降低。試驗結(jié)果顯示，隨著株高的增加，氮素吸收效率逐漸增加，但是氮素利用效率卻越來越低。

夏玉米的株高與群體冠層結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，對玉米產(chǎn)量的影響非常大。玉米的株高是由基因和生長環(huán)境共同影響的，種植密度、土壤有機(jī)物多少，都會影響到夏玉米的株高。有些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，玉米株高的變化情況主要有下面三種情況。1.與種植密度成正相關(guān)，種植密度增加，玉米株高增加。2.株高隨種植密度一起增加，但是增加到一定程度之后達(dá)到頂峰，株高不再增加。3.和密度的增加沒有直接聯(lián)系。第一種對應(yīng)的是一種稀植型的品種，第二種和第三種對應(yīng)的是密植型的品種，在實際種植的過程中具有非常大的增產(chǎn)潛力。但是本人通過研究發(fā)現(xiàn)，種植密度和施氮量對夏玉米株高的影響并不大，增加種植密度可以顯著提高夏玉米的產(chǎn)量，但是這種增加是建立在群體效益大于個體效益的基礎(chǔ)上。種植密度增加之后，夏玉米單株之間的資源競爭會更加的激烈，玉米株之間的競爭會引起單株產(chǎn)量的降低，當(dāng)單株產(chǎn)量帶來的影響大于增加種植密度帶來的影響時，就會帶來玉米總產(chǎn)量的降低。有的專家學(xué)者認(rèn)為，在種植密度增加之后，夏玉米的穗粒數(shù)、千粒重、單穗籽粒干重就會降低，其中穗粒數(shù)較容易受到環(huán)境因素的影響。千粒重受遺傳的影響較大，不同密度下的千粒重差異不明顯。本研究結(jié)果顯示，隨著種植密度的增加，單株玉米株的產(chǎn)量有所降低，但是種植密度的增加會引起穗粒數(shù)的增加，從而導(dǎo)致總體產(chǎn)量的增加。除此之外，增加施氮量可以提高千粒重和穗粒數(shù)，也可以增加夏玉米的產(chǎn)量。

施氮量會導(dǎo)致玉米氮轉(zhuǎn)運效率的變化，有學(xué)者認(rèn)為，當(dāng)玉米氮素轉(zhuǎn)運效率在30%～50%時，施氮量的增加會導(dǎo)致玉米氮轉(zhuǎn)運效率的降低。玉米籽粒中的氮主要是從營養(yǎng)器官轉(zhuǎn)運過來的，轉(zhuǎn)運的比例隨著氮素含量的增加而減少。也有一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在不施用氮肥時，玉米株的氮轉(zhuǎn)運效率最大，在施用氮肥之后，氮轉(zhuǎn)運效率會呈現(xiàn)先上升后下降的情況，但是在施氮量大于150kg每公頃之后，營養(yǎng)器官轉(zhuǎn)運的氮的貢獻(xiàn)率會迅速降低。本次試驗發(fā)現(xiàn)，低密度條件下增加施氮量之后，矮稈和中稈的夏玉米植株的氮素轉(zhuǎn)運效率會降低，但是高稈植株的氮素轉(zhuǎn)運效率會增高。高密度條件下，矮稈品種氮素轉(zhuǎn)運效率會隨著施氮量的增加而降低，中稈和高稈植株的氮素轉(zhuǎn)運效率和施氮量之間的關(guān)系越來越不明顯，施氮量增加已經(jīng)不能使中高稈植株的氮素轉(zhuǎn)運效率發(fā)生顯著變化。本次試驗中，三個品種的植株在高密度的氮素利用率比低密度下的氮素利用率要高出許多。株高較高的植株的氮素吸收能力比株高較低植株的氮素吸收能力要強(qiáng)，但是氮素利用能力卻逐漸降低。有大量的氮元素被用于植株的生長發(fā)育，對提高玉米產(chǎn)量沒有產(chǎn)生貢獻(xiàn)。

有學(xué)者認(rèn)為，施氮量大于150kg每公頃時，氮素對玉米產(chǎn)量的貢獻(xiàn)會顯著降低。但是本試驗在設(shè)計的時候，施氮量設(shè)計為0、180、270kg每公頃三個數(shù)值，并沒有對施氮量為150kg每公頃以下的情況進(jìn)行試驗，所以可能會導(dǎo)致結(jié)果的不準(zhǔn)確。如果想要明確施氮量對不同株高夏玉米產(chǎn)量的影響，還需要增加幾組試驗，在種植密度相同的情況下對施氮量大于0小于150kg每公頃的植株進(jìn)行試驗，計算氮轉(zhuǎn)運效率、氮素含量、氮素利用率等參數(shù)數(shù)值，進(jìn)一步討論施氮量對不同株高夏玉米產(chǎn)量的影響。

5 結(jié)語

本試驗表明，施氮量和種植密度的增加會使不同株高的夏玉米產(chǎn)量增加，原因是種植密度增加帶來的群體效應(yīng)大于個體效應(yīng)。不同株高的玉米對氮素的利用效率不同，在低密度的條件下，增加施氮量會導(dǎo)致矮稈和中稈品種的玉米株的氮素轉(zhuǎn)運效率降低，但是高稈植株的氮素轉(zhuǎn)運效率會顯著增高。在高密度條件下，增加施氮量會導(dǎo)致矮稈品種的氮素轉(zhuǎn)運效率降低，對中稈和高稈品種玉米的影響不明顯。

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