種植密度對(duì)武陵山區(qū)夏玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

易永 李民華 姚秋云 黃晚華

摘要：為了研究種植密度對(duì)武陵山區(qū)夏玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，設(shè)置5.14萬(wàn)株/hm2（現(xiàn)有正常密度）、5.98萬(wàn)株/hm2、6.55萬(wàn)株/hm2、7.08萬(wàn)株/hm2 4個(gè)田間密度進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明，各種植密度生育進(jìn)程基本相同，群體干物質(zhì)增長(zhǎng)速度具有低密度前慢后快和高密度前快后慢的特點(diǎn)，各種植密度群體最終總生物量差別不大。種植密度和產(chǎn)量呈拋物線變化趨勢(shì)，通過(guò)種植密度的增加，以促使群體生物量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)量，試驗(yàn)中設(shè)置的3個(gè)較高密度較正常密度增產(chǎn)8%～14%，以種植密度6.55萬(wàn)株/hm2產(chǎn)量最高。

關(guān)鍵詞：夏玉米；種植密度；生長(zhǎng)發(fā)育；產(chǎn)量；武陵山區(qū)

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）10-0021-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.10.005

Influence of Planting Density on the Growth and Yield of Summer Maize

in Wuling Mountain Area

YI Yong1，2，LI Ming-hua1，2，YAO Qiu-yun1，2，HUANG Wan-hua1

（1.Key Laboratory of Hunan Meteorological Disaster Prevention and Reduction，Changsha 410000，China；

2.Huaihua Meteorological Bureau，Huaihua 418000，Hunan，China）

Abstract： In order to study the effect of planting density on the growth and yield of summer maize in Wuling mountain area，4 field density tests were carried out by setting 4 densities of 51 400 plants/hm2（normal density），59 800 plants/hm2，65 500 plants/hm2，70 800 plants/hm2. The results showed that the growth processes of different density were basically the same. The colony dry matter of lower density increased relative slowly in early stage and fast in later period， and the colony dry matter of higher density showed opposite trend. The final total biomass of each density had no significant difference. Density and yield showed a parabolic trend. The increase of sinks was beneficial to the transformation of population biomass into yield. The yield of three higher density treatments in the experiment were 8%～14% higher than the normal density. The yield with the density of 65 500 plants/hm2 was the highest.

Key words： summer maize； planting density； growth and development； yield； Wuling mountain area

適宜的種植密度是保證農(nóng)作物群體充分利用氣候、水肥等資源，獲取高產(chǎn)的重要栽培措施。李少昆等[1]、焦建偉等[2]的研究總結(jié)指出適當(dāng)?shù)拿芏仁怯衩撰@取高產(chǎn)的重要因素。余長(zhǎng)平等[3]、曹殿云等[4]、杜飛鴿等[5]通過(guò)田間試驗(yàn)研究了種植密度對(duì)不同玉米品種產(chǎn)量的影響，指出適當(dāng)增加種植密度可增加玉米產(chǎn)量。有研究表明，在一定的種植密度范圍內(nèi)，水稻及向日葵產(chǎn)量隨著密度增加而增加[6-8]。

玉米為武陵山區(qū)乃至長(zhǎng)江中上游山區(qū)重要的旱糧作物，隨著種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，夏玉米種植面積逐年擴(kuò)大，但該區(qū)域內(nèi)的夏玉米生長(zhǎng)季內(nèi)的日均光熱資源明顯多于春玉米，因此適當(dāng)提高種植密度，提高夏玉米群體的氣候資源利用率，可能是提高夏玉米產(chǎn)量的重要途徑[9-12]。

針對(duì)此問(wèn)題，2017年在武陵山區(qū)開(kāi)展夏玉米密度種植試驗(yàn)，以期獲得適宜的種植密度以實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)量的目的，同時(shí)為長(zhǎng)江中上游夏玉米種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本概況

試驗(yàn)地位于湖南省懷化市中方縣瀘陽(yáng)鎮(zhèn)橋上村，地形為山谷平地，海拔高度為252 m。試驗(yàn)地土壤和水肥狀況均勻，土壤類型為壤土，試驗(yàn)區(qū)域土壤pH 5.75，有機(jī)質(zhì)25.07 g/kg，

堿解氮153.3 mg/kg，有效磷13.0 mg/kg，速效鉀92 mg/kg。測(cè)定0～30 cm深度的土壤容重為1.31 g/cm3，田間持水量為29%，凋萎濕度為6%。氣候?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及管理

試驗(yàn)品種為登海605，采取寬窄行（80 cm+40 cm）起壟栽培，通過(guò)調(diào)整株距設(shè)計(jì)5.14萬(wàn)株/hm2（現(xiàn)有正常密度）、5.98萬(wàn)株/hm2、6.55萬(wàn)株/hm2、7.08萬(wàn)株/hm2 4個(gè)種植密度，每個(gè)密度設(shè)置3個(gè)重復(fù)小區(qū)。栽培方式均為直播，每穴2粒種，5片真葉時(shí)間苗定苗，基肥每株施10 g復(fù)合肥（15∶15∶15），拔節(jié)和大喇叭口期每株追施3 g尿素+3 g復(fù)合肥，土壤及時(shí)灌溉保持濕潤(rùn)。病蟲(chóng)害防治方面，出苗時(shí)施毒死蜱 1 kg/667 m2防治地老虎，小喇叭口和大喇叭口期施吡蟲(chóng)啉、甲胺基阿維菌素、已唑醇防治蚜蟲(chóng)、玉米螟、銹病等。并在試驗(yàn)地設(shè)置自動(dòng)農(nóng)田小氣候觀測(cè)站開(kāi)展氣象數(shù)據(jù)平行觀測(cè)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

按照農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范，開(kāi)展氣象資料及作物生長(zhǎng)平行觀測(cè)，觀測(cè)的發(fā)育期為播種、出苗、七葉、拔節(jié)、大喇叭口、抽雄、吐絲、成熟。在七葉、拔節(jié)、大喇叭口、抽雄、吐絲25 d、成熟6個(gè)生育期每個(gè)密度取3個(gè)樣本，采用烘干法測(cè)定干物重，采用人工訂正系數(shù)法測(cè)定葉面積。繪制各密度的干物重、干物重增長(zhǎng)速度、葉面積變化曲線。在吐絲25 d利用Unico UV-4802型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定葉綠素含量，用以評(píng)價(jià)灌漿中期玉米的光合作用能力。玉米成熟后，統(tǒng)一收獲考種測(cè)產(chǎn)，每個(gè)重復(fù)每個(gè)密度取20穗獨(dú)立考種，考種項(xiàng)目主要有：穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)，每穗粒數(shù)、每穗粒重、理論產(chǎn)量、株高、穗位高等，統(tǒng)計(jì)平均產(chǎn)量。繪制3個(gè)重復(fù)及平均的產(chǎn)量、密度相關(guān)散點(diǎn)圖，添加趨勢(shì)線，并計(jì)算出3個(gè)產(chǎn)量重復(fù)及平均與密度關(guān)系的模擬方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對(duì)生長(zhǎng)的影響分析

觀測(cè)表明，登海605所設(shè)置的4個(gè)密度發(fā)育期基本一致，沒(méi)有明顯差別，均為6月8日播種，6月14日進(jìn)入出苗普遍期，6月28日進(jìn)入七葉普遍期，7月10日進(jìn)入拔節(jié)普遍期，7月26日進(jìn)入大喇叭口普遍期，7月1-3日進(jìn)入抽雄盛期，7月3-4日進(jìn)入吐絲盛期，9月21日成熟。全生育期共105 d，生長(zhǎng)季平均氣溫為26.4 ℃，活動(dòng)積溫2 769.1 ℃，平均氣溫日較差9.1 ℃，日照時(shí)間為829 h，降水量為256.6 mm。

從圖1可以看出，各個(gè)種植密度的單位面積各發(fā)育期總干物重均呈S形生長(zhǎng)曲線，各個(gè)發(fā)育期總干物重均隨種植密度增大而增大，這種趨勢(shì)在生長(zhǎng)中段相對(duì)明顯，而生長(zhǎng)前期和成熟期差異相對(duì)較小，成熟期總干物重為1 304.3～1 358.5 g/m2，可見(jiàn)各個(gè)種植密度最終總干物重差異并不大。

從圖2可以看出，各個(gè)種植密度各生長(zhǎng)階段的單位面積總干物重增長(zhǎng)速度均呈拋物線變化趨勢(shì)。各個(gè)種植密度都是大喇叭口至抽雄期干物質(zhì)增長(zhǎng)速度最快，抽雄至吐絲25 d期（灌漿前期）次之，拔節(jié)至大喇叭口（幼穗分化及形成期）和吐絲25 d至成熟期（灌漿后期）較慢，播種至七葉期（幼苗期）最慢。密度5.14萬(wàn)株/hm2后期總干物重增長(zhǎng)速度較其他3個(gè)密度相對(duì)平緩?？偢晌镏卦鲩L(zhǎng)速度在抽雄前為隨密度增大而增大的趨勢(shì)，但抽雄后為隨密度增大而減小的趨勢(shì)。

從圖3可以看出，各個(gè)種植密度各發(fā)育期的葉面積指數(shù)變化趨勢(shì)與總干物重增長(zhǎng)速度相似，均呈拋物線變化趨勢(shì)。吐絲25 d以前，葉面積指數(shù)隨種植密度增大而增大，生長(zhǎng)中期趨勢(shì)最為明顯。吐絲25 d后即灌漿后期葉面積指數(shù)隨種植密度的增大反而減小。在吐絲25 d，5.14萬(wàn)～7.08萬(wàn)株/hm2等4個(gè)密度分別測(cè)得葉綠素含量為19.30、18.81、18.74、18.48 mg/kg，葉綠素含量隨著密度的增大而減小。

2.2 密度對(duì)產(chǎn)量影響分析

從表1可以看出，就登海605而言，穗長(zhǎng)、穗粗、每穗粒數(shù)、穗總重、穗子粒重、穗芯重等平均單穗指標(biāo)，均呈隨種植密度增大而減小的趨勢(shì)，這是因?yàn)榈头N植密度植株單體生長(zhǎng)條件相對(duì)較好，更有利于玉米單穗的生長(zhǎng)和灌漿。而密度5.98萬(wàn)株/hm2百粒重最高，較高、較低密度的百粒重較輕，百粒重由單株光合作用能力和單穗子粒數(shù)量共同決定，低密度單株光合作用能力強(qiáng)但穗粒數(shù)較多，高密度穗粒數(shù)較少但單株光合作用能力弱，因此中等密度5.98萬(wàn)株/hm2的百粒重最大。株高除密度5.14萬(wàn)株/hm2略高外，其他密度基本相同，而穗位高呈現(xiàn)出隨密度增大而降低的趨勢(shì)。

產(chǎn)量與密度的關(guān)系為：

y1=-58.262x2+750.27x-1 597.50 R=0.896 7 （1）

y2=-98.406x2+1 232.40x-2 985.50 R=0.990 2（2）

y3=-29.750x2+398.28x-520.07 R=0.998 4 （3）

y均=-62.140x2+793.64x-1 701.00 R=0.978 0（4）

式中：y1、y2、y3、y均為3個(gè)重復(fù)及平均的模擬產(chǎn)量，x為密度。

從圖4和表1可以看出，3次重復(fù)及平均的產(chǎn)量、密度呈現(xiàn)出明顯的拋物線特征，4個(gè)模擬方程均通過(guò)了P<0.05的顯著性檢驗(yàn)。3次重復(fù)及平均都以密度6.55萬(wàn)株/hm2的產(chǎn)量最高，密度7.08株萬(wàn)株/hm2和5.98萬(wàn)株/hm2次之，而正常密度5.14萬(wàn)株/hm2產(chǎn)量最低，表明適當(dāng)增加夏玉米群體密度，有利于干物質(zhì)轉(zhuǎn)換為產(chǎn)量。

3 小結(jié)與討論

生長(zhǎng)觀測(cè)表明，種植密度對(duì)夏玉米的生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程沒(méi)有明顯影響。在生長(zhǎng)中前期，植株單體較小，蔭蔽作用小，不同密度的單體所接受的光、氣等氣候資源差異較小，因此高密度的群體合成更多干物質(zhì)。進(jìn)入生長(zhǎng)后期后，植株單體較大，植株之間的蔭蔽作用增強(qiáng)，低密度群體的植株單體具有相對(duì)較好的生長(zhǎng)環(huán)境，葉片衰老較慢，干物重增長(zhǎng)速度逐步追上較高密度[13]。因而經(jīng)過(guò)前后期的此消彼長(zhǎng)，試驗(yàn)中的不同密度群體最終積累的總干物質(zhì)相差無(wú)幾，試驗(yàn)表明在現(xiàn)有正常密度基礎(chǔ)上增加密度并不能顯著增加群體的總生物量。

測(cè)產(chǎn)表明，穗長(zhǎng)、穗粗、穗總重和穗子粒重等單穗產(chǎn)量指標(biāo)隨種植密度增大而減小，但中等密度更有利于大子粒（百粒重）的形成。而密度和產(chǎn)量為拋物線關(guān)系，其中密度6.55萬(wàn)株/hm2產(chǎn)量最高，較產(chǎn)量最低的5.14萬(wàn)株/hm2（現(xiàn)有正常密度）平均增產(chǎn)14%，密度7.08株萬(wàn)株/hm2和5.98萬(wàn)株/hm2稍低，但也較現(xiàn)有正常密度分別平均增產(chǎn)8%和10%，可見(jiàn)湘西夏玉米適當(dāng)提高現(xiàn)有密度，增加單位面積密度，能有效增加產(chǎn)量。

根據(jù)以上分析，較高密度相對(duì)于現(xiàn)有正常密度，葉面積指數(shù)在抽雄后衰退較快和葉綠素含量較低，是限制更高生物量和產(chǎn)量的主要原因，要發(fā)揮增產(chǎn)效益，必須重視后期管理，如增施緩效肥與及時(shí)剝除枯葉改善環(huán)境等，從產(chǎn)量趨勢(shì)考慮建議種植密度以6.55萬(wàn)株/hm2左右為宜。

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