種植密度與施氮量對玉米順單6號干物質積累量及產量的影響

曹家洪 陳 維 俞 瑋

（貴州省安順市農業(yè)科學院，安順 561000）

玉米是世界上最為重要的糧食作物之一，隨著畜牧業(yè)、加工業(yè)以及綠色能源產業(yè)的發(fā)展，玉米也成為重要的飼料、加工和能源原料作物[1]。適宜的種植密度與施氮量是提高玉米籽粒產量的有效栽培途徑[2]。玉米產量隨施氮量及密度的增加呈現先升高后降低的趨勢，適宜的種植密度與相應的施氮量有利于產量的提高，但超過一定的范圍產量則會降低[3]。有研究指出，干物質積累量在一定范圍內與產量呈正相關，群體干物質積累量決定作物產量[4]。增加種植密度和氮肥施用，玉米群體干物質積累量顯著增加[5]，但施氮過量則降低。不同基因型玉米品種對種植密度與施氮量的響應不同，前人研究主要集中在單因素對干物質積累量及產量的影響。自2008 年順單6 號通過品種審定以來，推廣面積逐年增大，但尚未對其進行系統(tǒng)的種植密度與施氮量相關研究，導致順單6 號的產量潛力未能得到充分發(fā)揮。為了進一步挖掘順單6 號的產量潛力，提高種植效益，通過設置不同的種植密度和施氮水平，研究其對玉米品種順單6 號干物質積累量及產量的影響，旨在探明順單6 號在貴州安順地區(qū)適宜的種植密度及氮肥施用量，為當地玉米高產高效生產提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及試驗地概況供試玉米品種為順單6 號，該品種是貴州省安順市農業(yè)科學院以自選系AS-902 為母本、AS-1043 為父本組配的高產、優(yōu)質、耐密、多抗的玉米雜交種，2008 年通過貴州省農作物品種審定委員會審定，審定編號：黔審玉2008013-3。試驗于2019 年5-10 月在貴州省安順市普定縣白巖鎮(zhèn)十二營村進行，此地海拔1350m，年平均氣溫15.1℃，年平均日照時數為1202h，年降水量1369.6mm，全年無霜期289d。

1.2 試驗設計試驗采用密度×氮肥2 因素隨機區(qū)組設計。設置3 個種植密度，分別為45000 株/hm2（D1）、60000 株/hm2（D2）和75000 株/hm2（D3）；設置4 個施氮量，分別為70kg/hm2（N1）、140kg/hm2（N2）、210kg/hm2（N3）和280kg/hm2（N4），3 次重復，12 個處理，36 個小區(qū)，每小區(qū)面積30m2（5m×6m）。種植按60cm 等行距種植。

基肥使用復合肥，播種時一次性施入100kg/hm2。種肥氮肥按各處理施氮量的40%施入，結合中耕除草2 次，拔節(jié)期與大喇叭口期均按氮肥處理的30%分別施入作追肥，施肥方法采用穴施。病蟲害防治，出苗期用辛硫磷防治地老虎，從苗期開始，視草地貪夜蛾發(fā)生情況，每隔7d 左右用四氯蟲酰胺和氯蟲苯甲酰胺交替使用防治。

1.3 測定項目及方法葉面積和葉面積指數（LAI）每小區(qū)選取長勢均勻一致的3 株植株，用卷尺測量綠葉面積的長和寬，葉面積=長×寬×0.75，葉面積指數（LAI）=單位葉面積/單位土地面積。

單株干物質積累量 每小區(qū)選取長勢均勻一致的3 株植株，取樣剪短放入紙袋，再用烘箱殺青烘至恒重后稱重，計算出每hm2干物質積累量。

產量及穗部性狀 玉米成熟后，每小區(qū)隨機選取10 個果穗，晾曬至安全含水量（14%）后進行室內考種，考種內容包括穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、穗重、千粒重等，收獲后實收計產。

1.4 數據處理采用Excel 2009 進行數據處理及作圖，DPS 軟件進行數據統(tǒng)計與分析。

2 結果與分析

2.1 種植密度與施氮量對玉米葉面積及葉面積指數的影響由圖1、圖2 可以看出，順單6 號的單株葉面積和葉面積指數（LAI）在不同的種植密度下均隨施氮量的增加而升高，N1 處理的葉面積和LAI 均低于其他施氮量處理。

圖1 不同處理下的單株葉面積

圖2 不同處理下的葉面積指數（LAI）

在密度為D1、D2、D3 時，單株葉面積與LAI均表現為N4＞N3＞N2＞N1，說明相同密度條件下，單株葉面積與LAI 隨著氮肥施用量的增加而增加。相同施氮量條件下，單株葉面積隨著密度的增加而降低，均表現為D1＞D2＞D3；LAI 隨著密度的增加而升高，均表現為D1＜D2＜D3。在氮肥、密度互作的情況下，單株葉面積表現為D1N4 最大，LAI 表現為D3N4 最大。說明在降低密度、增加施氮量條件下，玉米單株能有效利用光能及氮肥，促進葉面積的增加；就玉米群體而言，增加密度及施氮量，單株葉面積降低，但LAI 增加。

2.2 種植密度與施氮量對玉米干物質積累量的影響由圖3、圖4 可知，不同密度、施氮量處理對玉米干物質積累量有不同的影響，從吐絲期到成熟期，干物質積累量逐漸增大。在吐絲期，隨著施氮量的增加，干物質積累量不斷增加，在D1 處理條件下，干物質積累量表現為N4＞N3＞N2＞N1，在D2、D3 處理條件下，干物質積累量表現為N3＞N4＞N2＞N1；在N1、N2 處理條件下，隨著密度增加干物質積累量逐漸增加，但處理間差異不顯著，在N3、N4 處理條件下，隨著密度增加，干物質積累量先增加后減小，處理間差異不顯著，在D2 處理條件下達最大值。種植密度與施氮量互作條件下，D2N3 處理下干物質積累量最大。

圖3 吐絲期不同處理下干物質積累量

成熟期在D1、D2 密度條件下，隨著施氮量的增加，N1 處理下干物質積累量均顯著低于其他3 個處理，在D3 密度條件下，隨著施氮量的增加，干物質積累量表現為增加趨勢，但差異不顯著；在N1 處理條件下，隨著密度增加干物質積累量逐漸增加但差異不顯著，在N2、N3 處理條件下，隨著密度增加，干物質積累量先增加后減小但差異不顯著，在D2 處理下達最大值。在種植密度與施氮量互作條件下，D2N3 處理下的干物質積累量最大，說明增加種植密度與施氮量，在一定范圍內（D2：60000 株/hm2，N3：210kg/hm2）能增加玉米群體干物質積累量，超過一定范圍干物質積累量降低。

圖4 成熟期不同處理下干物質積累量

2.3 種植密度與施氮量對產量性狀及產量的影響從表1 可知，不同的密度、施氮量處理對玉米品種順單6 號的穗長與穗粒數影響不顯著，D3N1 處理的穗長最小。對穗粗、禿尖長、千粒重與產量有不同程度的影響，D3N3 的穗粗值最大，為5.10cm，與D1N1、D2N1 處理下的差異顯著；D1N4 處理下千粒重最大，為437.71g，與D1N1、D3N1 處理下差異顯著；D2N1、D1N3、D3N3 處理的禿尖長與D2N2、D2N3 差異顯著，與其余各處理間差異不顯著；相同施氮量條件下，在N1 和N2 時，產量表現為D3＞D2＞D1，在N3 和N4 時產量均表現為D2＞D3＞D1；在D1 處理條件下，隨著施氮量增加產量增大，在D2、D3 處理條件下，隨著施氮量的增加，產量均表現為先增加后減小，N1 處理均顯著低于其他處理。在氮肥、密度互作的情況下，D2N3 處理下的產量顯著高于其他處理，為10547.06kg/hm2。說明在一定范圍內，增加種植密度與施氮量能增加玉米產量，是通過增加穗粗、穗粒數、千粒重與減小禿尖長來實現產量的增加。

表1 種植密度與施氮量對玉米穗部性狀及產量的影響

3 討論與結論

增加種植密度是提高玉米產量的重要途徑，在一定范圍內提高種植密度是玉米高產栽培技術最為簡單有效的方法[6]。玉米合理密植一般來說是根據品種的特性、環(huán)境條件在單位土地面積上種植適合的株數，使玉米在生育期內與環(huán)境統(tǒng)一，最大地發(fā)揮其產量潛力。由于群體密度和氮的變化，產量和產量性狀之間存在著顯著的差異[7]。玉米產量的增加得益于種植密度及花后干物質的不斷提高，而這種提高必須依賴于合理的種植模式[8]。玉米密植群體冠層光截獲率的垂直分布，隨著群體內光截獲率迅速下降[9]。但密植能最大量地截獲光能，使更多的光能轉化為光合產物，最大限度提高群體產量。在產量構成因素方面，合理密植可以使群體和個體生長發(fā)育更加協調，解決穗數、粒數、粒重三者之間的矛盾。因為在較高生產力水平下穗數是最活躍的因素，一定程度的增密即是最大限度地增加穗數并盡可能降低粒數和粒重損失，從而使三者乘積最大而獲得高產[10]。但產量與密度并不是線性關系，隨著密度的增大，單位面積上玉米的籽粒產量呈明顯的增長，但達到一定程度，單位面積的玉米產量會隨著密度增加而降低[11]。本研究表明，在每hm2施氮量為210kg、280kg 條件下，玉米產量隨著種植密度增加先增加后減小，種植密度為60000 株/hm2時，產量達最大值，這與已有研究結果基本一致。

玉米是一種氮肥施用量較大的高產作物，施肥對產量的貢獻一般比其他的作物要大。生產上玉米的投入偏高，需肥量大，產出效益偏低。有研究表明，通過氮肥合理運籌可提高春玉米的產量、收益及肥料利用效率[12]。通過建立模型解析，確定了高海拔地區(qū)的最高產量施肥量、經濟施肥量、合理施肥區(qū)、最佳配比線、高產施肥模式、高效低耗施肥模式和高產高效施肥模式[13]。氮肥施用量并不是越高越好。肖繼兵等[14]研究表明玉米群體產量隨著施氮量的增加表現為先增加后減少的趨勢。本研究表明，當密度在60000 株/hm2、75000 株/hm2時，隨著施氮量的增加，產量均表現為先增加后減少，與肖繼兵等研究結果相同。

當種植密度為60000株/hm2，施氮量為210kg/hm2時，玉米品種順單6 號干物質積累量最大，葉面積及葉面積指數均保持較高水平，產量達最大值，為10547.06kg/hm2。綜合分析認為玉米品種順單6 號在貴州安順的適宜種植密度和施氮量分別為60000株/hm2與210kg/hm2。