密度和施肥對‘河農(nóng)1號’農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

鄭天翔 雷玉明* 石建國 馬紫薇 韓彥弟石 菁 王麗娟 丁希德 馬 金

（1.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院；2.甘肅河西走廊特色資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.張掖市建國作物種質(zhì)創(chuàng)新育種工作室，甘肅 張掖 734000；4.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；5.甘肅前進(jìn)牧業(yè)科技有限責(zé)任公司，甘肅 張掖 734000）

引言

玉米是一種重要的糧食作物和飼料作物，我國常年種植總面積在2000萬hm2以上［1］.目前，玉米需求量在不斷擴(kuò)大，但是我國玉米生產(chǎn)只能依靠提高單產(chǎn)來提高產(chǎn)量.培育玉米新品種是最簡便的增產(chǎn)途徑，同時(shí)，對于不同品種采取相應(yīng)的栽培技術(shù)是增產(chǎn)作用的重要保證［2］.在玉米栽培技術(shù)中，密度和肥料是影響玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)［3］.不同的玉米品種都有其最適種植密度，不同品種的種植密度與施肥方式，都會影響玉米長勢、群體、穗部性狀以及產(chǎn)量［4］. 因此適宜的密度及施肥方法是提高玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)措施之一［5，6，7］. 使玉米增產(chǎn)的途徑主要有提高玉米種植密度，它是通過各種肥料的高效使用及配合，提高土壤供肥能力，達(dá)到增產(chǎn)目的［8，9］.

提高玉米群體效應(yīng)是玉米最有效的增產(chǎn)方式，‘河農(nóng)1號’玉米品種是本區(qū)玉米生產(chǎn)中的一個(gè)糧飼兼用的新品種，為確定‘河農(nóng)1 號’最佳的種植密度和最適的施肥量，本試驗(yàn)研究了不同密度和施肥量對‘河農(nóng)1號’生長的影響，以期為‘河農(nóng)1號’實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化栽培提供技術(shù)指導(dǎo).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年在甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)小寨村張掖市建國作物種質(zhì)創(chuàng)新育種工作室試驗(yàn)基地進(jìn)行，當(dāng)?shù)睾０?448m，日照時(shí)數(shù)3041h，土壤質(zhì)地為沙壤土，前茬作物玉米，且土壤養(yǎng)分均一.

1.2 試驗(yàn)材料

供試玉米品種：糧飼兼用玉米新品種“河農(nóng)1號”由河西學(xué)院和張掖市農(nóng)業(yè)科學(xué)院聯(lián)合選育.品種來源：F12-006×G12-060，原代號JG606.

供試肥料：氮肥（尿素，含N46%）；磷肥（磷酸二銨，含P2O518%）；鉀肥（硫酸鉀，含K2O50%）.

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置密度（4500株/667m2、5300株/667m2、6100株/667m2）、氮肥（30kg/667m2、60kg/667m2、90kg/667m2）、磷肥（15kg/667m2、30kg/667m2、45kg/667m2）、鉀肥（5kg/667m2、10kg/667m2、15kg/667m2）四個(gè)因素進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（見正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表1）.試驗(yàn)小區(qū)長4m，寬2，5m每小區(qū)四周筑埂，埂寬30cm，避免串灌串排，每個(gè)處理組合重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，周圍設(shè)保護(hù)行.

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table 1 Orthogonal experimental design

1.3.2 試驗(yàn)種植

試驗(yàn)采用地膜覆蓋栽培，播種前一周劃線鋪膜，于4 月14 日播種，10 月1 日收獲.播種方法為點(diǎn)播，播種深度為4～5cm，行距為55cm，株距為27cm（密度為4500株/畝）、株距為23cm（密度為5300株/畝）、株距20cm（密度為6100株/畝）.磷肥（磷酸二銨）、鉀肥（硫酸鉀）于播種前施入0～20cm耕作層做底肥，氮肥（尿素）總量的1/3 作底肥，2/3 做追肥，分兩次追施，1/3 作拔節(jié)期追肥、1/3 作大喇叭口期追肥，追肥方法為穴施.其他管理措施同大田保持一致.

1.4 田間測量與考種

株高：由植株基部土面量至雄穗頂端的高度，每個(gè)處理取10株測定后取平均值.

穗位高：由植株基部土面量至果穗節(jié)的高度，每個(gè)處理取10株測定后取平均值.

莖粗：每個(gè)處理取10株，測定其地面第一節(jié)后取平均值，以mm表示（用游標(biāo)卡尺測定）.

穗粗：將取樣果穗頭、尾相間排成一行，量果穗中間的直徑，求其平均值.

穗長：果穗風(fēng)干后，選取有代表性果穗10個(gè)，測穗基部到頂端長度（包括禿頂部分）取平均值.

行粒數(shù)：果穗風(fēng)干后，選取10個(gè)果穗，一個(gè)果穗數(shù)區(qū)具有代表性的三行后求平均值.

穗行數(shù)：每個(gè)處理取3個(gè)果穗，數(shù)其中部籽粒行數(shù)，并求平均值.

生物產(chǎn)量：在一個(gè)小區(qū)中選取10株，測定地上部生物產(chǎn)量.

產(chǎn)量：每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲，果穗自然風(fēng)干后脫粒稱重計(jì)產(chǎn)，按14%水分折算產(chǎn)量.

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

通過Excel2016制表對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行正交數(shù)據(jù)處理.

2 結(jié)果與分析

2.1 密度和施肥對株高、穗位高、莖粗的影響

從株高正交試驗(yàn)結(jié)果（表2）可以看出，4個(gè)因素的極差分別為9，37、5，15、2，37、6，19，各因素對株高的影響程度依次為密度＞鉀肥＞氮肥＞磷肥.密度的極差9，37最大，說明密度水平變化對株高影響最大，因此密度是主要因素，它的第2 水平（A2）所對應(yīng)的數(shù)值374，69 最大，為最優(yōu)水平.同樣，氮肥、磷肥、鉀肥最優(yōu)水平對應(yīng)值分別為371，37、370，59與371，74，即最優(yōu)組合A2B1C2D2，即密度5300株/667m2、氮肥30kg/667m2、磷肥30kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

注：表格中Z表示株高，S表示穗位高，P表示莖粗.

對穗位高正交試驗(yàn)結(jié)果（表2）可以看出，4個(gè)因素的極差分別為10，58、6，34、9，25、8，28，各因素對穗位高的影響程度依次為密度＞磷肥＞鉀肥＞氮肥，密度的極差10，58最大，說明密度水平變化對穗位高影響最大，因此密度是主要因素，它的第3 水平（A3）所對應(yīng)的數(shù)值180，92 最大，為最優(yōu)水平.同樣，磷肥、鉀肥、氮肥最優(yōu)水平值分別為178，85、180，52、179，35，即最優(yōu)組合A3B2C1D3，即密度6100株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15/667m2、鉀肥15kg/667m2.

對莖粗正交試驗(yàn)結(jié)果（表2）可以看出，4個(gè)因素的極差分別為0，25、0，02、0，03、0，04，各因素對莖粗的影響程度依次為密度＞鉀肥＞磷肥＞氮肥，密度的極差0，25最大，說明密度水平變化對莖粗影響最大，因此密度是主要因素，它的第1水平（A1）所對應(yīng)的數(shù)值2，60最大，為最優(yōu)水平.同樣，磷肥、鉀肥、氮肥的最優(yōu)水平值分別是2，52、2，53、2，52，即最優(yōu)組合A1B2C1D2，即密度4500 株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

2.2 密度和施肥對穗長、穗粗、行粒數(shù)、穗行數(shù)的影響

對穗長正交試驗(yàn)結(jié)果（表3）可以看出，4個(gè)因素的極差分別為0，92、0，84、0，44、1，05，各因素對穗長的影響程度依次為鉀肥＞密度＞氮肥＞磷肥，鉀肥的極差1，05最大，說明鉀肥水平變化對穗長影響最大，因此鉀肥是主要因素，它的第2 水平（A1）所對應(yīng)的數(shù)值23，09 最大，為最優(yōu)水平；同樣，密度、氮肥、磷肥的最優(yōu)水平值分別是23，32、23，27、23，03.即最優(yōu)組合A1B2C1D2，即密度4500株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

對穗粗正交試驗(yàn)結(jié)果（表3）可以看出，4個(gè)因素的極差分別為0，02、0，13、0，16、0，06，各因素對穗粗的影響程度依次為磷肥＞氮肥＞鉀肥＞密度，磷肥的極差0，16最大，說明磷肥水平變化對穗粗影響最大，因此磷肥是主要因素，它的第3水平（A1）所對應(yīng)的數(shù)值5，16最大，為最優(yōu)水平；同樣，氮肥、鉀肥、密度最優(yōu)水平值分別為5，12、5，10、5，08，即最優(yōu)組合A1B3C3D1，即密度4500 株/667m2、氮肥90kg/667m2、磷肥45kg/667m2、鉀肥5kg/667m2.

對穗粒數(shù)正交試驗(yàn)結(jié)果（表3）可以看出，4個(gè)因素的極差分別為3、2、3、3，各因素對穗粒數(shù)的影響程度密度、磷肥、鉀肥一致，氮肥影響最小.

對穗行數(shù)正交試驗(yàn)結(jié)果（表3）可以看出，四個(gè)因素的極差分都為0，說明各因素對穗行數(shù)的影響程度一致.

表3 密度和施肥對穗長、穗粗行粒數(shù)、穗行數(shù)的影響Table 3 Effects of Planting Density and Fertilization on Panicle Length,Panicle Coarse Grain Number and Panicle Number

注：表中R表示穗長，X表示穗粗，T表示穗粒數(shù)，L表示穗行數(shù)

2.3 密度和施肥對畝產(chǎn)量、生物產(chǎn)量的影響

對產(chǎn)量正交試驗(yàn)結(jié)果（表4）可以看出，4個(gè)因素的極差分別為303、70，67、38，67、144，34，各因素對產(chǎn)量的影響程度依次為密度＞鉀肥＞氮肥＞磷肥，密度的極差303最大，說明密度水平變化對產(chǎn)量影響最大，因此密度是主要因素，它的第3 水平（A3）所對應(yīng)的數(shù)值2358，67 最大，為最優(yōu)水平；同樣，鉀肥、氮肥、磷肥的最優(yōu)水平值分別為2257，675、2242，67、2202，67，即最優(yōu)組合A3B2C1D2，，即密度6100株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

表4 密度和施肥對畝產(chǎn)量、生物產(chǎn)量的影響Table 4 Effects of density and fertilization on yield per mu and biomass

對生物產(chǎn)量正交試驗(yàn)結(jié)果（表4）可以看出，4 個(gè)因素的極差分別為1401，57、465，64、518，63、98，56，各因素對生物產(chǎn)量的影響程度依次為密度＞磷肥＞氮肥＞鉀肥，密度的極差1401，57最大，說明密度水平變化對生物產(chǎn)量影響最大，因此密度是主要因素，它的第3 水平（A3）所對應(yīng)的數(shù)值5093，07最大，為最優(yōu)水平；同樣，磷肥、氮肥、鉀肥的最優(yōu)水平值分別為4660，60、4638，17、4476，53，即最優(yōu)組合A3B1C1D2，即密度4500株/667m2、氮肥30kg/667m2、磷肥15kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

3 結(jié)論與討論

對玉米密度、施氮、磷、鉀肥數(shù)據(jù)進(jìn)行正交試驗(yàn)，分析對株高、穗位高、莖粗、穗長、穗粗、畝產(chǎn)量、生物產(chǎn)量的影響. 結(jié)果如下：各因素對株高的影響程度為密度＞鉀肥＞氮肥＞磷肥，最優(yōu)組合A2B1C2D2；對穗位高的影響程度為密度＞磷肥＞鉀肥＞氮肥，最優(yōu)組合A2B1C2D2；各因素對莖粗的影響程度為密度＞鉀肥＞磷肥＞氮肥，最優(yōu)組合A1B2C1D2；各因素對穗長的影響程度為鉀肥＞密度＞氮肥＞磷肥，最優(yōu)組合A1B2C1D2；各因素對穗粗的影響程度為磷肥＞氮肥＞鉀肥＞密度，最優(yōu)組合A1B3C3D1；各因素對產(chǎn)量的影響程度為密度＞鉀肥＞氮肥＞磷肥，最優(yōu)組合A3B2C1D2；各因素對生物產(chǎn)量的影響程度依次為密度＞磷肥＞氮肥＞鉀肥，最優(yōu)組合A3B1C1D2.試驗(yàn)結(jié)果表明，在不同種植密度下：隨著種植密度的增加，玉米的株高呈先增后減趨勢，穗位高、產(chǎn)量、生物產(chǎn)量呈增加趨勢，而莖粗、穗粗、行粒數(shù)呈下降趨勢，穗行數(shù)保持不變.周靈芝［10］研究認(rèn)為密度對產(chǎn)量構(gòu)成因子有極顯著影響，隨著密度的增加，莖粗、穗長、穗粗、穗行數(shù)和行粒數(shù)降低，而株高、穗位高逐漸增加，與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致.在不同肥料施用量下，隨著肥料施用量的增加，穗位高、穗長、穗粗、畝產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均呈上升趨勢；而株高、莖粗、穗行數(shù)呈下降的趨勢，行粒數(shù)不變.王明泉［11］等研究表明在相同的栽培條件下，隨著施肥量的增加，‘龍單63’的株高、穗位高不斷增加，而穗長、穗粗呈降低趨勢，穗行數(shù)和行粒數(shù)保持不變，與本研究結(jié)果有差異.張桓語［12］研究結(jié)果表明增肥對‘沈農(nóng)T100’的穗粒數(shù)、百粒重和干物質(zhì)重、株高和穗位高均呈增加趨勢.造成這種結(jié)果差異的原因可能是玉米品種差異所致.

通過分析指標(biāo)的影響可知，在A1B2C1D2的組合下，密度、氮、磷、鉀肥各因素對‘河農(nóng)1號’植株性狀和生物產(chǎn)量的影響效果最好.能夠明顯促進(jìn)植株的形態(tài)建成，有利于壯苗、改善玉米品質(zhì)，具有顯著增產(chǎn)作用.