張 潔

(榆林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，陜西榆林 719000)

玉米作為陜西省主要糧食作物之一，種植面積高達(dá)8萬hm2，占糧食總產(chǎn)量的50%以上，玉米既是糧食作物，又是重要的飼料和經(jīng)濟(jì)作物，在陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用[1-2]。在玉米需求量逐漸增加的情況下，提高玉米單產(chǎn)是保證在有限的土地資源上，最大限度提高產(chǎn)值最有效的辦法，而增加種植密度是實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)的重要調(diào)控措施之一[3]。前人發(fā)現(xiàn)，加大種植密度在一定范圍內(nèi)有助于提高玉米產(chǎn)量[4]，但超過適宜種植密度后繼續(xù)增大其種植密度，反而會出現(xiàn)單產(chǎn)降低現(xiàn)象[5-8]。如果密度過大，會導(dǎo)致穗粒數(shù)、禿尖長和千粒重的變化，造成減產(chǎn)；如果密度過小，單位面積內(nèi)有效穗數(shù)較少，不利于產(chǎn)量的提高[9]。因此，選擇優(yōu)良的品種、合理的種植密度是提高玉米產(chǎn)量的重要途徑。鑒于此，筆者探索在不同的種植密度下，榆林市不同玉米品種的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的變化規(guī)律，為該地區(qū)玉米種植篩選適宜品種、合理種植密度提供理論依據(jù)[10-14]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2020年在榆林市國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園進(jìn)行(109°E，38°N)，該地區(qū)屬于干旱半干旱地區(qū)，降水量較為稀少，多年平均降水量范圍為325～474 mm，年蒸發(fā)量約1 211 mm、≥10 ℃有效積溫為3 217.5 ℃。試驗(yàn)區(qū)土壤屬于中等肥力水平，土壤的有機(jī)質(zhì)含量5.58 g/kg，堿解氮含量6.70 mg/kg，有效磷含量14.9 mg/kg，速效鉀含量85 mg/kg，pH 8.3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)選擇3個當(dāng)?shù)刂髟云贩N陜單609、先玉335和大豐30，每個品種設(shè)置4.5萬株/hm2(D1處理)、6.0萬株/hm2(D2處理)、7.5萬株/hm2(D3處理)、9.0萬株/hm2(D4處理)、10.5萬株/hm2(D5處理)5個種植密度。4月29日播種，每小區(qū)32行，行長10 m，行距0.6 m，株距不同以調(diào)節(jié)密度，3次重復(fù)。6月9日定苗，播種后用除草劑玉農(nóng)思封閉地面，除草2次。施基肥磷酸二銨225 kg/hm2，尿素375 kg/hm2，硫酸鉀75 kg/hm2，追施尿素2次，灌溉11次，10月15日收獲。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1葉面積。于拔節(jié)期、吐絲期、吐絲后20 d、吐絲后40 d測定單株葉面積。每個處理選擇5株長勢健壯且均勻一致的植株，測量葉片的長和寬，展開葉單葉面積=長×寬×0.75，未展開葉單葉面積=長×寬×0.5，3次重復(fù)。

1.3.2干物質(zhì)。玉米成熟期選5株進(jìn)行取樣，要求植株長勢一致。沿玉米根部砍下，按器官分為6部分，分別為莖稈、葉片、葉鞘、雄穗、果穗、苞葉。烘箱溫度調(diào)至 105 ℃，殺青30 min，之后再調(diào)為80 ℃，開始烘干至恒重，稱各部分重量。

1.3.3農(nóng)藝性狀。收獲之前調(diào)查株高、穗位高、雙穗率、空稈率、倒伏率。選3個點(diǎn)測產(chǎn)，每個點(diǎn)選中間2行、收獲穗全部稱量，按照平均單穗重從中選擇20個均勻穗，帶回室內(nèi)考種測產(chǎn)。

1.3.4穗部性狀及產(chǎn)量。記錄每個果穗的穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重等性狀，計(jì)算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度對玉米葉面積的影響從圖1可以看出，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，葉面積大小逐漸增加。拔節(jié)期到吐絲期增長迅速，吐絲后增長緩慢，吐絲后20 d達(dá)到最大，之后變化不明顯；同一品種，隨著密度的增加，葉面積逐漸降低。陜單609在吐絲后20 d D2、D3處理變化不明顯，后期變化顯著，D4、D5處理比D1處理分別下降了14.76%和23.14%。先玉335吐絲后20 d，葉面積大小變化不明顯，6.0萬、7.5萬、9.0萬和10.5萬株/hm2處理分別比4.5萬株/hm2處理降低1.11%、4.73%、12.69%、14.85%。大豐30密度4.5萬株/hm2時葉面積最大，之后隨著密度的增加逐漸減小，其余4個處理分別比D1處理減小3.38%、3.09%、17.09%、31.27%。

圖1 不同的種植密度對玉米葉面積的影響Fig.1 Effects of planting densities on leaf area of maize

2.2 不同種植密度對玉米干物質(zhì)的影響從圖2可以看出，成熟期隨著種植密度的增加，不同品種的干物質(zhì)積累量均逐漸下降。同一品種在D1處理時，干物質(zhì)積累量最大，D2和D3處理干物質(zhì)積累量差異較小，之后隨密度的增加，積累量顯著降低。陜單609 D4和D5處理較D3處理分別降低26.9%、33.8%；先玉335 D4和D5處理較D3處理分別降低24.7%、36.4%；大豐30 D4和D5處理較D3處理分別降低13.6%、21.3%。

陜單609在D1處理干物質(zhì)達(dá)到最高，為707.43 g，比先玉335、大豐30分別高2.45%、16.57%。D2、D3、D4處理中先玉335干物質(zhì)積累量均較高，較其他2個品種高1.86%～16.13%。D5處理大豐30干物質(zhì)最高，比陜單609、先玉335分別高9.83%、6.47%。

圖2 不同種植密度對玉米成熟期干物質(zhì)的影響Fig.2 Effects of planting densities on the dry matter content of maize at mature stage

2.3 不同種植密度對玉米株高的影響從圖3可以看出，在相同的田間管理?xiàng)l件下，玉米的株高受種植密度的影響顯著。密度為4.5萬株/hm2時，3個品種的株高均最高。D3處理隨著密度的增加，株高呈逐漸下降趨勢。D3處理先玉335較其他處理(D2、D4、D5處理)分別高1.9%、2.0%、3.1%。D3處理陜單609較其他處理(D2、D4、D5處理)分別高1.1%、1.1%、4.7%。D4、D5處理大豐30株高較低，較D3處理降低6.8%、10.7%。不同品種之間大豐30株高最高，陜單609最低；D3處理下，大豐30株高較其他2個品種分別高12.40%和0.59%。

圖3 不同種植密度對玉米株高的影響Fig.3 Effects of planting densities on the plant height of maize

2.4 不同種植密度對玉米穗位高的影響從圖4可以看出，隨著種植密度的增加，穗位高呈先上升后降低的趨勢，D4處理穗位最高。D4處理先玉335較其他密度處理(D1、D2、D3、D5處理)穗位高增長2.28%～13.64%。D4處理陜單609較其他密度(D1、D2、D3、D5處理)穗位高增長6.38%～19.15%。D4處理大豐30較其他密度處理(D1、D2、D3、D5處理)穗位高增長3.33%～26.66%。

圖4 不同種植密度對玉米穗位高的影響Fig.4 Effects of planting densities on the ear height of maize

2.5 不同種植密度對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響從表1可以看出，隨著種植密度的增大，穗長、穗粗逐漸降低。D1處理陜單609穗長(18.82 cm)，其他密度較D1處理降低0.16%～17.43%；穗粗最大(5.16 cm)，其他密度較D1處理降低0.58%～5.81%。先玉335在6.0萬～10.5萬株/hm2處理時，穗長較4.5萬株/hm2處理降低1.81%～10.56%，穗粗降低0.59%～4.93%。大豐30其他各密度穗長較4.5萬株/hm2處理降低2.24%～11.54%，穗粗降低0.95%～5.90%。各品種禿尖長隨著種植密度的增加而增大，陜單609、先玉335和大豐30密度10.5萬株/hm2時禿尖最長，分別是1.11、1.31、1.20 cm。種植密度對穗行數(shù)影響不顯著，處理間無顯著差異。行粒數(shù)在D4、D5處理時下降，D4、D5處理陜單609較D1處理降低了13.81%和20.98%；先玉335和大豐30也分別比D1處理降低了8.07%、13.94%和15.37%、15.12%。百粒重隨著密度的增加而降低，在D1密度處理百粒重均最大，D2、D3、D4、D5處理陜單609較D1處理分別降低了3.23%、6.23%、16.69%和16.52%；先玉335 D2、D3、D4、D5處理較D1處理分別降低了0.29%、0.88%、6.54%和7.40%；大豐30 D2、D3、D4、D5處理較D1處理分別降低了2.89%、3.60%、13.26%和15.50%，高密度下，百粒重下降迅速。密度為4.5萬株/hm2時，3個品種中大豐30百粒重最大，較陜單609、先玉335分別高6.41%、5.10%。

密度的大小是制約玉米實(shí)際產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，隨著密度的增加，產(chǎn)量呈先上升后降低趨勢，密度9.0萬株/hm2時3個品種的產(chǎn)量均達(dá)到最大。陜單609在D1處理產(chǎn)量最低，D4處理下產(chǎn)量17 308.20 kg/hm2，分別比D1、D2、D3、D5處理增產(chǎn)3.9%、3.6%、0.9%和2.6%。先玉335 D4處理較D1、D2、D3處理分別增產(chǎn)10.83%、8.23%、6.41%，D5處理比D4處理產(chǎn)量下降2.51%。大豐30密度9.0萬株/hm2時產(chǎn)量達(dá)到18 892.95 kg/hm2，較4.5萬、6.0萬和7.5萬株/hm2處理分別增產(chǎn)21.66%、4.54%、3.27%，較10.5萬株/hm2處理增產(chǎn)18.36%。

D2、D3、D4處理大豐30的產(chǎn)量表現(xiàn)均優(yōu)于其他2個品種，D2、D3處理大豐30較其他2個品種增產(chǎn)6.66%～13.83%；密度在9.0萬株/hm2時，大豐30比同密度下陜單609和先玉335分別增產(chǎn)9.16%、9.96%。當(dāng)密度增加到10.5萬株/hm2時，陜單609和先玉335產(chǎn)量高于大豐30，分別高5.72%和4.94%。

表1 不同種植密度對玉米產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 1 Effects of planting density on yield and its component factors of maize

3 結(jié)論與討論

葉面積大小是反映玉米群體光合能力的重要指標(biāo)，李博等[15]研究指出，葉面積隨種植密度增加而不斷增加，種植密度對玉米葉面積大小起決定性作用[16]。該試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，葉面積大小逐漸增加；拔節(jié)期到吐絲期增長迅速，吐絲后增長緩慢，吐絲后20 d達(dá)到最大，之后變化不明顯；同一品種，隨著密度的增加葉面積逐漸降低。作物獲得高產(chǎn)的前提是積累較高的干物質(zhì)[17-18]，玉米籽粒產(chǎn)量的增加以干物質(zhì)生產(chǎn)能力的提高為前提。劉偉等[19]認(rèn)為，在一定密度條件下，產(chǎn)量與干物質(zhì)積累量呈正相關(guān)關(guān)系，籽粒產(chǎn)量隨著干物質(zhì)積累量的增加呈上升趨勢。該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，增加種植密度會降低各品種成熟期玉米單株干物質(zhì)積累量。大量研究發(fā)現(xiàn)，玉米株高、穗位高與穗部性狀及產(chǎn)量關(guān)系密切[20]。隨著密度的增加，株高、穗位高升高，禿尖長度增加，這與前人結(jié)果一致。李炳昊等[21]認(rèn)為，穗粗、穗行數(shù)、禿尖長、百粒重、含水量與種植密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；穗重、穗長、行粒數(shù)和粒重均與種植密度呈正相關(guān)關(guān)系。這與該研究結(jié)果一致，穗長、穗粗隨著種植密度的增大，呈逐漸降低趨勢，行粒數(shù)在高密度下顯著下降，百粒重隨著密度的增加而降低。路小芳[22]認(rèn)為，不同品種的產(chǎn)量隨密度的增加先上升后下降。該研究結(jié)果與前人研究規(guī)律一致，當(dāng)超過適宜種植密度后，玉米農(nóng)藝性狀和穗部性狀表現(xiàn)變差，抗倒能力下降，產(chǎn)量降低。該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3個品種均在9.0萬株/hm2處理下產(chǎn)量最大，分別為17 308.20、17 182.35、18 892.95 kg/hm2，其中大豐30產(chǎn)量最高，分別比陜單609和先玉335高9.16%和9.96%。因此，陜單609、先玉335和大豐30在陜北風(fēng)沙灘區(qū)的適宜種植密度均為9.0萬株/hm2，其中大豐30產(chǎn)量最高。