艾尼瓦爾·阿不都拉，劉翔宇，徐彥軍，阿力木·阿不迪力木，李玉斌

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 吐魯番 838000；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 青島 266109）

0 引 言

我國(guó)是玉米種植大國(guó)。近年來(lái)，我國(guó)玉米產(chǎn)量與出口量一直都在增長(zhǎng)，玉米總產(chǎn)量位居世界第二，而玉米出口量位居世界第四[1]。國(guó)內(nèi)主要玉米種植區(qū)域包括東北平原、華北平原等，而有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020 年我國(guó)玉米種植面積達(dá)2 415 萬(wàn)hm2，同比2019 年增長(zhǎng)0.15%，玉米總產(chǎn)量達(dá)2.45 億t，同比2019 年增長(zhǎng)2.62%，玉米出口量為0.86 億t，同比2019 年增長(zhǎng)0.36%[2]。隨著現(xiàn)代技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，玉米已經(jīng)不再僅僅作為糧食，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中也占有重要的地位，玉米也是乙醇、甲醇等化學(xué)產(chǎn)品的重要生產(chǎn)原料，因此，國(guó)內(nèi)對(duì)玉米的需求在持續(xù)增加，因此亟需采取有效的栽培技術(shù)與手段，提高單產(chǎn)水平，提升玉米產(chǎn)量。種植密度是作物種植中的重要技術(shù)參數(shù)，其對(duì)產(chǎn)量具有重要影響，但是目前國(guó)內(nèi)關(guān)于玉米種植密度對(duì)產(chǎn)量影響的研究仍顯滯后，不足以為玉米栽培技術(shù)優(yōu)化與完善提供充分理論指導(dǎo)，并且在實(shí)際生產(chǎn)中主要側(cè)重于選種等方面，在玉米種植密度等玉米栽培技術(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響方面研究重視不夠，為此本文開展玉米種植密度對(duì)產(chǎn)量的影響試驗(yàn)分析。

1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

本次試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地，試驗(yàn)面積為112 m2，土壤類型為黃黏土，偏堿性，土壤pH 值為8.46，肥力屬于中上等，具體情況如表1 所示。

表1 試驗(yàn)地點(diǎn)土壤化學(xué)成分含量情況

試驗(yàn)區(qū)海拔為34 m，氣候?yàn)榈湫偷拇箨懶耘瘻貛Щ哪畾夂?，日照充足，熱量豐富又極端干燥，降雨稀少且大風(fēng)頻繁。全年日照時(shí)數(shù)可達(dá)3 200 h，全年平均氣溫13.9 ℃，高于35 ℃的炎熱日在100 d 以上，夏季極端高氣溫可達(dá)到49.6 ℃，地表溫度多在70 ℃以上[3]。由于地區(qū)氣候炎熱，干旱少雨，年平均降水量?jī)H16.4 mm，而蒸發(fā)量高達(dá)3 000 mm。

根據(jù)該地區(qū)氣候、土壤等條件，選擇由黑龍江IHFA 種業(yè)有限公司培育的德美亞12 號(hào)作為本次試驗(yàn)種植品種，該品種為平展型品種，生長(zhǎng)周期為122 d。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

本次試驗(yàn)設(shè)置了50 000、60 000、70 000、80 000、90 000、100 000 株/hm2共6 個(gè)梯度的種植密度，以下用TH1、TH2、TH3、TH4、TH5、TH6 表示[4]，并且每個(gè)種植密度都各設(shè)置了重復(fù)3 次。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，小區(qū)為10 行區(qū)，行長(zhǎng)10 m，小區(qū)總面積為112 m2[5]。5 月2 日開始播種試驗(yàn)玉米材料，播種方式為機(jī)械式播種方式[6]。整個(gè)玉米生長(zhǎng)期間的水肥管理如下：在播種前（5 月2 日）施用基肥，基肥總量為125.35 kg/hm2，含46%銨的尿素45.56 kg，含30%銨和50%磷的復(fù)合肥（AF-56）1 062.41 kg，含46%銨的磷酸二胺15.28 kg[7]。6 月18 日（12 葉期）追肥265.78 kg/hm2，含56.48 kg 總養(yǎng)分＞45%的復(fù)合肥（13∶02∶14），68.49 kg 含有12%五氧化二磷的過(guò)磷酸鈣，38.56 kg95%四硼酸鈉含量的活力硼，89.48 kg含45%鉀磷酸二氫鉀[8]。其他管理按照常規(guī)玉米種植管理田間操作情況進(jìn)行，如：在玉米生長(zhǎng)期間的玉米蟲害、草害防控，降低其對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。收獲方式為機(jī)械式收獲。

3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

考慮到本次研究?jī)?nèi)容為玉米種植密度對(duì)產(chǎn)量的影響，因此選擇測(cè)定指標(biāo)參數(shù)包括：玉米果穗長(zhǎng)度、玉米果穗徑粗、玉米果穗行數(shù)、玉米行粒數(shù)、百粒重、空稈率以及玉米產(chǎn)量[9]。2022 年10 月10 日收獲玉米試驗(yàn)材料。在收獲時(shí)選取調(diào)查試驗(yàn)區(qū)各種植密度各個(gè)重復(fù)小區(qū)中的100 穗玉米為檢測(cè)代表材料，測(cè)定這100 穗玉米果穗長(zhǎng)度，取平均值確定玉米果穗長(zhǎng)度；測(cè)定同樣的100 穗玉米果穗直徑，取平均值確定玉米果穗徑粗；測(cè)定同樣的100 穗玉米果穗行數(shù)，取平均值確定玉米果穗行數(shù)；測(cè)定同樣的100 穗玉米行粒數(shù)，取平均值確定玉米行粒數(shù)；將玉米脫粒后從中任意選取100 粒玉米并稱重，重復(fù)測(cè)重3 次，取平均值確定百粒重；調(diào)查試驗(yàn)區(qū)內(nèi)空稈數(shù)量，計(jì)算出每個(gè)試驗(yàn)區(qū)的空稈率；對(duì)每個(gè)試驗(yàn)區(qū)實(shí)測(cè)產(chǎn)量，代表玉米產(chǎn)量數(shù)據(jù)[10]。使用DSPv4.56 軟件對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并使用電子表格記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)果與分析

4.1 種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

玉米產(chǎn)量主要受玉米穗部性狀影響，根據(jù)玉米穗部性狀調(diào)查情況，使用電子表格對(duì)調(diào)查結(jié)果匯總，具體如表2 所示。

表2 不同種植密度下玉米穗部特性情況

從表2 可以看出，隨著玉米種植密度的加大，玉米穗長(zhǎng)呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)，在50 000 ～70 000 株/hm2區(qū)間，玉米穗長(zhǎng)隨著玉米種植密度增加而增加，在70 000～100 000 株/hm2區(qū)間，玉米穗長(zhǎng)隨著玉米種植密度增加而降低，在70 000 株/hm2種植密度情況下，玉米穗長(zhǎng)最大，為21.46 cm，在100 000株/hm2種植密度情況下，玉米穗長(zhǎng)最小，為16.35 cm，其他4 種種植密度穗長(zhǎng)差異不明顯；在不同種植密度情況下，玉米的穗粗存在較大的差異，隨著玉米種植密度的加大，玉米穗粗呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)，在70 000 株/hm2種植密度情況下，玉米穗粗達(dá)到最大，為5.56 cm，在100 000 株/hm2種植密度情況下，玉米穗粗最小，為4.06 cm，相差近1.5 cm，存在明顯的差異，其他4 種種植密度穗粗差異不明顯。

從本次試驗(yàn)項(xiàng)目調(diào)查情況來(lái)看，在不同密度處理下，玉米穗行數(shù)與行粒數(shù)兩個(gè)穗部特性指標(biāo)也表現(xiàn)出明顯的差異，以70 000 株/hm2作為分界點(diǎn)，在50 000～70 000 株/hm2區(qū)間，玉米穗行數(shù)與行粒數(shù)隨著玉米種植密度增加而增加，在70 000～100 000株/hm2區(qū)間，隨著種植密度增加而不斷減小，在70 000株/hm2種植密度情況下，兩個(gè)穗部特性指標(biāo)均達(dá)到最大值，分別為36.51 行、41.25 粒，在100 000 株/hm2種植密度情況下，兩個(gè)穗部特性指標(biāo)均均達(dá)到最小值，分別為33.59 行、36.25 粒。此外，玉米百粒重變化在不同種植密度間也存在較大的差異，隨著密度50 000 株/hm2增加到70 000 株/hm2，其百粒重也逐漸升高，隨著密度70 000 株/hm2增加到100 000株/hm2，其百粒重呈反趨勢(shì)變化，同樣在70 000株/hm2下達(dá)到最大值，為44.85 g，在100 000 株/hm2下達(dá)到最小值，為41.06 g，其他4種種植密度百粒重差異不明顯。

由此可以看出，在50 000～70 000 株/hm2區(qū)間，玉米種植密度大時(shí)，果穗長(zhǎng)、果穗粗、穗行數(shù)多、行粒數(shù)多，百粒重大；在70 000～100 000 株/hm2區(qū)間，玉米種植密度較小時(shí)，果穗長(zhǎng)、果穗粗、穗行數(shù)多、行粒數(shù)多，百粒重大，因此要想提高玉米單株產(chǎn)量，就要協(xié)調(diào)好種植密度、穗部特性以及產(chǎn)量三者的關(guān)系，通過(guò)合理控制種植密度，增加玉米果穗長(zhǎng)度、粗度等，從而提升玉米產(chǎn)量。

4.2 種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

根據(jù)對(duì)玉米產(chǎn)量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，繪制不同種植密度下玉米產(chǎn)量對(duì)比圖如圖1 所示。

圖1 不同種植密度下玉米產(chǎn)量對(duì)比圖

從圖1 可以看出，在不同種植密度處理下，玉米產(chǎn)量有明顯的差異，其中70 000 株/hm2種植密度下玉米產(chǎn)量最高，為12 463.21 kg/hm2，100 000 株/hm2種植密度下玉米產(chǎn)量最低，為9 845.65 kg/hm2，在低密度處理?xiàng)l件下（50 000～70 000 株/hm2），玉米產(chǎn)量水平較高，單株產(chǎn)量最大可以達(dá)到132.56 g/株。為了進(jìn)一步探究玉米種植密度對(duì)產(chǎn)量的影響，對(duì)不同種植密度下玉米空稈率差異分析，空稈率由大到小依次為TH6、TH5、TH4、TH3、TH2、TH1，最大空稈率為15.26%，最小空稈率為0.25%，TH3 空稈率為1.36%，可見，隨著種植密度的增加，玉米空稈率也隨之增加，二者呈正相關(guān)關(guān)系，雖然TH3 空稈率在本次試驗(yàn)中不是最小值，但是其與TH1 差值比較小。這是因?yàn)橛衩追N植密度對(duì)玉米光合性能影響比較大，玉米種植密度越大，苗株之間的空隙越小，不利于玉米光合作用，玉米種植密度與光合性能關(guān)系為：隨著種植密度的增加，玉米光合性能越弱，導(dǎo)致玉米株越小，株莖越細(xì)，容易出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，從而空稈率會(huì)提升。同時(shí)空隙小也使玉米生長(zhǎng)受到限制，沒有充足的空間讓其自由生長(zhǎng)，且通風(fēng)效果也比較差，玉米容易發(fā)生病害。但是如果玉米種植密度過(guò)小，玉米之間的空隙過(guò)大，雖然玉米可以更好地生長(zhǎng)，但是玉米穗數(shù)比較低，產(chǎn)量也自然會(huì)下降，因此玉米種植密度要適中。

綜上所述，在玉米種植中要把控好玉米種植密度與產(chǎn)量之間的關(guān)系。對(duì)于德美亞12 號(hào)及其類似品種，當(dāng)種植密度在70 000 株/hm2時(shí)可以保障較高的玉米產(chǎn)量。

5 結(jié) 語(yǔ)

本試驗(yàn)探究了玉米種植密度對(duì)產(chǎn)量的影響，從多個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素較為深入地分析了二者之間的關(guān)系，為玉米種植栽培技術(shù)優(yōu)化與創(chuàng)新提供理論支撐，同時(shí)也為玉米種植密度對(duì)產(chǎn)量的影響相關(guān)研究提供了參考依據(jù)，有助于通過(guò)提升玉米種植栽培技術(shù)水平進(jìn)一步有效提高產(chǎn)量，因此具有良好的現(xiàn)實(shí)意義與理論意義。同時(shí)，我們意識(shí)到僅僅研究種植密度對(duì)單一玉米品種產(chǎn)量影響的局限性，今后對(duì)更多玉米品種產(chǎn)量與種植密度間的關(guān)系開展更為全面系統(tǒng)的深入研究，有望促進(jìn)品種產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)最大化。