摘要為了探索冀西北雨養(yǎng)區(qū)春玉米單產提升技術，試驗設置春玉米增密增肥處理、單施有機肥處理，以當地種植模式為對照，監(jiān)測春玉米農藝性狀、穗部及產量性狀。結果表明，增密增肥處理增加了春玉米植株的禿尖率，降低了千粒重及穗粒數，較CK顯著增產5.3%；單施有機肥處理增加了春玉米植株的穗粒數和千粒重，降低了禿尖率，較CK顯著增產10.4%。2個處理的千粒重、產量與對照間均有顯著差異。因此，增加密度、增施有機肥能提升雨養(yǎng)旱作區(qū)春玉米產量。

關鍵詞雨養(yǎng)區(qū)；春玉米；種植密度；有機肥；產量

中圖分類號S513"文獻標識碼A"文章編號0517-6611（2025）02-0022-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.005

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

EffectsofIncreasingDensityandFertilizeronYieldandAgronomicCharactersofRain-fedSpringCorn

YINWen-xu，LIUChen，BAIXue-dongetal

（KeyLaboratoryofAnalysisandInspectionofAgriculturalProductsandFoodSafetyofHebeiProvince/KeyLaboratoryofQualityandSafetyofCharacteristicAgriculturalProductsofZhangjiakouCity，HebeiNorthUniversity，Zhangjiakou，Hebei075000）

AbstractInordertoexplorethetechniquestoimprovetheyieldofspringcornintherain-fedareaofnorthwestHebeiProvince，wesetuptreatmentsofdensityandfertilizerincreasingtreatmentandsingleapplicationoforganicfertilizertreatment，withlocalplantingpatternsastheCK.Theagronomic，earandyieldcharactersofspringcornweremonitored.Resultsshowedthatdensityandfertilizerincreasingtreatmentenhancedthebaldtiprate，reducedthe1000-grainweightandearpergrains，anditsyieldenhancedby5.3%significantly.Singleapplicationoforganicfertilizertreatmentenhancedthegrainsperearand1000-grainweight，reducedthebaldtiprate，anditsyieldenhancedby10.4%significantly.ComparedwithCK，the1000-grainweightandyieldofthetwotreatmentshadsignificantdifferenceswiththoseofCK.Thus，increasingplantingdensityandfertilizercouldenhancetheyieldofrain-fedspringcornindryfarmingareas.

KeywordsRain-fedarea;Springcorn;Plantingdensity;Organicfertilizer;Yield

雨養(yǎng)旱作農業(yè)就是巧用天然降水，在無灌溉條件下發(fā)展農業(yè)生產。在降水不多的干旱和半干旱地區(qū)，雨養(yǎng)旱作農業(yè)是發(fā)展農業(yè)生產的有效途徑。 我國河北北部地區(qū)的年降水量一般不低于300 mm^［1］，有發(fā)展雨養(yǎng)旱作農業(yè)的良好條件。河北北部屬于春玉米區(qū)，玉米是該區(qū)的優(yōu)勢作物，種植面積大，但產業(yè)發(fā)展水平滯后于東北春玉米區(qū)，造成產需矛盾進一步拉大，通過增加種植密度及增施有機肥來提高玉米單產和總產水平是緩解區(qū)域產需矛盾、保障國家糧食安全的根本途徑^［2］。玉米生產是群體條件下的生產，密度是影響籽粒產量的重要因素之一，合理密植是獲得玉米高產的重要途徑^［3-4］。在一定范圍內玉米單產與密度呈正相關，密度過高則導致玉米產量降低^［7-8］。王楷等^［9］研究指出，實現(xiàn)玉米 15 t/hm2以上產量水平的最適種植密度范圍為 7.15萬～14.45萬株/hm2 。同時，在目前的生產力水平下，有機肥也是玉米增產的關鍵措施之一，對玉米增產的貢獻率達到了40%^［10-11］，有機肥料的使用能夠在提高土壤肥力和緩解環(huán)境污染問題上有較大的應用潛力^［4-5］。研究表明，有機肥部分替代化肥，能協(xié)調有機與無機養(yǎng)分的平衡供應，滿足作物生長發(fā)育需求，保持作物高產穩(wěn)產^［12-13］。農田施用有機肥不僅能夠改善土壤理化特性，而且能夠增加作物產量^［14］。農田施有機肥可以改善土壤容重、孔隙度，提高土壤蓄水保墑性^［15-17］，增加土壤有機質和各種養(yǎng)分含量，提高土壤供肥能力^［18-19］。雨養(yǎng)春玉米增密增肥對增產的效應受土壤水分不足制約，針對冀寒旱地區(qū)密度低、施肥種類單一等玉米生產中的主要問題，確定冀寒旱地區(qū)易旱區(qū)旱地玉米合理的種植密度及施肥種類，有利于發(fā)揮增產效應，挖掘旱地玉米生產潛力，而目前關于冀寒旱地區(qū)春玉米合理密植及施加有機肥效應的研究報道較少。鑒于此，筆者通過旱作覆膜玉米連作定位試驗，系統(tǒng)研究了全膜雙壟溝種植雨養(yǎng)旱作春玉米增密增肥對產量、植株性狀及經濟效益等問題，旨在為冀寒旱地區(qū)雨養(yǎng)旱作春玉米合理密植、施肥和增產穩(wěn)產提供理論依據和技術支撐。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗在河北省張家口蔚縣西合營鎮(zhèn)南大坪村進行（114°13′～115°04′E，39°34′～40°10′N），屬暖溫帶大陸性季風氣候。夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，低溫持續(xù)時間長。年降水量為400mm，平均氣溫在7.2℃。試驗地是河北省典型的雨養(yǎng)旱作春玉米種植區(qū)。

1.2試驗設計

試驗于2023年進行，玉米播種期為2023年5月2日，收獲期為2023年9月29日。試驗設置增密增肥處理和單施有機肥處理，其中春玉米增密增肥處理為T1處理（密度67500株/hm2、增施化肥150kg/hm2和有機肥1500kg/hm2），單施有機肥處理為T2處理（密度52500株/hm2、有機肥3750kg/hm2），以當地種植模式（密度52500株/hm2、化肥750kg/hm2）為對照?；什捎糜衩卒\動力包膜控釋（N∶P2O5∶K2O=26∶10∶12），有機肥采用山東源沃生物科技有限公司的根果多微生物菌劑（N+P2O5+K2Ogt;5%，氨基酸gt;10%，有機質gt;70%）。從施肥方式來看，在春玉米播種時人工將肥料撒施入試驗田塊，再通過旋耕機旋地時混入土壤，采用覆膜播種一體機進行地膜全膜覆蓋種植。每個處理種植0.33hm2。

1.3項目測定與方法

在春玉米成熟期，各小區(qū)選取連續(xù)10株長勢一致玉米，測其株高、穗位高、莖粗、莖葉干重；隨機選取3個50m2樣方進行測產，記錄空稈率，測定小區(qū)玉米穗數、穗重、含水率，按14%含水量換算產量，之后隨機取其中10穗，測定穗長、穗粗、穗行數、行粒數、禿尖長、千粒重。計算春玉米經濟系數，經濟系數=籽粒生物量/地上部生物量。

1.4數據處理

試驗數據采用Excel2013和SPSS16.0軟件進行各性狀的計算、作圖和方差分析。

2結果與分析

2.1不同處理對春玉米植株性狀的影響

增加種植密度和施用有機肥對雨養(yǎng)旱作春玉米植株性狀及其構成因素的影響見圖1。由圖1可知，密度由52500株/hm2（T2處理）增加到67500株/hm2（T1處理），平均莖粗降低了6.9%，平均株高減少了2%，平均穗位高增加了7.4%。增加密度對春玉米植株的株高和穗位高影響均不顯著，但對莖粗影響顯著。與CK相比，T2處理春玉米平均莖粗增加了6%，平均株高增加了4.2%，平均穗位高增加了2.2%。T2處理與CK間春玉米植株的株高、莖粗和穗位高均無顯著差異。由此可見，與CK相比，T1處理降低了春玉米植株的莖粗，但增加了穗位高和株高；T2處理增加了春玉米植株的莖粗、株高和穗位高。

2.2不同處理對春玉米穗部性狀的影響

增加種植密度和施用有機肥對雨養(yǎng)旱作春玉米穗部性狀及其構成因素的影響見圖2。由圖2可知，密度由52500株/hm2（T2處理）增加到67500株/hm2（T1處理），穗粒數減少了10.7%，禿尖率增加了0.5%，千粒重降低了10.1%。T1、T2處理間春玉米植株的千粒重和穗粒數有顯著差異，但穗行數和禿尖率間均無顯著差異。與CK相比，T2處理平均穗粒數增加了3.6%，千粒重增加了3.2%，禿尖率降低了0.9%。T2處理與對照間春玉米植株的千粒重有顯著差異，但穗行數、穗粒數和禿尖率間均無顯著差異?？梢姡cCK相比，T1處理增加了春玉米植株的禿尖率，降低了千粒重及穗粒數，但穗行數無明顯變化；T2處理增加了春玉米植株的穗粒數和千粒重，降低了禿尖率，但穗行數無明顯變化。

2.3不同處理對春玉米產量及經濟效益的影響

增加種植密度和施用有機肥對雨養(yǎng)旱作春玉米經濟效益及產量的影響見圖3。由圖3可知，密度由52500株/hm2（T2處理）增加到67500株/hm2（T1處理），干物質量降低了11.1%，空稈率增加了8.2百分點，產量減少了5.3%，經濟系數減少了2%。T1、T2處理間春玉米植株的干物質量、產量、經濟系數有顯著影響。與CK相比，T2處理干物質量增加了11%，空稈率增加了3.8百分點，產量增加了10.4%，經濟系數增加了6%。T2處理對產量、經濟系數影響顯著，對干物質量和空稈率影響不顯著。由此可見，與CK相比，增密增肥處理（T1處理）春玉米植株的空稈率、產量、經濟系數呈增加趨勢，干物質量呈降低趨勢。與CK相比，施用有機肥處理（T2處理）春玉米植株的干物質量、空稈率、產量、經濟系數均呈增加趨勢。從經濟效益角度分析，復合肥5元/kg，玉米2元/kg，種子、人工暫不計入，結果表明，T1處理比CK經濟效益增加4299元/hm2，T2處理比CK經濟效益多4740元/hm2，表明施用有機肥更有利于提升春玉米的產量和經濟效益。

3討論

3.1增密增肥對雨養(yǎng)旱作春玉米農藝性狀的影響

增加種植密度是提高玉米產量的重要途徑，密度增加后作物群體結構的變化會影響作物生長發(fā)育，產量構成因素及農藝性狀也會發(fā)生改變。盧軍帥等^［19］研究認為，玉米株高、穗位高隨密度的增加而增大，而莖粗、穗粗、穗長、穗粒數、百粒質量隨密度增加而減小，這與該試驗結果相同。有機肥含有豐富的作物生長必需的營養(yǎng)物質，增施生物有機肥能促進玉米的生長，增加農藝性狀和生物量。李麗麗等^［20］研究表明，相同種植密度下增肥對玉米穗部性狀，如穗長、穗粗、千粒重均有所增加。該試驗表明，增施有機肥與常規(guī)施氮肥相比春玉米的株高、莖粗、穗位高增加，穗粒數、千粒重顯著增加，穗行數受增肥影響較小，這與上述研究結果基本一致。

3.2增密增肥對雨養(yǎng)旱作春玉米產量性狀的影響

玉米產量及其性狀受基因和環(huán)境因素等的影響，其中密度和增施有機肥是玉米增加，產量的有效方法^［21］。隨著種植密度的增加產量顯著增加，但密度過大，葉面積指數過高，群體環(huán)境變差，光合效率變低導致產量下降^［22］，增加種植密度同時，增施有機肥對玉米產量同樣十分重要。該試驗結果表明，隨著種植密度增加，產量構成因素中的千粒質量顯著降低，產量卻顯著增加。這是由于在合理密植范圍內群體優(yōu)勢彌補了單株劣勢，使穗數、穗粒數、粒重三者乘積達到最大值，最終獲得高產^［23-24］。有機肥能提高玉米的產量，王艷博等^［25］研究表明，相對于單施氮肥處理，增施有機肥可促進玉米干物質積累，提高產量，這與前人研究結果一致。這主要是由于常量化肥處理僅能在短期內維持土壤中氮素的供應，可能會造成玉米生育后期土壤肥力下降，而有機肥施用能補充玉米生育后期土壤肥力，提高土壤營養(yǎng)的有效性，同時有機肥緩慢釋放養(yǎng)分的特性可以避免作物生育后期養(yǎng)分供應不足的問題，有利于春玉米產量的增加^［26-27］。因此，冀西北雨養(yǎng)旱作區(qū)應通過提高春玉米種植密度，增施有機肥，進而提高春玉米單產水平。

4結論

（1）春玉米種植密度由52500株/hm2增加到67500株/hm2，增加春玉米株高和穗位高，顯著降低莖粗。施用有機肥可增加春玉米株高、穗位高和莖粗。

（2）增密增肥處理對春玉米的禿尖率，降低了千粒重和穗粒數，穗行數無明顯變化。施用有機肥可增加春玉米植株的穗粒數和千粒重，降低禿尖率，而穗行數無明顯變化。施用有機肥處理下有較好的穗部性狀。

（3）增密增肥處理可增加春玉米植株的空稈率、產量、經濟系數，降低干物質量。單施有機肥處理可增加春玉米植株的干物質量、空稈率、產量、經濟系數。增密增肥處理和單施有機肥處理均能提高春玉米產量。冀西北雨養(yǎng)旱作區(qū)應通過提高春玉米種植密度、增施有機肥提高春玉米單產水平。

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