耕作方式和密度對玉米產量及構成因素的影響

蓋志佳 張偉 劉婧琦 蔡麗君 王謙玉 趙桂范 張敬濤 李彩鳳 王玉波

摘要：試驗為選取有效耕作方式及合理種植密度指導玉米生產，采用裂區設計方法，主區為耕作方式，副區為密度，以‘德美亞3為試驗材料，研究不同耕作方式和密度對玉米的產量、產量構成因素及主要農藝性狀的影響。結果表明：相同密度下，免耕平作（T1）玉米產量高于秋翻平作（T2）和傳統壟作（T3），前兩者差異不顯著，與后者產量差異達極顯著水平；相同耕作方式下，隨著密度的增加產量呈先增再降的趨勢，D2處理產量最高，與D3差異不顯著，D2、D3處理大于D1處理，但與D1處理差異達到極顯著水平；相同密度下，免耕平作處理穗粒數、穗粒重最高，倒伏率、空稈率較低。通過本試驗，得出以下結論：（1）免耕優于傳統壟作和秋翻平作；（2）T2D2組合處理產量最高。

關鍵詞：耕作方式；密度；玉米；產量；農藝性狀

中圖分類號：S-1 文獻標志碼：A 論文編號：cias14100104

0 引言

耕作方式的不同對產量和環境的影響也不同，最終的經濟效益也不同。在黑龍江省玉米種植面積躍居全國第一的背景下，如何選取合理的耕作方式，對玉米生產持續發展至關重要。有關耕作方式對玉米產量的影響，國內外學者觀點不同。Kapusta等連續20年研究表明，耕作處理對玉米產量一般無影響。Alke研究指出，免耕較常規種植玉米產量差異較小。張志國等對24年的長期免耕與犁耕玉米的產量研究結果表明，前13年免耕平均玉米產量與犁耕相當，而后11年免耕平均玉米產量顯著高于犁耕玉米產量，隨時間的延長，免耕在產量上逐漸顯示出優勢。另外，還有一些研究認為，免耕造成減產，免耕玉米產量一般比常規耕作低10%～15%，并提出不同的減產原因。

此外，種植密度是易調控又經濟的增產措施。但在生產實踐中若不考慮具體生產條件，盲目選用耐密型品種或增加種植密度，會造成田間郁閉，田間小氣候惡劣，通風透光不良，中下部葉片受光較少，葉片早衰嚴重，品質下降；過度密植取株營養面積減小，對肥水的競爭加劇，導致植株營養不良、矮小，病蟲草害加劇，生育后期空稈率及倒伏率大幅增加，最終導致作物減產。由此可見，種植密度在玉米增產中起著非常重要的作用。

綜上所述，目前的研究只是單一的研究耕作方式或種植密度對玉米產量及相關指標的影響。因此，本試驗采用裂區設計研究不同耕作方式和種植密度對玉米產量，產量構成因子以及主要農藝性狀的影響，旨在為黑龍江玉米生產提供合理的耕作方式以及選擇合理的種植密度，促進玉米生產持續發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013—2014年在黑龍江省農科院佳木斯分院試驗地進行。前茬作物為大豆，土壤為草甸黑土，地勢平坦，肥力均勻。供試玉米品種為‘德美亞3。

1.2 試驗設計

試驗采用裂區設計，主區為耕作方式：免耕平作（行距38～76 cm，T1）、秋翻平作（行距38-76 cm，T2）和秋翻壟作（70 cm，T3），副區為3種植密度，分別為6、7、8株/m²，分別用D1，D2和D3表示，3次重復。小區為5行區，行長10 m。免耕平作處理前茬作物為免耕大豆，大豆收獲后秸稈全量還田，均勻拋灑。

1.3 調查項目

產量測定方法為對角線布點，每區取5點，每點5 m²，按標準水分計算產量。室內考種測定項目包括穗行數、行粒數、穗粒數、每穗粒重、每穗粒重、百粒重、禿尖長；棒三葉期測定棒三葉葉面積；成熟期測定株高、穗位高、莖粗、空稈率、倒伏率。

1.4 數據處理

采用Excel 2003和DPS 7.0軟件進行統計與分析。

2 結果與分析

2.1 不同耕作方式和密度對‘德美亞3產量的影響

從表1可發現，相同耕作方式下，隨著密度的升高，‘德美亞3的產量呈先升高再減低的趨勢，低密度（D1）和中高密度（D2、D3）差異達到極顯著水平，中高密度間差異不顯著，最佳的密度為D2。

相同密度下，免耕平作處理產量比秋翻平作處理產量高，秋翻平作處理產量比秋翻壟作高，免耕平作、秋翻平作處理間產量差異不明顯，但與秋翻壟作處理產量差異達到顯著水平（P<0.01）。

因此，試驗條件下，‘德美亞3最合適密度和耕作方式分別為D2和免耕平作。

2.2 不同耕作方式和密度對‘德美亞3產量構成因子的影響

從表2可知，相同密度下，免耕平作‘德美亞3穗行數、行粒數、穗長、百粒重、比秋翻平作高，秋翻平作比秋翻壟作高，差異不顯著；免耕平作穗粒重、穗粒數大于秋翻平作，差異不顯著，免耕平作、秋翻平作比秋翻壟作高，二者與秋翻壟作處理差異達到極顯著水平（P<0.01）。

相同耕作方式下，‘德美亞3穗行數、行粒數、穗長、百粒重隨著密度的增加呈降低的趨勢，但不同密度處理間差異不顯著；穗粒重、穗粒數的大小依次為DI>D2>D3，D1、D2處理差異不顯著，但與D3處理差異達到極顯著水平（P<0.01）。

2.3 不同耕作方式和密度對‘德美亞3農藝性狀的影響

從表3可知，相同密度下：秋翻壟作‘德美亞3株高、穗位高、莖粗比秋翻平作高，秋翻平作比免耕平作高，但3種耕作方式處理間差異不顯著；葉片是玉米光合作用的主要器官，產量形成的實質是光合作用的結果，棒三葉的光合作用最強，經濟產量的形成作用最大。玉米棒三葉葉面積大小依次為免耕平作>秋翻平作>秋翻壟作，免耕平作、秋翻平作之間差異不顯著，但與秋翻壟作處理差異達到極顯著水平（P<0.01）。而禿尖長、倒伏率、空稈率數值越大越不利于產量的提高，禿尖長、倒伏率、空稈率大小依次為秋翻壟作>秋翻平作>免耕平作，免耕平作、秋翻平作之間差異不顯著，但與秋翻壟作處理差異達到極顯著水平（P<0.01）。

相同耕作方式下：隨著密度的增加株高、穗位高、莖粗呈下降的趨勢，但處理間差異不顯著；棒三葉葉面積隨著密度的增加亦呈降低的趨勢，D1、D2間處理差異不顯著，但與D3處理差異達到極顯著水平（P<0.01）；禿尖長、倒伏率、空稈率隨著密度的增加呈上升的趨勢，D1、D2間處理差異不顯著，但與D3處理差異達到極顯著水平（P<0.01）。

3 結論與討論

本試驗通過設置不同3種耕作方式，研究不同密度下免耕平作、秋翻平作、秋翻壟作對玉米產量的影響，研究結果表明免耕平作玉米產量最高，中密度（D2）、高密度（D3）處理產量比低密度（D1）處理產量高，且與低密度處理差異達到極顯著水平，但中、高密度處理產量差異不顯著，說明‘德美亞3是較耐密植玉米品種。總之，試驗條件下免耕優于傳統壟作和秋翻平作，且T2D2組合處理產量最高（表1～3）。本試驗研究結果免耕處理產量最高，與前人研究結果不同，這可能是因為免耕處理采用寬窄行種植方式，通風、透光效果好，邊際效應明顯。

良好的耕作方式和合理的種植密度不僅有利于產量的提高，而且有利于農業生態環境的持續發展。玉米免耕作為玉米保護性耕作的核心，是當前研究的熱點問題。玉米免耕不但能減少工作量、降低生產，對提高地力、改善生態環境和玉米可持續生產發展具有重要意義。目前，如何使免耕玉米種植技術推廣開來，關鍵在于是否能提高玉米產量，提高農民對免耕玉米種植技術的認識。此外，由于免耕地硬度高，需要專用的播種機械才能進行播種，因此，選用專用免耕播種機是免耕技術能否得到推廣的主要限制因素之一。

本試驗也存在品種單一、試驗年限短的問題，今后應該進一步多品種、多點、多年試驗，完善該項技術，更好地服務農業生產。加之，本試驗測定的各項指標為地上部分，沒有對地下指標（如根系指標、土壤生理生化指標）進行測定，這也是今后需要研究的內容之一。