種植密度和肥料施用量對桂單0811產量的影響

蘇義成　田樹云　文仁來

摘要[目的]為推進桂單0811在廣西的大面積推廣種植和應用提供科學依據。[方法]以桂單0811為供試材料，采用416-B回歸最優設計，分別于2015上半年和2015下半年試驗種植兩季，研究玉米新品種桂單0811產量與氮、磷、鉀肥施用量及種植密度4因素的關系，建立產量的肥密方程，分析各因素對桂單0811產量影響的主效應及互作效應。[結果]4個因素變化的效應曲線均為拋物線，對桂單0811產量的影響由大到小依次為種植密度、氮肥施用量、磷肥施用量、鉀肥施用量；通過對回歸模型的分析，篩選確定了桂單0811實現產量高于9 300 kg/hm2的密度與肥料耦合優化技術方案，合理種植密度為 69 321～90 000 株/hm2，適宜純氮、磷和鉀施用量分別為112.50～186.60、37.50～62.25、93.75～155.55 kg/hm2。[結論]桂單0811較耐密，密度在75 000、81 000、87 000、93 000株/hm2時產量差異不顯著，但考慮到廣西玉米的生產條件，在大面積推廣示范中推薦采用63 000～69 000株/hm2的種植密度。

關鍵詞桂單0811；玉米； 種植密度；肥料施用量

中圖分類號S513文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）36-0024-05

Abstract[Objective] To provide scientific basis for the largearea planting and application of Guidan 0811 in Guangxi.[Method] With Guidan 0811 as the test materials，416B regression optimum design was adopted.Guidan 0811 was planted in spring and autumn 2015，so as to research the relationship between yield of Guidan 0811 and N，P and K dosage and planting density.The fertilizer and density equation were established；and the main effect and interaction effect of the four factors on yield were analyzed.[Result]All the 4 factors performed upward parabolic change，and their influences on Guidan 0811 yield of in the two seasons from big to small were in the order of density，N fertilizer，P fertilizer and K fertilizer.Analysis of regression model showed that the optimum planting density was 69321-90000 plants/hm2 and N，P and Kfertilizer levels were 112.50-186.60，37.50-62.25 and 93.75-155.55 kg/hm2，respectively.[Conclusion] Guidan 0811 is tolerant to high density planting，and there is not significant differences in yield among the densities of 75 000，81 000，87 000 and 93 000 plants/hm2.However，considering the planting condition of corn in Guangxi，the density of 63 000-69 000 plants/hm2 was recommended for Guidan 0811 in the largescale promotion and demonstration.

Key wordsGuidan 0811；Corn；Planting density；Fertilizer application dosage

玉米是廣西重要的糧食作物，玉米種植密度的大幅度提高是玉米增產的一個重要原因。在增大密度后的群體條件下，如何協調個體與群體的關系、構建高產體系，成為玉米高產栽培理論的關鍵[1-4]。桂單0811是廣西農科院玉米研究所選育的玉米新品種，2013年通過廣西農作物品種審定，該品種植株穗位整齊、果穗均勻、外觀品質優、出籽率高、綜合抗性強、高產穩產、適應性廣，在歷年試驗中產量表現突出。研究種植密度和肥料施用量對桂單0811產量的影響，對提高廣西玉米的產量具有重要的意義。科學施肥能提高玉米產量和品質；肥料種類及施肥的比例、數量、時間、方法的不合理會引起肥料大量揮發和流失，導致肥料利用率很低、施肥成本高、經濟效益下降[5-8]。適宜的密度及平衡配方施肥是實現玉米高產的關鍵技術措施之一[9-11]。因此，選用密植品種，適當增加種植密度，合理搭配氮、磷、鉀肥比例及確定施用量是實現玉米高產的主要途徑。為進一步發揮桂單0811的豐產、增產潛力，實現良種與良法配套，筆者開展了種植密度及氮、磷、鉀肥的施用量對桂單0811產量效應的試驗研究，探索其高產栽培技術的最佳方案，指導桂單0811合理施肥，提高肥料效益，減少化肥對環境的污染，為推進桂單0811在廣西的大面積推廣種植和應用提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試品種為桂單0811，由廣西農科院玉米所生物技術研究室選育提供；供試肥料為氮肥（尿素，N 46%）、磷肥（鈣鎂磷肥，P2O5 18%）、鉀肥（氯化鉀，K2O 60%）。

1.2試驗方法試驗于2014—2015年在廣西壯族自治區農業科學院玉米研究所試驗地進行。

1.2.1桂單0811耐密性鑒定試驗。試驗設計采用隨機區組試驗，設9個處理（見表1），3次重復，每個處理作1個小區，小區為5行區，小區面積為5 m×0.7 m×5=17.5 m2。

試驗肥料及田間管理如下：①種肥：復合肥 N∶P2O5∶K2O=16∶16∶16，187.5 kg/hm2（0.328 kg/區）。②第1次追肥，結合中耕進行。尿素225 kg/hm2 + 復合肥150 kg/hm2；（尿素0.394 kg/區 + 復合肥0.262 kg/區）；③第2次追肥，結合大培土進行。尿素300 kg/hm2 + 復合肥150 kg/hm2（尿素0.525 kg/區+復合肥0.262 kg/區）。試驗記載內容：播種日期、出苗日期、抽雄期、吐絲期、成熟期、收獲期。調查內容：成熟期：株高、穗位高；總株數/小區、空桿率、倒伏株數、病害種類、感病株數/病害種類；收獲以中間兩行計產，考種：穗長、穗粗、穗行數、行粒數、禿尖長；千粒重/區、容重/區。

1.2.2桂單0811密度肥料耦合試驗。播種前取土樣進行分析。采用416-B最優混合設計[12]，設置16個處理，分別于2015上半年和2015下半年試驗種植兩季。每季試驗設置3次重復，隨機區組排列，每個處理種5行區，行長5 m，行距0.7 m，小區面積17.5 m2 。416-B最優混合設計以氮肥（X1）、磷肥（X2）、鉀肥（X3）施用量、種植密度（X4）4因子為自變量，玉米產量（Y）為目標函數，試驗各因素的上水平、下水平和零水平及變化間距、編碼值見表2。

施肥方法：氮、磷、鉀3要素按純N∶純P∶純K=3.0∶1.0∶2.5的比例施用，氮肥施用總量的20%、30%和50%分別在播種、中耕和大培土時施用；磷肥施用總量的60%和40%分別在播種和中耕時施用，鉀肥施用總量的50%、30%和20%分別在播種、中耕和大培土時施用。除試驗因子外，各小區栽培管理一致，各個處理每小區實際稱取肥量和播種密度見表3。玉米成熟后，每小區取樣20株分別測量株高、穗位高，調查田間病；收獲中間兩行測產；脫粒時考種，測定穗長、穗粗、穗行數、行粒數及千粒重。

1.3數據處理采用DPS軟件和Microsoft Excel 2007對數據進行分析、處理。

2結果與分析

2.1桂單0811密度與產量關系

由表4可知，都安的產量較高，可能與當地的施肥水平與土質有關；3地點試驗中桂單0811的產量隨著種植密度的增加而增加，當種植密度達87 000 株/hm2時，產量最高，3地平均產量8 742.45 kg/hm2，但3地平均產量密度在75 000、81 000、87 000、93 000 株/hm2時差異不顯著。這說明桂單0811較耐密，密度超過75 000 株/hm2時，產量未降低。考慮到廣西玉米的生產條件，在大面積推廣示范中推薦采用63 000～69 000 株/hm2的種植密度。

2.2桂單0811密度肥料耦合與產量結果多重比較

運用“416-B”回歸最優設計方案對2015上半年和下半年的種植密度、氮肥施用量、磷肥施用量、鉀肥施用量分別進行耦合試驗。從表5可以看出，16個處理中，F1處理兩季平均產量最高，為9 432.75 kg/hm2，F10處理產量次之，為9 318.6 kg/hm2，兩者差異不顯著。這2個處理種植密度、N、P2O5、K2O 分別為90 000 株/hm2、 112.5 kg/hm2、 85.95 kg/hm2、 112.5 kg/hm2和69 315 株/hm2、186.6 kg/hm2、 142.5 kg/hm2、187.5 kg/hm2。可見，合理施肥與最適密度對于桂單0811獲得高產都非常重要。

2.3桂單0811密度肥料耦合產量模型建立建立產量（Y）與氮肥（X1）、磷肥（X2）、鉀肥（X3）、密度（X4）的回歸方程：

Y=9 173.25+288X1+189.75X2+234.3X3+349.05X4-24.9X1X2-52.95X1X3+53.55X1X4-26.4X2X3+16.8X2X4+11.4X3X4-216X12-219X22-279.6X32-115.05X42。

對所得回歸方程進行統計測驗（F=30.72>F（0.01，14，81）=2.31），結果顯示所建立的回歸方程可靠，可用于預測桂單0811高產及篩選優化栽培方案；剔除不顯著項后，簡化后的回歸方程為：

Y=9 173.25+288X1+189.75X2+234.3X3+349.05X4-216X12-219X22-279.6X32-115.05X42。

由于各因子的變異度（標準差）不同，數學模型中不同因子的系數大小不能反映各因子對因變量的影響程度。因此，在這里引用貢獻法來評價各因子的相對重要性。

首先依據回歸方程的各回歸系數的t值，求出某一因子的貢獻值（δ），當t≤1時，δ=0；t≥1時，δ=1-1/t2；然后計算出該因子的綜合貢獻值（Δj）：Δj=δj+δjj+1/2∑δij，其中δj和δjj分別代表第j個因子的一次項和二次項的貢獻值，δij代表所有與j交互的交互項的貢獻值，經計算得4個因子的貢獻值，可得到4個因子對產量的影響順序由大到小依次為密度X4（1.56）、氮肥X1 （1.45）、磷肥X2（1.09） 、鉀肥X3（0.99） 。

2.4桂單0811密度肥料各因子效應分析

回歸分析表明，單個效應都達到極顯著水平，在6組交互項中，兩兩因子的交互作用都未達顯著水平，單效應分析時導出Xi的單效應方程如下：

氮肥——X1的單效應方程：Y=9 173.25+288X1-216X12；

磷肥——X2的單效應方程：Y=9 173.25+189.75X2-219X22；

鉀肥——X3的單效應方程：Y=9 173.25+234.3X3-279.6X32；

密度——X4的單效應方程：Y=9 173.25+349.05X4-115.05X42 。

由單效應方程作出各因子與產量的單效應圖。從圖1可以看出，固定其他因子為0水平時，在-1.518≤Xi≤1.732 的約束范圍內，氮肥、磷肥、鉀肥與產量基本呈拋物線關系，即產量隨著氮肥、磷肥、鉀肥的增加而提高，當氮肥、磷肥、鉀肥達到一定數值時產量達最大值。之后，產量隨其繼續增加反而下降；隨著種植密度的增加，產量持續提高。當氮肥在1

水平，即氮186.60 kg/hm2時，產量最高；磷肥在0水平，即

P2O5 85.5 kg/hm2時，產量最高；鉀肥在0水平，即

K2O 112.5 kg/hm2

時，產量最高；種植密度在1.732水平，即90 000株/hm2時，產量最高。

2.5桂單0811密度肥料耦合產量模擬尋優依據桂單0811產量回歸方程，進行全因子優化組合頻次分析，產量高于9 300 kg/hm2的組合，各變量取值的頻率分布結果見表6。

玉米產量較高組合方案中，氮肥、磷肥、鉀肥以0水平和1水平較多，種植密度以0.604水平和1.732水平較多。從頻率分布看，氮肥以1水平取值頻率最高，為0.40，其次為0水平的0.35，因此適宜的氮為112.50～186.60 kg/hm2（折合尿素244.50～405.00 kg/hm2）；磷肥以0水平取值頻率最高，為0.55，其次為1水平的0.40，因此適宜的磷為37.50～62.25 kg/hm2（折合P2O5 85.50～142.50 kg/hm2）；鉀肥以0水平取值頻率最高，為0.60，其次為1水平的0.40，因此適宜的鉀為93.75～155.55 kg/hm2（折合K2O：112.50～187.50 kg/hm2）；種植密度以1.732水平取值頻率最高，為0.65，其次為1水平的0.35，因此適宜的種植密度為69 321～90 000株/hm2。

進行全因子優化組合頻次分析，根據經濟效益，按玉米

價格2.0元/kg，氮肥價格5.2元/kg，磷肥7.2元/kg，鉀肥5.9元/kg，最高產量時肥料與密度方案為N 181.50 kg/hm2，P2O5 118.95 kg/hm2，K2O 130.50 kg/hm2，密度為83 910株/hm2，產量為9 583.95 kg/hm2，利潤1 156元；最佳肥料施用量與密度方為

N 129.75 kg/hm2（折合尿素282.00 kg/hm2），P2O5 99.00 kg/hm2，K2O 130.50 kg/hm2，密度為83 910株/hm2，產量為9 583.95 kg/hm2，利潤1 169元。

2016年，在同一試驗地塊進行高產示范，示范面積0.17 hm2，用上述的最佳肥料施用量與密度方案種植，產量達9 525 kg/hm2，說明該方案對桂單0811的栽培有較好的指導作用。

3結論與討論

3.1結論

種植密度、氮肥、磷肥、鉀肥4個因素變化的效應曲線均為拋物線，對桂單0811產量的影響由大到小依次為種植密度、氮肥、磷肥、鉀肥；產量隨著氮肥、磷肥、鉀肥、種植密度的增加而提高，當氮肥、磷肥、鉀肥密度達到一定數值時產量達最大值，之后產量隨其繼續增加反而下降；產量較高組合方案中，氮肥、磷肥、鉀肥以0水平和1水平較多，密度以0.604水平和1.732水平較多；進行全因子優化組合頻次分析，適宜的純氮為112.50～186.60 kg/hm2（折合尿素244.50～405.00 kg/hm2）；磷肥以0水平取值頻率最高，為0.55，其次為1水平的0.40，因此適宜的磷為37.50～62.25 kg/hm2（折合P2O585.50～142.50 kg/hm2）；鉀肥以0水平取值頻率最高，為0.60，其次為1水平的0.40，因此適宜的鉀為93.75～155.55 kg/hm2（折合K2O：112.50～187.50 kg/hm2）；密度以1.732水平取值頻率最高，為0.65，其次為1水平的0.35，因此適宜的種植密度為69 321～90 000株/hm2。桂單0811較耐密，種植密度在75 000、81 000、87 000、93 000 kg/hm2時產量差異不顯著，但考慮到廣西玉米的生產條件，在大面積推廣示范中推薦采用種植密度63 000～69 000株/hm2。

3.2討論

該試驗研究的4個因子中，對產量的影響由大到小依次為種植密度、氮肥、磷肥、鉀肥，肥料和密度的交互效應對產量的影響表現為：種植密度的增加能在一定程度上增加玉米的產量，進一步增加產量需要注意合理的施用肥料，這與前人的研究結果一致[13-18]。該試驗設計范圍內玉米產量隨各因素水平的增加而增加，當氮肥在1水平，即氮186.60 kg/hm2時，產量最高，繼續增大各因子水平產量反而開始下降；磷肥在0水平，即P2O5 85.50 kg/hm2時，產量最高，繼續增大各因子水平產量開始下降；鉀肥在0水平，即K2O 112.50 kg/hm2時，產量最高，繼續增大各因子水平產量開始下降；種植密度在0.604水平，即69 321株/hm2時，產量最高，繼續增大各因子水平產量開始下降。由此可知，肥料和密度各因子對產量的作用特點為：磷肥和鉀肥水平的變化對產量影響較小，在0水平達到最大，當因子水平較低時，隨因子水平的增加產量的增幅較小，當因子水平較高時，產量的降幅較小；氮肥在1水平達到最大，水平較低時，隨因子水平的增加，增產幅度較大，而當氮肥水平較高時，產量的降幅相對較大；密度在0.604水平達到最大，對產量的影響與氮肥相似，只是在低水平產量的增幅和在高水平產量的降幅相對較大，而且密度比氮肥的影響大。因此，適當增加種植密度，合理搭配氮、磷、鉀肥比例及確定施用量是十分重要的。桂單0811較耐密，在密度試驗中，密度在75 000、81 000、87 000、93 000 株/hm2時產量差異不顯著。因此，適宜密度及合理施肥可獲得高產。生產中需保證肥料利用率，降低肥料的流失，減少施肥成本，提高經濟效益。

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