施氮量與密度對京農科728 生長發育及產量的影響

吳榮華，莊克章，張春艷，徐 杰，齊孝峰

（1.臨沂市農業科學院，山東臨沂276012；2.山東省農業科學院作物研究所，山東濟南250100）

玉米在世界上的種植面積超過1.77 億hm2，其總產超過其他糧食作物總產之和，同時也是我國種植面積最大的糧食作物[1-2]。玉米產量不僅與品種[3-7]、地域氣候[8-10]有關，同時也與栽培措施[11-14]有關，合理的種植密度和肥料施用量能夠最大限度的發揮玉米的產量優勢。京農科728 是北京市農林科學院玉米研究中心培育的玉米新品種，是適宜玉米生產全程機械化的優良品種。氮肥是玉米生長過程中需求量最大的營養元素之一，合理的使用氮肥能夠提高玉米的產量，但如果施氮量過高，會抑制玉米植株的氮素運轉效率，抑制玉米的生長發育，降低玉米產量[15]，同時對土壤環境造成嚴重污染[16]。當前現階段國家提倡減肥減藥的大背景下，合理減少氮肥用量，不僅能降低生產成本，還可維持較高作物產量，提高氮素吸收利用率[17-19]，減少氮素損失[20-21]。

本試驗通過設置氮肥和密度互作試驗，確定京農科728 在魯南地區中等地力條件下合理的施氮量和種植密度，旨在為該品種在本地區及相似生態區推廣提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試玉米品種為京農科728，由北京市農林科學院玉米研究中心提供。

1.2 試驗設計

試驗于2018 年6 月在臨沂市農業科學院試驗田（118°26′92″N，35°10′83″E）進行。該地屬溫帶季風區大陸性氣候，常年年均氣溫12.3～13.3 ℃，年降雨量832.9 mm 左右，無霜期188.9～212.2 d。試驗田土壤為潮土，前茬作物為小麥。0～20 cm 耕層土壤有機質11.9 g/kg，全氮127.6 mg/kg，堿解氮118.6 mg/kg，速效磷18.3 mg/kg，速效鉀135 mg/kg。

試驗采用裂區設計，主區因素（A）為氮肥，副區因素（B）為密度，每小區8 行，行距為60 cm，行長為6.67 m，3 次重復。施氮量設置4 個處理：N1.施氮量240 kg/hm2（農民習慣施氮量，CK）；N2.施氮量180 kg/hm2（減氮25%）；N3. 施氮量120 kg/hm2（減氮50%）；N4.不施氮。密度設置3 個處理：D1.6.0 萬株/hm2（農民習慣種植密度）；D2. 7.5 萬株/hm2；D3. 9.0 萬株/hm2。以D1 為對照。統一磷肥（P2O5）用量為110 kg/hm2，鉀肥（K2O）用量為110 kg/hm2。磷鉀肥全部作底肥施入，氮肥40%作底肥，60%作為追肥，7 月2 日追施。田間病蟲草害管理同常規管理方式，10 月5 日收獲。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 株高、穗位高測定 在玉米吐絲后20 d，測量10 株玉米的株高和穗位高。

1.3.2 葉面積系數測定 在玉米6 葉展、12 葉展、吐絲期、灌漿中期和成熟期，取5 株根據長寬系數法計算葉面積系數。

13.3 相對葉綠素含量測定 在玉米吐絲期、吐絲期后10 d、吐絲期后20 d、吐絲期后30 d、吐絲期后40 d 和成熟期取5 株，每次在最上部展開葉或穗位葉葉片中部葉脈兩側均勻取6 個點，平均值作為該玉米植株相對葉綠素含量。

1.3.4 產量及產量構成因素的測定 成熟期取3 行進行收獲，測定穗粒數和百粒質量，同時用PM- 8188谷物水分儀測定水分含量，最后計算出單位面積籽粒產量（14%標準含水量）。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2007 和SPSS 19 進行數據整理。

2 結果與分析

2.1 施氮量與密度對京農科728 株高、 穗位高的影響

由圖1，2 可知，不同施氮量和密度對株高的影響不大，不同施氮量處理的穗位高在90.87～93.11cm，株高在267.18～273.04 cm；不同密度處理的穗位高在89.78～94.73 cm，株高在268.83～271.27 cm。

2.2 施氮量與密度對京農科728 相對葉綠素含量的影響

從圖3 可以看出，隨著生育期的推移（吐絲期后6 個時期），不同施氮量處理的葉片相對葉綠素含量均表現為先升高后降低的趨勢，在吐絲期后20 d 達到最高，之后降低。施氮處理的葉綠素相對含量均高于不施氮肥處理，說明氮素促進了玉米葉綠素的合成，施氮量240，180 kg/hm2各時期的葉片相對葉綠素含量都高于另外2 個處理。由圖4 可知，隨密度增加，各個時期的葉片相對葉綠素含量降低，隨著生育期推進，不同密度處理的相對葉綠素含量均表現為先升高后降低的趨勢，吐絲期20 d達到最高，之后降低。

2.3 施氮量與密度對京農科728 葉面積系數的影響

從圖5 可以看出，從玉米6 葉展到吐絲期，各施氮量處理間葉面積系數無明顯差異，到灌漿中期， 施氮量240 kg/hm2處理的葉面積系數與180，120 kg/hm2處理的葉面積系數不存在明顯差異，但240 kg/hm2處理的葉面積系數與不施氮素處理的葉面積系數存在明顯差異，這表明在玉米生長發育前期，土壤中的氮素含量能夠滿足當前玉米生長需求，在玉米籽粒形成過程中會消耗大量養分，營養器官中的養分會不斷地向籽粒中運輸，在氮量供應不足的情況下，葉片會出現干枯、失綠現象，從而導致玉米葉面積系數的降低。

由圖6 可知，6 葉展時葉面積系數以9.0 萬株/hm2處理最大，其次為7.5 萬株/hm2處理，6.0 萬株/hm2處理最小，9.0 萬株/hm2處理的葉面積系數與6.0 萬株/hm2處理、7.5 萬株/hm2處理存在明顯差異，在12 葉展到灌漿中期這段時期，各處理間都存在明顯差異，玉米成熟期3 個密度處理間均無明顯差異，這表明在玉米生育后期，7.5 萬，9.0 萬株/hm2密度處理葉片衰老較快。

2.4 施氮量與密度對京農科728 產量構成因素及產量的影響

2.4.1 施氮量與密度對京農科728 產量構成因素及產量的影響 從表1 可以看出，施氮量240，180，120 kg/hm2處理的穗粒數無明顯差異，但3 個處理與不施氮肥處理間存在明顯差異，穗粒數分別為482.3，479.2，473.4，450.8 粒；施氮量240，180，120 kg/hm2處理的百粒質量存在明顯差異，分別為34.2，33.9，33.2，32.7 g；施氮量240，180 kg/hm2處理的產量不存在差異，但2 個處理與120 kg/hm2、不施氮肥處理間存在差異，產量最高為9 767.2 kg/hm2，最低為8 196.0 kg/hm2。6.0 萬，7.5 萬株/hm2處理的穗粒數不存在明顯差異，但與9.0 萬株/hm2處理的穗粒數存在明顯差異，分別為486.1，476.1，452.2 粒；6.0 萬，7.5 萬，9.0 萬株/hm2處理的百粒質量、產量均存在明顯差異，百粒質量分別為34.3，33.7，32.6 g，產量分別為9 613.7，9 287.3，8 575.6 kg/hm2。

表1 施氮量與密度對京農科728 產量構成因素及產量的影響

2.4.2 施氮量與密度對京農科728 產量的交互影響 從圖7 可以看出，不同密度隨著施氮量的減少玉米產量隨之降低，密度6.0 萬，7.5 萬株/hm2處理的玉米產量相對于9.0 萬株/hm2處理的玉米產量下降相對緩慢，這是由于高密度情況下，植株間爭奪營養物質加劇，氮肥量的供應不足將導致玉米產量降低。

3 結論與討論

玉米的株高、穗位高與玉米群體冠層結構及玉米的抗倒伏能力有關，相對葉綠素含量和葉面積系數是衡量玉米群體光合性能的重要指標，合理的氮肥和種植密度能夠有效改善玉米群體結構，提高玉米的光合效率，保障營養成分的有效供應，將品種生產潛力發揮到最大，同時減少投入成本，實現玉米高產高效。京農科728 在魯南地區中等肥力地塊及相似生態區同等地力條件下，推薦施氮量180～240 kg/hm2，種植密度6.0 萬～7.5 萬株/hm2，產量可以達到9 200 kg/hm2以上。