水肥一體化條件下不同栽植密度對玉米生長的影響

鄭麗萍，劉 海，李作一，王艷娟，田森林，李愛軍

（山西省農業科學院高粱研究所，山西晉中030600）

水資源不足和化肥利用率低下是制約沙化地區作物產量增長的主要原因[1-7]。為了消除這些問題，本研究選擇水肥一體化對作物進行培育，這項技術的優點是灌溉施肥的肥效快、養分利用率提高，可以避免肥料施在較干的表土層易引起的揮發損失、溶解慢，最終肥效發揮慢的問題[8-12]。科學的密植可以提升作物產量，而且其推廣的難度不大[13-15]。絕大部分學者都偏向于玉米不同種植密度的研究，然而對結合該技術的玉米種植密度研究為數不多[16-19]，因此，2019年，筆者在水肥一體化條件下研究不同種植密度玉米的生長發育狀況及產量，旨在為和順縣開展水肥一體化玉米生產提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

和順縣的土壤主要是褐土，淋溶程度不很強烈，有少量碳酸鈣淀積，土壤呈中性、微堿性，礦物質、有機質積累較多，腐殖質層較厚，肥力一般。和順縣屬溫帶大陸性氣候。春季干燥多風，夏季溫暖多雨，陰雨較多，氣候比較寒冷，年平均氣溫大約為6.3℃，年降水量達到593 mm，無霜期總共有124 d。試驗用田位于和順縣義興鎮堯村，2018年開墾，開墾的時間不長，土壤肥力相對較低，而且保水保肥性能不夠理想，主要選擇水肥一體化方法進行種植。

1.2 試驗材料

試驗選用的玉米品種為龍高L2，由黑龍江省農業科學院玉米研究所育成，在高產田塊其平均產量超過15 t/hm2，遠超過同熟期品種。龍高L2在黑龍江省已得到全面的推廣，而在山西省的推廣則剛剛起步。

1.3 試驗設計

4月18日耕地和施肥，應用專業設備完成覆膜、開槽等操作，26日按照5個種植密度（6.75萬（處理1）、7.50萬（處理2）、8.25萬（處理3）、9.00萬（處理4）、9.75萬株/hm2（處理5））進行點播，并根據地區情況選擇寬窄行種植。試驗地共15 hm2，每個小區面積為1 hm2，種植行間距為35 cm，每個密度設3個重復。5月30日，每公頃追施硝酸銨總量為225 kg，同時澆水1 t。6月3日，每公頃追施良友水溶肥225 kg，同時澆水1 t，在此后的2個月，每公頃追施丹王水溶肥300 kg。結合除草和防治害蟲的需求，5月每公頃噴施玉施喜2 400 mL，用于除草；在小喇叭口期，每公頃噴施高氯·馬7 500 mL，防治病蟲害。

1.4 測定項目及方法

在玉米生長發育過程中，記錄各處理的播種期、出苗期、拔節期、喇叭口期、抽雄期、吐絲期、灌漿期、成熟期的時間。玉米成熟期選擇中間行未出現間斷的作物，對穗長、禿尖長、棒周長、行數、行粒數、穗粒數、百粒質量等指標進行測定。玉米的理論產量由黑龍江省農科院玉米研究所高產育種室提供的參考值得到，實際產量通過稱重法得出。

2 結果與分析

2.1 不同種植密度對玉米生長發育進程的影響

從表1可以看出，在生育前期各處理間不具有顯著的區別，而在喇叭口期之后，處理1與處理5抽雄期相比大概要早2 d，而吐絲期要早13 d；除此之外，處理1、2與處理3、4相比，其灌漿期大概要早2 d；整體而言，不同處理間成熟期差異不顯著。表明在種植密度相對較低的情況下，個體發育的時間會一定的提前，生育中后期則出現了完全不同的情況，在種植密度達到較高水平的情況下，個體發育出現了一定的遲緩，生育中后期也在一定程度上推遲。

表1 不同種植密度對玉米生長發育的影響 月-日

2.2 不同種植密度對玉米植株性狀的影響

表2 不同栽植密度對玉米植株性狀的影響

從表2可以看出，處理4株高相對較高，處理1的株高最低，二者間的差值為14.4 cm，差異非常顯著。處理2與3的穗位高差值為12.2 cm，差距也十分明顯。整體而言，這2個指標在一定區間內與種植密度成正比例關系，當密度為9.75萬株/hm2，其表現出不斷減少的趨勢。除此之外，穗位高伴隨株高的提升而逐漸增加，伴隨著株高的減少而不斷減少。

2.3 不同種植密度對玉米產量構成因素的影響

從表3可以看出，處理1的穗長相對較長，而處理5最小，二者間的差值為2.8 cm。除此之外，處理5的禿尖相對較長，處理1與處理2間差異不顯著，處理3與處理4間差異不顯著。處理1的棒周長相對較長，而處理5較小，二者相差0.8 cm，二者間差異顯著。處理1的行粒數相對較高，處理5較小，它們相差9粒，因此，差異顯著。另外，穗粒數處理1達到最大，處理5相對較低，它們相差191粒，因此，其差異顯著。從整體而言，各指標伴隨種植密度的提升而減少，這表明在密度達到較高水平的情況下，其必然對單個玉米果穗的發育產生負面影響。

表3 不同栽植密度對玉米產量構成因素的影響

2.4 不同種植密度對玉米產量的影響

由表4可知，處理2的理論產量和實際產量均最高，處理1次之。處理1和2的穗粒數和百粒質量達到較高的水平，二者彌補了縮減的收獲穗數，由于沙土地力條件不夠理想，水分、通風透光等多方面因素也阻礙了作物的發展，因此，玉米個體生長情況相對較差，收獲穗數的提升無法彌補粒數的減少，進而導致玉米的實際產量低于理論產量。

表4 不同栽植密度對玉米產量的影響 kg/hm2

3 結論與討論

許多學者研究表明，水肥一體化較之相對獨立的澆水灌溉和施肥有十分顯著的優勢，主要表現為肥料的起效較快、養分送達率高等特點。本研究表明，種植密度對玉米生長過程中多項指標都產生了不可忽視的影響，在一定程度上改變了植株性狀和產量。在種植密度相對較低的情況下，個體發育的時間出現了一定的提前，此外，在密度種植相對較高的情況下，個體發育的時間出現明顯的推延，而到達生育中后期之后，其生育期也大幅度延后；從整體而言，株高、穗位高伴隨種植密度的提升表現出現先增加后減少的態勢；此外，穗長、行粒數等多項指標伴隨種植密度的增加而減少，而在增加到一定水平后，產量發生的變化幅度不斷減小。玉米的種植密度在7.50萬株/hm2產量達到最大，因此，最佳的種植密度為7.50萬株/hm2。

本研究雖然對水肥一體化條件下，不同栽植密度對玉米生長狀況及產量的影響進行了研究，但是，沒有對沙化土壤的影響因素進行具體分析，還需要開展相關研究。