不同種植密度及深松深度對玉米產量的影響

朱麗紅，梁志翠

（臨汾市農業機械發展中心，山西 臨汾 041000）

玉米是我國的三大糧食作物之一。自2013年起，玉米成為我國的第一大作物，在保障我國糧食安全中占據重要地位。2020 年，我國玉米高產紀錄為1 663.25 kg/0.067 hm2，但2018 年—2020 年我國玉米平均單產只有416.7 kg/0.067 hm2，僅相當于美國的57.9%，單產增產空間很大[1]。眾多研究表明，未來我國玉米產業穩產保供主要靠單產提高，最積極有效的途徑就是通過合理密植實現玉米增產。

1 我國玉米種植發展的背景

黨的十八大以來，黨中央立足世情、國情、糧情，確立了“以我為主、立足國內、確保產能、適度進口、科技支撐”的國家糧食安全戰略。2018 年，國家玉米產業技術體系在全國900塊地展開了調研工作，發現我國耕地存在明顯的“淺、實、少”的問題，全國平均耕深16.5 cm，其中東北地區僅15.1 cm，遠低于22 cm的基本要求[1]。根據已有研究表明，玉米產量的增加與耕層土壤的結構有直接關系，耕層變淺與玉米根系發育存在直接的傳導機制，淺耕層會導致倒伏嚴重，并引起玉米早衰，嚴重影響玉米產量。通過深松土壤可以明顯改善玉米植株高度、干物質積累，增加玉米群體產量[2]。近年來，我國開展的深松項目取得了很大的成就，但深度過淺將導致無法突破犁底層，深度過深則會造成動力浪費。基于此類問題，在山西省洪洞縣劉家垣鄉東義村開展玉米密植生產全程機械化高產高效試驗示范項目，通過對玉米播種的深度和種植密度的對比試驗，根據所獲得的玉米單產、百粒質量、穗粒數和含水率等數據，研究不同種植密度和不同深松深度對玉米產量的影響，以期為玉米產量的進一步提高提供參考。

2 試驗材料與設計

2.1 試驗準備

本次試驗土壤為壤土。以適宜當地種植的優質專用型玉米品種良玉99和東科909為供試材料。

2.2 試驗過程

本試驗按照項目實施方案的具體建設任務要求，在玉米機械化生產技術試驗區統一生產流程。具體過程為：機械深松→機械勻撒基肥→機械整地→播種機播種→田間管理（中耕植保、水肥一體化）→玉米機械化收獲→秸稈還田。

2.2.1 整地

為保證試驗區土地質量，2022 年4 月在試驗區進行了播前準備工作及玉米機械化深松整地工作，并于4 月22 日施足底肥，為適期播種和一播保全苗創造條件。

2.2.2 選種

因地制宜地選擇適宜機械化作業的優質專用型玉米品種，如良玉99 和東科909，有效提高了出苗率和地塊整齊度，預防了苗期病蟲害和地下害蟲。

2.2.3 播種

根據土地墑情、氣溫和玉米品種生育期等確定最佳播期，做到用種精準、下籽均勻、種肥隔離、鎮壓適度、深淺一致、覆土嚴密，適時適墑機械化播種。種植密度分為：4 000株/0.067 hm2、5 000 株/0.067 hm2、6 000 株/0.067 hm2；深松深度為25 cm、50 cm。共6 種規范化種植模式。行距統一設定53 cm。6 000 株/0.067 hm2播種株距設定21 cm，5 000 株/0.067 hm2播種株距設定24 cm，4 000株/0.067 hm2播種株距設定28 cm。

2.2.4 中期管理

5 月23 日用高地隙植保機噴施了玉部尚書除草劑，主要清除灰條、沙布等雜草；6月1日噴施了虱螨脲蟲螨晴殺蟲劑;7月20日進行了水肥一體化管理。

2.2.5 收獲

9 月14 日，在玉米臘熟期進行了玉米性狀考核和產量的測定，10月8日進行了機械化收獲。

3 總投入

本試驗采用控制投入的方式盡量減少試驗組差異。深松25 cm 和50 cm 的5 000 株/0.067 hm2和6 000 株/0.067 hm2的4種模式各投入總費用820元/0.067 hm2；深松25 cm和50 cm的4 000 株/0.067 hm2的2 種模式各投入總費用800 元/0.067 hm2。投入差異性不大。

4 實證模型及數據說明

4.1 實證模型

本文采用線性回歸模型對數據進行實證檢驗。

實證模型設定如下：

式中，Yi——試驗田的折合單產；x1——玉米種植密度，株/0.067 hm2；x2——深松深度，cm；Zi——誤差項。

4.2 數據來源及處理方法

采用五點法，在玉米收獲時，對6種種植模式的地塊分別進行測產，以此獲取試驗田的平均單產量、百粒質量、穗粒數、含水率的數據指標，見表1。

表1 玉米密植試驗田測產情況Tab.1 The yield of maize dense planting test field was measured

本試驗中不同密植、不同深松條件下的玉米產量見圖1。

圖1 不同密植、不同深松條件下的產量關系Fig.1 Yield relationship under different dense planting and different subsoiling conditions

由于6 000 株/0.067 hm2深松25 cm 的地塊地勢較低，雨水較其他地塊容易聚集，在玉米發育過程中有充足的營養供應，使土壤的物理性質能夠得到改善，從而有利于玉米種子的根系發育，導致產量較高，作為異常值在本次實驗中被剔除。

5 實證結果及分析

5.1 對種植密度、深松和產量的回歸分析結果

利用Stata17.0 進行回歸分析，把解釋變量和被解釋變量代入模型檢驗，得到見圖2的回歸結果。

圖2 使用Stata 17.0對種植密度、深松和產量作出的回歸分析結果Fig.2 Regression analysis of planting density,subdepth and yield using Stata 17.0

由此可得，產量與密度及深松的線性關系可以表現為：

5.2 對種植密度、深松和產量的回歸分析結果分析

（1）密度和深松的回歸系數大于0，說明密度和深松與產量都呈正相關關系。其中x1（密度）的相關系數為0.113 4，說明隨著密度的增加1 個單位（在本試驗中表現為增加1 株玉米/0.067 hm2），產量約增加0.113 4 個單位（在本試驗中表現為增加0.113 4 kg/0.067 hm2）。x2（深松）的回歸系數為2.232，說明隨著深松深度每增加1 cm，折合單產數約增加2.232 kg/0.067 hm2。此外依據試驗結果還發現，x2（深松）的回歸系數大于x1（密度）的回歸系數，說明深松增加一單位時比密度增加一單位帶來的產量增加幅度更大，即相比較于密度增加來說，深松深度的增加對提高產量更有意義。

（2）可決系數R-squared 值為0.96，高度接近1，說明x1（密度）與x2（深松）和y（產量）高度相關。

（3）x1（密度）P值為0.027＜0.05，說明密度是對產量影響顯著性更強的一個變量，在本試驗中可以解釋為樣本中變量關聯有2.7%的可能性是由偶然造成的。即假設總體中x1（密度）與y1（產量）之間均無關聯，反復重復該實驗也會發現有2.7%的可能性使x1（密度）與被解釋變量y1的關聯性將等于或強于該假設。而x2（深松）的P值為0.197，在統計學意義上被解釋為具有一定的偶然性，當然該結果可能也受本次試驗樣本過少，深松數據只有25 cm和50 cm兩種檔次的影響。

6 結論

經過對回歸性結果的分析，可以得出在一定范圍內，種植密度和深松深度對產量都有正向調節作用。通過試驗與分析，可以得出在施肥水平高、土壤肥力好、墑情適宜、灌溉及生產條件好的情況下，合理密植、適度深松的種植模式下玉米可獲得更高產量。

7 借鑒意義及局限性

通過開展玉米密植生產全程機械化高產高效試驗項目，為本市玉米密植試驗積累了數據支持，達到了預期的目標。玉米密植生產提高了玉米的質量和產量，達到了增產增收，為進一步推動玉米密植生產全程機械化推廣打下了良好的基礎。

在開展試驗項目過程中，由于第一次試驗的過程有其局限性，試驗的結果有其偶然性，今后本試驗組將繼續推進玉米密植生產試驗項目，持續觀察試驗過程，對比分析試驗數據，為玉米密植生產全程機械化高產高效試驗項目提供可靠的試驗數據。