不同品種與種植密度對旱地玉米產量及水分利用效率的影響

劉化濤，黃學芳，黃明鏡，閆六英，池寶亮

（山西省農業科學院旱地農業研究中心，山西太原030006）

利用玉米新品種是提高玉米產量最有效的途徑，針對品種采取相應的栽培技術措施則是發揮新品種增產作用的重要保證[1]。國內外玉米生產的實踐表明，玉米產量在一定范圍內隨種植密度增加而提高，當種植密度達到一定程度后，產量隨著種植密度的增加反而下降，因此確定玉米最適種植密度是玉米栽培技術研究的關鍵問題[2-3]。

目前，國內外有關玉米品種及密度效應的研究報道較多[4-7]。本試驗選用目前生產上推廣面積較多的農大108和鄭單958為供試品種，在干旱條件下，研究其在不同種植密度下的群體產量、產量構成因素及水分利用效率的差異，以期為合理密植獲得高產提供一定理論依據和技術指導。

1 材料和方法

1.1 試驗地基本情況

試驗地設在太原市小店區寺莊村，屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均降雨量456mm，年平均氣溫9.5℃，全年日照時數平均2 808 h，全年≥10℃的積溫為3 400～3600℃，無霜期160 d左右。供試土壤為潮土，有機質15.6 g/kg，全氮1.14 g/kg，堿解氮 87.4mg/kg，速效磷 11.6mg/kg，速效鉀185mg/kg，肥力水平中等偏上。

1.2 試驗設計

試驗為裂區設計，以品種為主區，種植密度為副區。供試品種為農大108和鄭單958。農大108設置4個密度，分別為3.6萬，4.5萬，5.7萬，6.9萬株/hm（2記為處理1～4）；鄭單958設置5個密度，分別為4.5萬，5.7萬，6.9萬，8.1萬，9.3萬株/hm（2記為處理5～9）。共9個處理，3次重復。其他管理措施與大田玉米生產一致。

1.3 測定指標

利用中子儀測定玉米耗水量，小區播期和收獲后0～200 cm的土壤水分。并進行產量測定及考種，計算水分利用效率（WUE）。

1.4 數據處理

數據處理、繪圖與分析采用Excel軟件和DPS統計分析軟件。

2 結果與分析

2.1 不同密度處理對2個玉米品種產量的影響

2.1.1 不同密度處理的產量分析 由表1可知，農大108不同密度之間，處理3產量最高，達7 802 kg/hm2，與處理4和處理2之間差異不顯著，與處理1之間差異達極顯著水平；處理4與處理1之間產量差異也達極顯著水平。鄭單958的不同密度處理之間，處理9產量最高，達9 016 kg/hm2，與處理8和處理7之間差異不顯著，與處理6和處理5之間差異達顯著水平。說明影響產量的因子中，密度增產效應占主導地位。

表1 2個品種在不同密度處理下產量差異顯著性比較

2.1.2 密度與產量的回歸分析 從圖1可以看出，產量隨密度變化呈二次拋物線。對農大108來講，在低密度時，玉米產量隨密度的增大而增加，當密度達到5.7萬株/hm2時，產量達最大值，之后密度再增加，產量反而下降；對鄭單958來講，產量隨密度增大而增加，密度達9.3萬株/hm2時，產量達最大，在本試驗設計的密度中，最高產量還沒有體現出來，尚待進一步研究。圖1還表明，在設計的密度范圍內，鄭單958的產量無論在什么密度條件下，都高于農大108，低密度條件下，產量差異小，隨著密度的加大，差異越來越大，這說明密度對產量的影響很大。

2.2 不同密度處理對2個品種產量構成因素的影響

經調查，本試驗中，在高密度情況下，沒有發現空稈；低密度條件下，雙穗率幾乎為零，因此，密度對穗數的影響不予考慮，著重分析密度與穗粒數和百粒質量的關系。

2.2.1 密度與穗粒數的關系 穗粒數是玉米產量的一個構成因素。圖2表明，隨密度（穗數）的增加，2個品種的穗粒數均呈下降趨勢，農大108的下降速度快于鄭單958。在低密度下，農大108的穗粒數高于鄭單958，密度為6.9萬株/hm2時，2個品種間的穗粒數持平，然后隨密度的繼續增加，鄭單958的穗粒數高于農大108。

2.2.2 密度與百粒質量的關系 圖3表明，隨密度增加，2個品種的百粒質量均呈下降趨勢，其中鄭單958的下降趨勢比農大108較緩，且在任何密度條件下，鄭單958的百粒質量均明顯高于農大108，表明鄭單958在高密度條件下，仍能增產。

2.3 不同密度處理對2個品種水分利用效率的影響

由表2可知，隨著密度的增大，鄭單958的水分利用效率出現差異，當密度為9.3萬株/hm2時，水分利用效率最大，達到19.61 kg/（mm·hm2），在密度為4.5萬，8.1萬株/hm2時，水分利用效率最小；在耗水量中，隨密度增大，耗水量增加，密度為8.1萬株/hm2時達到最大，在密度為9.3萬株/hm2時，耗水量下降。農大108在密度逐漸增加的情況下，耗水量不斷增大，在密度為6.9萬株/hm2時，達最大值；而從水分利用效率方面看，密度增大，水分利用效率提高，當密度為5.7萬株/hm2時，WUE達最大值，為17.67 kg/（mm·hm2），而密度再增加時，水分利用效率則下降。這表明，對農大108而言，增加了耗水量，但水分利用效率卻未隨之增加，只有當密度為5.7萬株/hm2時，水分利用效率才最大。

鄭單958的水分利用效率均高于農大108，且鄭單958在密度增大的情況下，水分利用效率仍在增加，而農大108在密度達到一定程度后，水分利用效率就不再增加，進而限制了產量的提高。

表2 2個品種不同密度處理下耗水量及水分利用效率變化

3 結論與討論

選用適宜的品種是提高玉米產量的關鍵因素。品種不同，株型也不同。鄭單958的冠層結構緊湊，植株矮化，葉片少而直，使冠層在較高的葉面積指數下，仍能截獲到較多的光照，且通過降低結穗高度，提高了莖稈的抗倒伏性[8-9]。不同株型品種的產量對密度的反應也不同，獲得高產的適宜密度存在明顯差異。生產實踐證明，玉米產量隨種植密度的增加而提高，但密度達一定程度后，產量又隨密度的增加而降低。合理的種植密度可使玉米群體與個體協調發展，在單位面積上獲得最大的產量[10]。有研究表明，在低密度條件下，單位面積穗數是限定產量的主要因素；在適宜的密度范圍內，穗粒數和百粒質量對產量影響較大；在高密度條件下，百粒質量則是決定產量的主要因素[11]。在各項高產因素中，合理密植是最經濟有效、易于推廣應用的一項增產措施。

本試驗中，在不同密度下，農大108和鄭單958產量差異顯著，同等密度下，鄭單958產量高于農大108。農大108在低密度下，穗粒數占有優勢，鄭單958在百粒質量上占有優勢；在高密度下，農大108在穗粒數和百粒質量上都處于劣勢，鄭單958的這2個因子都占有優勢。在水分利用效率方面，鄭單958高于農大108。

［1］ 張明友，張新，王振華，等.鄭單22玉米不同種植密度對產量的影響[J].農藝科學，2005（10）：166-168.

［2］ 楊利華，張麗華，楊世麗，等.不同株高玉米品種部分群體質量指標對種植密度的反應[J].華北農學報，2007，22（6）：139-146.

［3］ 杜天慶，郝建平.特早熟夏播玉米密度與經濟產量及產量性狀的關系[J].山西農業大學學報，2000（1）：9-12.

［4］ 陳傳永，侯玉虹，孫銳，等.密植對不同玉米品種產量性能的影響及其耐密性分析 [J].作物學報，2010，36（7）：1153-1160.

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［6］ 楊吉順，高輝遠，劉鵬，等.種植密度和行距配置對超高產夏玉米群體光合特性的影響 [J].作物學報，2010，36（7）：1226-1233.

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［11］ 崔彥宏.春玉米不同群體產量構成因素的分析[J].河北農業大學學報，1992（1）：14-18.