蘇玉30適宜的種植密度及氮肥施用量

陸虎華，薛 林，郝德榮，冒宇翔，陳國清，胡加如，石明亮，張振良，黃小蘭，周廣飛

（江蘇沿江地區農業科學研究所，江蘇如皋226541）

蘇玉30適宜的種植密度及氮肥施用量

陸虎華，薛 林，郝德榮，冒宇翔，陳國清，胡加如，石明亮，張振良，黃小蘭，周廣飛

（江蘇沿江地區農業科學研究所，江蘇如皋226541）

為江蘇春玉米區特定生態條件下蘇玉30的春季高產種植提供參考，采用二次正交回歸組合設計方法，以施氮量和種植密度為試驗因子，建立純氮用量、密度與產量關系的數學模型，并模擬優選出蘇玉30的適宜密度和氮用量。結果表明：密度對蘇玉30產量及相關性狀的影響均大于施氮量；提出蘇玉30高產條件下單位面積的穗粒結構、葉面積指數、花后光合勢、籽粒庫容量、穗部性狀等群體質量指標；得出蘇玉30產量≥9 000kg／hm2的栽培方案：種植密度72 180～88 425株／hm2，純氮用量309．0～370．5kg／hm2。

玉米；蘇玉30；密度；施氮量；群體質量；春季種植；江蘇

江蘇是養殖及飼料消耗大省，對飼料玉米需求巨大。加快優良玉米新品種及配套技術的推廣，提高玉米單產水平，對提高本省玉米的自給率，降低市場風險有著重要意義。蘇玉30（蘇玉947）系江蘇沿江地區農業科學研究所利用自選系HL40作母本，YJ7作父本雜交而成的高產優質多抗飼用玉米新品種，于2011年9月經國家農作物品種審定委員會審定并定名，審定編號為國審玉2011022［1］。該品種于2013年被江蘇省農委確定為好品種，2014年被農業部確定為國家主導品種。目前，該品種在江、浙、皖等我國東南玉米區示范推廣良好，僅在江蘇省年推廣面積近3．4萬hm2。

國內有關玉米新品種適宜密度、氮肥施用技術及高產群體質量指標的研究報道較多，孔令中等［2］研究表明，東北春玉米超高密度（90 000株／hm2）種植條件下，施氮量279kg／hm2時玉米群體葉面積指數最大，葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度均為最佳。管俊嬌等［3］研究云南生態條件下氮肥施用方式和種植密度對玉米產量影響認為，高密度不影響品種特有的株高、穗位高和穗位系數。牛忠林［4］進行玉米密度及肥料試驗研究認為，密度主效應差異顯著，隨施氮量的增加，密度和氮肥互作不顯著，但每種常規密度隨氮肥的增加產量有所增加；陸大雷等［5］研究表明，適宜密度基礎上的氮肥施用量應以調控吐絲期群體LAI和干物質積累量在最適值，提高粒葉比，最終提高產量；范厚明等［6］的研究也表明，種植密度和氮肥施用量是影響玉米高產的兩大關鍵因子；陸衛平等［7－13］研究進一步表明，玉米的最適密度和施氮量會因環境條件、品種、栽培管理措施不同而異。江蘇省春玉米區前期低溫、陰雨，后期高溫、多臺風的生態氣候條件和種植制度與東北、黃淮海等其他玉米主產區相差較大［14］。為進一步完善蘇玉30的推廣體系，筆者等針對江蘇春玉米區特定的生態條件，研究蘇玉30高產栽培的適宜密度和施氮量，探討其高產性狀指標，旨在為蘇玉30春季高產種植提供參考。

1材料與方法

1．1試驗材料

試驗于2015年春季在江蘇省啟東市合作鄉保田村進行，試驗地土壤為沙質，耕作層0～20cm土壤理化性狀：有機質16．078g／kg，全氮0．983g／kg，堿解氮80．218mg／kg，速效鉀86．091mg／kg，速效磷6．011mg／kg。試驗地地勢平坦，灌排方便，前茬為冬閑田。供試玉米雜交種蘇玉30由江蘇沿江地區農科所提供。

1．2試驗設計

采用二次正交回歸組合設計方法［15－16］，以氮肥（x1）、密度（x2）2個栽培因子為決策變量，產量（y）為目標函數，試驗編碼水平見表1。共9個處理，隨機排列，小區面積24m2，等行距種植，6行區，行長6．7m，行距0．6m。

表1 蘇玉30試驗因素及編碼水平Table 1 Factors and levels of the test for Suyu 30

1．3試驗過程

2015年4月6日開溝直播，4月18日出苗，6 月25日吐絲，8月5日收獲，全生育期122d。玉米生長期間，前期雨水偏多，長勢正常。氮肥按基苗肥∶穗肥＝1∶2配比施用，拔節期施穗肥。磷肥（P2O5）225kg／hm2＋鉀肥（K2O）150kg／hm2一次性基施。其他管理按高產田要求進行。

1．4測定項目

各處理于苗期選定10株標記葉齡進程，吐絲期和成熟期測定葉面積。收獲時，先調查每小區總穗數、總粒數等群體結構指標，再收取小區中間4行計產。同時每小區取30穗用于室內考種，考察每穗粒數、千粒重、穗長等穗部性狀。用DPS軟件6．55及Excel進行數據分析。

2結果與分析

2．1氮肥用量及種植密度對產量的效應

2．1．1主因子效應 建立純氮用量（x1）、種植密度（x2）與產量（y）關系的回歸數學模型：y＝，復相關系數R＝0．999 8＊＊。表明，產量與施氮量、密度的復相關極顯著。經方差分析可知，F回＝1601．80＞F0．01（5，3）＝28．24，說明，試驗因素所產生的差異達極顯著水平，所得的函數關系式能較好地描述實際生產中產量與氮肥、密度的關系，可以用于效應分析和模擬尋優［15］。比較偏回歸系數絕對值的大小可以判斷因子對產量的重要程度［16－17］。從模型可知，密度對產量的一次項與二次項的偏回歸系數b2（1 180．2）、b22（1 793．3）與純氮用量對產量的一次項與二次項的偏回歸系數b1（730．2）、b11（113．3）比較可知，｜b2｜＞｜b1｜，｜b22｜＞｜b11｜。因此，無論從線性項還是從二次項進行分析，密度對產量影響程度均大于氮肥。另外，方差分析結果（表2）表明，純氮用量（x1）與種植密度（x2）的交互效果極顯著（49．44＊＊），說明蘇玉30在密植條件下增施氮肥有利于產量的提高。表明，生產上蘇玉30要獲得高產，首先要合理密植，構建足夠的群體數量，其次是科學運籌氮肥。

表2 蘇玉30試驗產量方差分析Table 2 Variance analysis for yield of Suyu 30

2．1．2單因子效應 采用降維法對其中一個變量的偏回歸進行解析，將其中一個變量固定在零水平，獲得另一自變量和產量的關系［17］，即獲得偏回歸解析模型：。由表3看出，在x1編碼值取0（氮肥用量300kg／hm2）條件下，x2編碼值在－1～0．5水平（密度37 500～82 500株／hm2）時，產量隨密度的增大而提高，至密度在82 500株／hm2時，達最高產量，為9 509．27kg／hm2；當x2編碼值大于0．5時，即密度大于82 500株／hm2時，產量降低。在x2編碼值取0（67 500株／hm2）條件下，x1編碼值在－1～1水平區間，產量與氮肥施用量呈正相關關系，產量隨施氮量的增加而提高。

2．1．3兩因子交互效應 由表4看出，在同一密度水平下，隨著施氮量增加，產量增加；在同一施氮水平下，密度在－1～0．5區間，產量隨密度增加而增大；當x2編碼值大于0．5，即高于82 500株／hm2時，產量隨著密度增大而下降；密度在0～0．5區間時，即67 500～82 500株／hm2時，10個處理組合中有7個組合的產量高于9 000kg／hm2。密度與施氮交互效應的最大值出現在x1編碼值為1，x2編碼值為0．5時，即密度82 500株／hm2、施氮375kg／hm2可獲得最高產量。

表3 蘇玉30試驗氮肥和密度不同水平的單因子產量效應Table 3 Yield of Suyu 30under different nitrogen application rate or different planting density kg／hm2

表4 不同水平氮肥與密度交互因子的產量效應Table 4 Yield of Suyu 30under interaction of different nitrogen and density levels kg／hm2

2．2密度與氮肥用量的優化配置

運用頻數分析法對模型進行優化分析，當施氮量和密度均在－1～1取值時（步長＝0．5），獲得25套組合，其中，產量9 000kg／hm2以上的組合有9套，占36%。對9 000kg／hm2以上的組合進行頻數分析，獲得在本地區生產條件下，蘇玉30產量9 000kg／hm2以上的綜合優化農藝方案：種植密度為72 180～88 425株／hm2，純氮用量309．0～370．5kg／hm2。

2．3氮肥與密度對蘇玉30農藝性狀的影響

以蘇玉30的群體及穗部性狀為目標函數，氮肥（x1）、密度（x2）為自變量，建立相關函數模型。由表5可知，蘇玉30的群體及穗部性狀與氮肥、密度的回歸測驗均達到極顯著水平，表明函數關系能代表實際生產情況，可用于模型分析和預測。各性狀與氮肥、密度的線性回歸系數都達到了極顯著或顯著水平，且｜b2｜＞｜b1｜，說明密度對蘇玉30各性狀的影響程度均大于氮肥。足夠的密度是玉米高產群體源、庫的重要保證，即玉米要奪高產，群體花后要有足夠的光合勢和籽粒庫容量。通過對相關方程計算可知，當群體密度過大時，蘇玉30的穗粒數、千粒重、果穗長度均變小，而禿尖變長；增施氮肥，有利于吐絲期葉面積指數的提高，后期葉片保綠性好，防止早衰，延長灌漿期，有利于穗粒數增加、提高千粒重、果穗增長、增粗，禿尖減小，群體空稈率下降。因此，合理的種植密度與科學的氮肥運籌，協調好整個群體的源、庫、流的關系，是蘇玉30高產的保證。

2．4蘇玉30高產的主要性狀指標

根據蘇玉30產量9 000kg／hm2以上的種植密度與施氮量（編碼值），代入相關函數模型可得出蘇玉30高產的主要性狀指標。即有效穗在75 866穗／hm2左右，每穗粒數達433粒以上，千粒重302．5g以上；適宜葉面積指數吐絲期4．50左右，成熟期2．43左右；花后光合勢不小于123．663萬m2·d／hm2；總實粒數3 177．1萬粒／hm2以上；果穗要大小均勻，穗長19．26cm左右，穗粗4．46cm左右；禿尖長1．76cm以下。

3結論與討論

影響玉米高產作用的環境限制因素是多方面的，但密度和施氮量是高產栽培技術的主要人為控制因子，也是創造高產的基礎因子，這兩個因子交互作用不好，就很難表現出玉米雜交種的產量水平［18］，而且離開這兩個基礎因子的優化區域，即使再優化其他因子，也很難達到最佳產量。本研究結果表明，密度對蘇玉30籽粒產量及有關性狀的影響程度均大于氮肥，說明蘇玉30進行高產創建，首先要合理密植，確保有足夠的群體數，在此基礎上科學運籌氮肥，增加群體總粒數。提高千粒重、減小禿尖，降低空稈率可獲得高產。

本研究構建了產量與氮肥、密度關系的數學模型，并綜合優選出蘇玉30在江蘇春季栽培中產量9 000kg以上的綜合優化農藝方案：種植密度在72 180～88 425株／hm2，純氮用量309．0～370．5kg／hm2。在該條件下種植，蘇玉30的田間主要性狀基本能達到玉米高產群體要求，即有效穗75 866穗／hm2左右，每穗粒數達433粒以上，千粒重302．5g以上，具有適宜的葉面積指數和光合勢，果穗大小均勻。

［1］陳國清，胡加如，陸虎華，等．高產優質玉米新品種‘蘇玉30’的選育研究［J］．上海農業學報，2012，28（4）：30－32．

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［3］管俊嬌，肖植文，楊曉洪，等．不同生態條件下玉米品種高產潛力研究［J］．西南農業學報，2015，28（2）：487－491．

［4］牛忠林．合玉16玉米的適宜種植密度與施氮量［J］．玉米科學，2004，12（3）：90－91．

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［6］范厚明，付業春．種植密度長和氮肥用量在玉米高產栽培中的重要性研究［J］．安徽農業科學，2009， 37（16）：7406－7407．

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［18］劉 正，王 波，謝孝頤．淺析密度、氮肥對蘇玉（糯）1號高產栽培的作用［J］．玉米科學，1995（3）：55－57．

（責任編輯：姜 萍）

Suitable Planting Density and Nitrogen Application Rate for High－yield Cultivation of Suyu 30，a Maize Variety

LU Huhua，XUE Lin，HAO Derong，MAO Yuxiang，CHEN Guoqing，HU Jiaru，SHI Mingliang，ZHANG Zhenliang，HUANG Xiaolan，ZHOU Guangfei
（Yanjiang Institute of Agricultural Sciences，Rugao，Jiangsu226541，China）

The mathematical models between pure nitrogen application rate，planting density and yield are established by the quadratic regression orthogonal design respectively and the suitable planting density and nitrogen application rate for high－yield cultivation of Suyu 30were optimized by the mathematical models to provide a reference for high－yield cultivation of Suyu 30（a maize variety）under the specific ecological conditions in Spring maize cultivation area of Jiangsu．Results：The effect of planting density on yield and yield correlated characters is higher than nitrogen application rate．The population quality indexes of ear－grain structure，leaf area index，photosynthetic potential after flowering，grain storage capacity and ear traits of Suyu 30under the condition of high－yield cultivation are put forward．The cultivation scheme for more than 9 000kg／hm2includes 72 180～88 425plants／hm2of planting density and 309．0～370．5kg／hm2of pure nitrogen application rate．

maize；Suyu 30；density；nitrogen application rate；population quality；sowing in Spring；Jiangsu

S565．401

A

1001－3601（2016）11－0460－0042－04

2016－02－25；2016－10－10修回

江蘇省科技支撐計劃項目“密植高產飼用玉米新品種選育”（BE2013434）；江蘇省科技基礎設施建設計劃項目“江蘇省優質玉米工程技術研究中心”（BM2013391）；現代農業產業技術體系專項資金（CARS－02－50）

陸虎華（1974－），男，副研究員，從事玉米新品種選育及栽培工作。E－mail：1094849519＠qq．com