種植密度和施氮量對不同株高夏玉米產量的影響分析

李玉霞

(河南省三門峽市陜州區農業畜牧局,472000)

前言

玉米是我國的重要作物，在我國的農業產業中占有非常重要的地位。種植密度和施氮量是影響玉米產量的兩個非常重要的因素。增加種植密度可以提高玉米的產量，但是種植密度的增加也會增加玉米的氮使用量增加成本，而且，如果種植密度過高，玉米之間就會相互搶奪營養成分，還會導致玉米根莖脆弱，倒伏率增大。合理的使用氮肥也能夠提高玉米的產量，但是如果施氮量過高，會抑制到玉米株的氮素運轉效率，抑制玉米的發生長，降低玉米的產量。除了種植密度和施氮量之外，玉米的株高也是影響玉米產量的一個重要因素。專家研究發現，最理想的玉米株高應該是240cm到280cm之間。本實驗采用了三種不同株高的夏玉米，分別是矮稈品種登海、中稈品種鄭單、高稈品種魯單。在67 500株每公頃和82 500株每公頃兩個種植密度的試驗田上進行種植。施氮量分別為0、180、270kg每公頃。實驗時間為兩年，分別統計了玉米株的產量、氮元素吸收率、氮元素利用率。

1 試驗設計

本試驗地點為河南某試驗田，試驗田土壤類型為壤土，土壤的有機質含量為1.1%。使用登海、鄭單、魯單三種玉米品種，以兩種種植密度67 500株每公頃和82 500株每公頃，施氮量分別為0、180、270千克每公頃的試驗田上進行種植，共計18種試驗，每種次驗重復三次，取平均數據作為試驗數據。使用的氮肥為尿素，施肥時間在拔節期和大喇叭口期，用量比例為4∶6。

2 測定方法與測定內容

在玉米株的開花期和成熟期，試驗人員選擇5株長勢相同的玉米株，開花期植株有葉片和莖鞘兩部分，成熟期的植株有葉片、莖鞘、穗軸、籽粒四個部分，在測試時將用于測試的植株在105℃的環境下殺青30分鐘，在75℃恒溫環境下進行烘干，然后稱重。在稱重之后將植株進行粉碎，準備后續的測量。測定成熟期的植株的株高和穗位高，用濃溶液進行消毒后使用流動分析儀測定植株的氮含量。

3 相關參數的計算

本試驗中許多的參數需要進行計算，植株氮含量、氮素收獲率、氮素利用率、氮素運轉效率。植株氮含量等于成熟期單株干重×密度×成熟期單株含氮量；氮素收獲率等于籽粒吸氮量/植株吸氮量；氮素利用率等于籽粒產量/植株地上部分的氮積累量；氮素運轉效率等于營養器官氮素轉運量/開花期營養器官氮素積累量。

4 結果分析

試驗結果表明，玉米株的品種、種植密度、施氮量對不同株高的夏玉米產量影響很大，密度和施氮量對玉米株產量有互作效應。總的來說，增加氮肥的使用量能夠增加玉米株的產量，與低種植密度相比，高種植密度條件下，玉米株的產量有明顯的提高。在施氮量相同的情況下，高種植密度的玉米株產量要高于低種植密度的玉米株。隨著施氮量的增加，三個品種的玉米株的氮素積累總量都會提高，中稈和高稈的夏玉米株的氮素含量要高于低稈的玉米株。

在低種植密度下，施氮量為180千克每公頃和270千克每公頃時，矮稈植株的氮素含量比不施氮肥要高出8%和20%，中稈植株的氮素含量比不施氮肥要高出10%和34%，高稈植株的氮素含量比不施氮肥要高出9%和16%。在高種植密度下，施氮量為180kg每公頃和270kg每公頃時，矮稈植株的氮素含量比不施氮肥要高7%和20%，中稈植株的氮素含量比不施氮肥要高9%和21%，高稈植株的氮素含量比不施氮肥要高11%和17%。由此可以看出，施氮量為180千克每公頃，低種植密度下，中稈植株的氮素總量最高；高種植密度下，高稈植株的氮素總量最高。但是，中稈植株的氮素收獲率、氮素轉運效率是三種株高中最高的。在高種植密度下，隨著施氮量的增加，三個品種的玉米株的氮素轉運率都會降低。試驗結果顯示，隨著株高的增加，氮素吸收效率逐漸增加，但是氮素利用效率卻越來越低。

夏玉米的株高與群體冠層結構密切相關，對玉米產量的影響非常大。玉米的株高是由基因和生長環境共同影響的，種植密度、土壤有機物多少，都會影響到夏玉米的株高。有些學者研究發現，玉米株高的變化情況主要有下面三種情況。1.與種植密度成正相關，種植密度增加，玉米株高增加。2.株高隨種植密度一起增加，但是增加到一定程度之后達到頂峰，株高不再增加。3.和密度的增加沒有直接聯系。第一種對應的是一種稀植型的品種，第二種和第三種對應的是密植型的品種，在實際種植的過程中具有非常大的增產潛力。但是本人通過研究發現，種植密度和施氮量對夏玉米株高的影響并不大，增加種植密度可以顯著提高夏玉米的產量，但是這種增加是建立在群體效益大于個體效益的基礎上。種植密度增加之后，夏玉米單株之間的資源競爭會更加的激烈，玉米株之間的競爭會引起單株產量的降低，當單株產量帶來的影響大于增加種植密度帶來的影響時，就會帶來玉米總產量的降低。有的專家學者認為，在種植密度增加之后，夏玉米的穗粒數、千粒重、單穗籽粒干重就會降低，其中穗粒數較容易受到環境因素的影響。千粒重受遺傳的影響較大，不同密度下的千粒重差異不明顯。本研究結果顯示，隨著種植密度的增加，單株玉米株的產量有所降低，但是種植密度的增加會引起穗粒數的增加，從而導致總體產量的增加。除此之外，增加施氮量可以提高千粒重和穗粒數，也可以增加夏玉米的產量。

施氮量會導致玉米氮轉運效率的變化，有學者認為，當玉米氮素轉運效率在30%～50%時，施氮量的增加會導致玉米氮轉運效率的降低。玉米籽粒中的氮主要是從營養器官轉運過來的，轉運的比例隨著氮素含量的增加而減少。也有一些學者發現，在不施用氮肥時，玉米株的氮轉運效率最大，在施用氮肥之后，氮轉運效率會呈現先上升后下降的情況，但是在施氮量大于150kg每公頃之后，營養器官轉運的氮的貢獻率會迅速降低。本次試驗發現，低密度條件下增加施氮量之后，矮稈和中稈的夏玉米植株的氮素轉運效率會降低，但是高稈植株的氮素轉運效率會增高。高密度條件下，矮稈品種氮素轉運效率會隨著施氮量的增加而降低，中稈和高稈植株的氮素轉運效率和施氮量之間的關系越來越不明顯，施氮量增加已經不能使中高稈植株的氮素轉運效率發生顯著變化。本次試驗中，三個品種的植株在高密度的氮素利用率比低密度下的氮素利用率要高出許多。株高較高的植株的氮素吸收能力比株高較低植株的氮素吸收能力要強，但是氮素利用能力卻逐漸降低。有大量的氮元素被用于植株的生長發育，對提高玉米產量沒有產生貢獻。

有學者認為，施氮量大于150kg每公頃時，氮素對玉米產量的貢獻會顯著降低。但是本試驗在設計的時候，施氮量設計為0、180、270kg每公頃三個數值，并沒有對施氮量為150kg每公頃以下的情況進行試驗，所以可能會導致結果的不準確。如果想要明確施氮量對不同株高夏玉米產量的影響，還需要增加幾組試驗，在種植密度相同的情況下對施氮量大于0小于150kg每公頃的植株進行試驗，計算氮轉運效率、氮素含量、氮素利用率等參數數值，進一步討論施氮量對不同株高夏玉米產量的影響。

5 結語

本試驗表明，施氮量和種植密度的增加會使不同株高的夏玉米產量增加，原因是種植密度增加帶來的群體效應大于個體效應。不同株高的玉米對氮素的利用效率不同，在低密度的條件下，增加施氮量會導致矮稈和中稈品種的玉米株的氮素轉運效率降低，但是高稈植株的氮素轉運效率會顯著增高。在高密度條件下，增加施氮量會導致矮稈品種的氮素轉運效率降低，對中稈和高稈品種玉米的影響不明顯。

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