不同種植方式對旱地玉米產量的影響

耿智廣，李可夫，張文偉，張有龍，李 峰

(慶陽市農業科學研究院， 甘肅 慶陽 745000)

我國西部大部分農業區屬于旱作雨養農業區，作物產量主要受降水困素的嚴重影響和制約[1]，高效利用自然降水，一直是研究的重點。地膜覆蓋、雙株緊靠栽培、雜交品種的選用是近年來玉米栽培方面的重大改革，對促進中國的玉米栽培有著極為重要的意義，尤其是對西北半干旱生態類區玉米高產、穩產起到了巨大的作用[2-4]。另外調整密度，擴大群體容量也是玉米高產穩產的重要技術措施，通過改變種植方式、調節個體分布狀況可以有效提高種植密度而獲得高產,密度和肥料是影響產量的主要因素[5-6]。已有研究證明，播期對玉米的生育期有顯著影響[7]，種植行向影響玉米葉和莖的形態建成，通過調整行向，能增加葉面積，有利于總生物量的積累，提高了玉米產量[8]。地膜覆蓋在干旱地區對玉米增產也具有十分重要作用[9]?，F有的研究多集中在播期、施肥、覆膜、密度等單一技術方面，而對種植方式、株(行)變距及品種選擇等綜合栽培技術對玉米生育期和產量效應的報道較少。隨著種植業結構的調整，西北黃土高原旱作區果樹、蔬菜等經濟作物面積迅速擴大，與糧食作物爭地矛盾日益突出，因此探索和推廣新的栽培方式，提高農田生產力已是當前西北旱作農業生產的現實需要[10]。本文根據西部半濕潤半干旱地區(甘肅寧縣)氣候特點，研究種植方式、株距、品種及其綜合效應對玉米生育期及產量的影響，探討玉米增產技術，為旱地玉米生產提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2012年和2013年在甘肅寧縣和盛鎮(慶陽市農業科學研究院和盛科研基地)(35°25＇N，107°48＇)進行。該地區海拔1 170 m，年平均溫度8.9℃，年日照時數2 449.2 h，≥10℃積溫2 722 ℃·d，年日照2 375 h，無霜期160～180 d。屬完全依靠自然降雨的西北半濕潤偏旱區。1960—2010年降雨資料分析，該地區多年平均年降水量600 mm，降水主要分布在7—9月份。2012年試驗期間，各月份降雨量和平均溫度和歷年平均比較接近，2013年7月份，降雨量明顯高于歷年平均，尤其是玉米授粉期陰雨天氣持續多日。2012—2013年試驗期間氣溫及降雨量情況詳見圖1。

圖1 2012—2013年試驗區降雨量及平均溫度

Fig.1 Monthly rainfall distribution (bar) and average temperature(line) in 2012—2013

試驗地土壤為黑壚土，有機質含量11.3 g·kg-1，全氮0.94 mg·kg-1，堿解氮89 mg·kg-1，速效磷12 mg·kg-1，速效鉀23 mg·kg-1，肥力中等。春玉米為當地的主要作物之一，一年一熟制。每年在4月20日左右隨旋耕試驗地，基施農家肥2 500 kg·hm-2、磷酸二銨300 kg·hm-2，硫酸鉀75 kg·hm-2，隨后覆膜。4月26日按設計播種，播種深度6～8 cm，播種時下籽均勻，深淺一致。苗期和大喇叭口期各人工除草一次，大喇叭口期追施尿素150 kg·hm-2。

1.2 材料與設計

供試玉米品種有鄭單958、東單13號、登海1號、登海3521、先玉335等5個品種，是當地近年主栽品種。試驗因素包括種植方式、株距、品種三個因子，采用裂-裂區設計，三次重復，行距為60 cm，每區玉米株數相同，小區面積30 m2。主區為種植方式A，包括3個因素(A1：膜側種植；A2：膜上種植；A3：露地種植)。副區為株距B，包括2個因素(B1：35 cm；B2:20 cm，50 cm)。副副區為品種C，包括5個因素(C1:鄭單958；C2：東單13號；C3：登海1號；C4：登海3521；C5:先玉335)。詳見表1。

表1 試驗處理與編號

1.4 測定指標及方法

1.4.1 生育期 出苗期：全區發芽出土高約3 cm左右的穴數達50%的日期；拔節期：全區50%以上植株的第一莖節露出地面1.5～2.5 cm的日期；抽雄期：全區50%的植株雄穗尖端露出頂葉的日期；抽花絲期：全區50%的雌穗抽出花絲的日期；成熟期：全區50%的植株果穗籽粒硬化，種胚出現黑粉層的日期。

1.4.2 特征特性 株高：乳熟期連續取小區生育正常的10株，測量從地表至雄穗頂端的高度，取其平均值；穗位：乳熟期連續取小區生育正常的10株，測量從地表至最上部果穗柄著生節的高度，取平均值；穗長：小區內連續取10個正常果穗，測定從穗基部到穗頂端的長度，取平均值；穗行數：小區內連續取10個正常果穗，數果穗中部子粒行數，求其平均值；行粒數：小區內連續取10個正常果穗，數果穗上從穗基至穗頂端一行的子粒數，求其平均值；百粒重：曬干脫粒后，子粒混合均勻，數100個子粒稱重，重復三次，以g表示，若兩次重復相差在4 g以上，需重復第四次，取相鄰近的三個數求其平均值；產量：從每小區中間收獲2行，分別進行晾曬，在子粒風干至恒重時脫粒，稱子粒干重，按標準水分(14%)折算小區產量，并折算成公頃產量。

1.5 數據分析

試驗數據采用Excel進行整理，SPSS 17.0軟件進行統計分析，LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 種植方式、株距、品種及其交互作用對玉米生育期的影響

2012年試驗結果經方差分析得出，種植方式對玉米出苗期、拔節期、抽花絲期、成熟期和株高、穗位高都有顯著影響，膜側種植(A1)與其它兩種種植方式相比，縮短了出苗期、抽花絲期各2 d，株高、穗位高也高于其它兩種種植方式5 cm以上，成熟期比膜上種植(A2)推遲了9.8 d，比露地種植(A3)提前了8.6 d。膜上種植(A2)玉米除出苗期和成熟期外，大喇叭口期、抽雄期、抽花絲期與膜邊種植比較接近，相互之間沒有顯著差異；膜上種植(A2)成熟期為120 d，在三種種植方式中最短；膜上種植(A2)株高、穗位高顯著高于露地種植(A3)。露地種植(A3)玉米各生育期比其膜側種植(A1)、膜上種植(A2)顯著推遲，株高、穗位高也顯著降低。統計顯示，覆膜種植方式對抽雄期沒有顯著影響(P>0.05)。兩種播種密度對玉米各生育期及株高、穗位高沒有顯著影響(P>0.05)。品種之間大喇叭口期、抽雄期、抽花絲期及株高、穗位高差異顯著，出苗期和成熟期差異不顯著(P>0.05)，這些差異屬于品種特性，在此不做進一步討論。

2013年試驗結果經方差分析得出，覆膜方式對玉米出苗期、大喇叭口期、抽雄期、抽花絲期、成熟期、株高、穗位高都有顯著影響，膜側種植(A1)與膜上種植(A2)各生育期基本接近。露地種植(A3)與前兩種覆膜種植方式比各生育期顯著推遲,其中出苗期比膜上種植推遲1.7 d，比膜側種植推遲2.1 d，抽雄期與其它兩種植方式比，分別推遲1.8 d和1.2 d，成熟期與其它兩種種植方式比分別推遲8.5 d和6.1 d，在統計學上差異顯著(P>0.05)。露地種植(A3)與前兩種覆膜種植方式比株高、穗位高也顯著降低。兩種播種株距對各生育期及株高、穗位高沒有顯著影響。品種之間各生育期及株高、穗位高差異顯著，試驗結果的規律性與2010年基本一致。

綜合兩年數據可得出，膜側種植(A1)和膜上種植(A2)與露地種植(A3)比，玉米各生育期顯著提前,出苗期分別提前2.0 d和1.2 d，拔節期分別提前了2.1 d和1.9 d，抽雄期分別提前1.1 d和1.2 d，抽花絲期分別提前了1.5 d和1.5 d，成熟期分別提前7.4 d和11.4 d，不同種植方式對成熟期影響顯著。兩種株距生育期基本一致，在統計學上沒有表現出顯著差異。在種植方式、株距、品種三者交互作用對玉米生育沒有影響，僅A×C在2012年的試驗中表現出交互作用且差異顯著(P>0.05)，但這種結果在2013年試驗中再沒有出現。

2.2 種植方式、株距、品種及其交互作用對玉米產量的影響

2012年統計結果顯示，3種種植方式和2種株距對玉米產量及產量因子影響不顯著(P>0.05)。5個品種之間產量及產量因子在統計學上表現出顯著差異(P>0.05)，5個品種產量介于10 251.8～11 237.6 kg·hm-2之間，其中登海3521(C4)穗長、穗粒數顯著高于其它品種，產量也顯著高于其它品種，達11 237.6 kg·hm-2。另外，株距(B)與品種(C)之間在穗行數和產量上表現出交互作用，其中B1×C2組合穗行數為18.0，B1×C3穗行數為16.3，B2×C2穗行數為17.0，B2×C3穗行數為17.1，其它組合之間差異較小，在統計學上差異不顯著(P>0.05)。密度(B)與品種(C)對產量表現出交互作用的組合有：B1×C3產量為8 772.9 kg·hm-2，B1×C4產量為10 624.7 kg·hm-2，B1×C5產量為9 607.1 kg·hm-2，B2×C3產量為9 513.8 kg·hm-2，B2×C4產量為10 204.5 kg·hm-2，B2×C5產量9 605.0 kg·hm-2。種植方式(A)、株距(B)、品種(C)三者之間沒有交互作用，統計分析差異不顯著(P>0.05)。

2013年統計分析結果顯示，種植方式對百粒重和產量有顯著影響(P>0.05)，其中露地播種的百粒重和產量明顯低于其它兩種種植方式(詳見表3)，種植方式對穗長、穗行數及行粒數則沒有顯著影響。株距對產量及產量因子影響不顯著。品種之間產量及產量因子具有顯著差異，產量在8 554.7～10 864.7 kg·hm-2之間，其中登海3521(C4)同上年一樣，表現較好，穗長、穗粒數顯著高于其它品種，產量也是顯著高于其它品種，達10 864.7 kg·hm-2。種植方式(A)和株距(B)對行粒數表現出交互作用，其中A1×B2行粒數最高，為42.32，其它組合行粒數最高僅為41.55。株距(B)與品種(C)之間對穗行數和產量表現出交互作用，其中B1×C2穗行數為17.41，B1×C3穗行數為16.73，B2×C2穗行數為17.77，B2×C3穗行數為17.17，其它組合之間差異較小。株距 (B)與品種(C)對產量表現出有交互作用的組合有：B1×C2其產量為10 022.25 kg·hm-2，B1×C3其產量為9 883.8 kg·hm-2，B1×C4其產量為11 454.7 kg·hm-2，B2×C2其產量為10 707.6 kg·hm-2，B2×C3其產量為10 452.3 kg·hm-2，B2×C4其產量為11 174.6 kg·hm-2。

表2 種植方式、株距、品種及其交互作用對玉米的生育期的影響/d

注：1.同列中的不同字母表示差異顯著(P<0.05)；2.NS表示差異不顯著。

Note: 1. Different letters on the same column indicate difference at 0.05 level; 2. NS indicate no significant.

兩年的試驗結果表明，膜側種植(A1)、膜上種植(A2)兩種方式玉米產量及百粒重顯著高于露地種植(A3)，其中膜側種植比露地種植產量提高了543.0 kg·hm-2，百粒重提高了2.36 g，膜上種植比露地種植產量提高了432.6 kg·hm-2，百粒重提高了1.82 g。并且膜側種植比膜上種植產量高110.4 kg·hm-2，平均百粒重高出0.54 g。5個品種中登海3521在兩年試驗中產量顯著高于其它品種，兩年平均產量達到11 051.15 kg·hm-2。總種植密度不變情況下，株距與品種之間表現出交互作用，在統計學上差異顯著，其中B1×C4連續兩年獲得高產，平均產量達到11 039.7 kg·hm-2。

3 討論與結論

在生產中，玉米種植可選品種越來越多，但種植方式、株距基本是不變的，而不同的品種是否要采用不同的栽培技術，這方面的報道相對較少，本試驗旨在探討常用栽培技術單獨增產效果及技術與品種之間是否存在選擇性。前人研究表明，在干旱半干旱地區，覆膜和不同行距對玉米根系長度和根干重、生育期及產量都有影響，覆膜種植明顯優于露地種植，而且行距對玉米產量也表現出調控作用[11]，這與本研究的結果一致。本研究表明，不同覆膜種植方式對玉米的生育期表現出調控作用，與露地種植相比，覆膜種植將出苗時間提前2 d左右，而且苗齊苗壯，拔節期、抽雄期、抽花絲期均有所提前。但膜上種植的成熟期卻比膜側種植提前5 d以上，比露地種植提前10 d左右，而且兩年趨勢一致，差異顯著，其中原因還有待進一步探討。兩種種植株距對生育期影響不大，兩年趨勢一致。三種種植方式對產量的影響不同，從統計數據看膜側種植產量>膜上種植>露地種植，這與前人的研究結果一致[12]。據報道，在合理的株、行距下，群體結構較合理，農田小氣候中的光照、溫度、濕度等資源配合較好，光合效率高，干物質積累量大[13]，種植密度和行距配置對產量、產量相關性狀、植株性狀、光合速率、葉面積有調節作用[14]。在本研究中，兩種株距對玉米產量及產量因子的影響在統計學上差異不顯著，但通過兩年試驗結果可看出，不等距種植的產量高于等距種植，相關研究報道表明，同一密度下縮行增株后單株木質部傷流液體積增大，根系供應能力增強，產量增加[15]，在本研究中雖然表現出這一趨勢，但這一結論還需進一步試驗驗證。五個品種之間產量及產量因子差異顯著，產量差異較大，因此豐產的關鍵是選種。在三種種植方式、兩種株距和五個品種的交互影響研究中發現，總種植密度不變情況下，不等距種植與品種之間表現出交互作用，不等距種植可以使玉米增產，但不是適用于所有品種，一些大穗稀植型品種(如研究中的登海3521)在等距種植條件下才能獲得高產。

表3 種植方式、株距、品種及其交互作用對玉米產量及主要農藝性狀的影響

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