內蒙古不同生態區玉米品種產量差異分析

白氏杰 于勝男 明 博 陳 亮 王志剛 謝瑞芝

（1中國農業科學院作物科學研究所/農業部作物生理生態重點實驗室，北京 100081；2內蒙古農業大學農學院，呼和浩特 010000；3中化現代農業有限公司，北京 100081）

東北春播玉米區是我國最重要的商品玉米產區[1]，受全球氣候變暖的影響，玉米種植區域北移擴大[2]。氣候變暖也使玉米生育期內可用積溫增加，晚熟品種向積溫低值區擴散的趨勢明顯，促進了該區玉米單產水平顯著提升[3]。但晚熟品種在各地廣泛種植增加了早霜冷害發生的風險，也不利于玉米商品品質的提高[4]。前人研究表明，增密是增產的有效措施[5-6]，早熟品種生育期短，單株生物量較小，通過增密種植可以提高群體生物量，進而提高產量[7-9]。玉米品種是農業科技創新的物化產品，合理密植是生產技術的具體體現。內蒙古東部玉米種植區緯度跨度大，各地積溫資源差異明顯[10]，分析該區域不同玉米品種與密度匹配對區域積溫利用效率的影響，明確技術效應的變化情況，可以指導區域品種熟期選擇與配套適宜栽培技術，為提升該區域玉米市場競爭力提供支持。

1 材料與方法

1.1 試驗方法本研究于2017-2019年在內蒙古東部玉米區燕山北麓、西遼河及嶺東平原3個典型生態類型區不同緯度的4個試驗點同步開展，試驗點地理坐標和氣候條件如表1所示。試驗品種選用區域主栽品種中典型的晚熟品種鄭單958和早熟品種德美亞1號。試驗采取裂區設計，主區為品種，副區為種植密度。密度設置每hm245000株、60000株、75000株、90000株 和105000株共5個水平。各密度處理種植8行，行長不小于7m，小區面積大于33.6m2，3次重復。等行距種植，行距0.6m，株距根據密度進行調整。每hm2播前一次性基施緩釋肥800kg，氮、磷、鉀含量分別為27%、15%、13%。依據各地高產田精細管理，雨養種植。

表1 試驗點概況

1.2 產量差異評價指標以產量潛力較高的晚熟品種鄭單958在各密度下的產量為基準，與早熟品種德美亞1號產量之差的比值作為不同熟期品種產量差異的評價指標，以iD表示，其計算公式如下：

其中D為種植密度，YDL為晚熟品種在D密度下的產量，YDE為早熟品種在D密度下的產量。產量差異評價指標值越小說明試驗品種在該密度下產量的差距越小，反之亦然。

1.3 數據分析與統計試驗數據采用SAS 9.4進行統計分析，Excel 2013繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同生態類型區玉米產量表現2017-2019年，通遼、赤峰、興安盟及呼倫貝爾4個試驗點品種×密度互作試驗產量結果如表2所示。在積溫資源非限制區的燕山北麓、西遼河平原地區，晚熟品種鄭單958表現出更高的產量。其中，赤峰試驗點鄭單958平均產量為12930kg/hm2，而德美亞1號平均產量為8690kg/hm2，兩者相差32.8%；通遼試驗點鄭單958平均產量為11170kg/hm2，較德美亞1號8110kg/hm2的平均產量高27.4%。而在緯度更高、積溫資源緊張的嶺東平原產區，2個熟期品種間無顯著的產量差異。其中，興安盟試驗點鄭單958平均產量為9380kg/hm2，呼倫貝爾試驗點平均產量為9390kg/hm2；興安盟試驗點德美亞1號平均產量為8990kg/hm2，呼倫貝爾試驗點的平均產量為8790kg/hm2。2個試驗點鄭單958產量僅比德美亞1號產量高4.2%和6.4%。隨著緯度的升高，鄭單958產量逐步下降，赤峰顯著高于通遼，而通遼顯著高于興安盟和呼倫貝爾；但早熟品種德美亞1號在各試驗點間的產量趨勢與鄭單958不同，赤峰、興安盟及呼倫貝爾產量之間無顯著差異，僅通遼產量顯著低于上述3個地點。研究結果表明，不同熟期品種的產量差異受熱量資源的影響：在熱量資源充沛的地區，晚熟品種較早熟品種有更優良的產量表現，而熱量資源受限制后，晚熟品種的產量潛力發揮受到限制，產量表現與早熟品種無顯著差異。

2.2 不同區域種植密度的產量差異分析不同區域種植密度對玉米產量變化的影響不同，在不同生態區晚熟品種鄭單958產量與種植密度的關系不相同。在熱量資源較為豐富的通遼、赤峰兩地，鄭單958產量隨種植密度增加有下降的趨勢（圖1）。通過表2得知，通遼試驗點僅105000株/hm2的高密度處理產量顯著低于其他更低密度處理的產量表現，75000株/hm2處理的產量最高，為11730kg/hm2。赤峰試驗點除45000株/hm2與105000株/hm2密度處理下鄭單958的產量差異顯著，其他密度處理下鄭單958的產量之間并無顯著差異，45000株/hm2種植密度的產量最高，為14320kg/hm2。而在熱量資源緊缺的興安盟、呼倫貝爾兩地，鄭單958產量隨種植密度增高呈現先升高后降低的趨勢。興安盟試驗點在60000株/hm2密度下達到最高產量，為10170kg/hm2。呼倫貝爾試驗點鄭單958產量在90000株/hm2密度下達到最高產量，為10510kg/hm2。早熟品種德美亞1號在4個試驗點的產量隨著種植密度的變化均呈現先升高后降低的趨勢，其中赤峰試驗點75000株/hm2密度下產量顯著高于其他密度處理下產量，其他各密度處理間產量差異未達顯著水平，最高產量為9060kg/hm2；興安盟試驗點75000株/hm2密度下產量顯著高于60000株/hm2密度下產量，其他各密度處理間產量差異未達顯著水平，最高產量為9900kg/hm2。而在通遼和呼倫貝爾試驗中，分別在90000株/hm2和75000株/hm2密度下達到最高產量8860kg/hm2和9880kg/hm2。

分析2個熟期類型代表性品種鄭單958和德美亞1號在不同種植密度下的產量差異評價指標變化，不同生態區產量差異評價指標的變化趨勢不同（圖2）。在熱量資源相對充足的赤峰、通遼地區，增密種植對鄭單958產量沒有顯著的提升作用，甚至在高密度下產量水平下降，而德美亞1號的產量隨著密度增大先增加后降低。在各密度下，赤峰、通遼產量差異評價指標值分別為0.43、0.34、0.30、0.29、0.24；0.37、0.27、0.28、0.20、0.21。產量差異評價指標隨著種植密度的提升呈現極顯著的下降趨勢（赤峰試驗點，y=-0.0294x+0.5448，R2=0.8953；通遼試驗點，y=-0.0269x+0.4741，R2=0.853）。而在熱量資源相對緊缺的興安盟、呼倫貝爾地區，2個熟期類型品種的產量均隨種植密度的提升呈現先增加后降低的趨勢（圖1），在各密度下興安盟、呼倫貝爾的產量差異評價指標值分別為0.05、0.15、-0.01、0.03、-0.04；0.09、0.07、0.01、0.1、0.05。這兩個地區產量差異評價指標在不同種植密度下保持相對穩定，無顯著的增減趨勢。

3 結論

玉米產量的形成受遺傳因素、生態環境條件和栽培措施等因素共同影響，在我國玉米產量大幅度提高過程中，品種的更新、栽培技術的改進及生產條件的優化都發揮了重要的作用。光熱資源決定了一定區域的品種熟期和產量潛力[10]。內蒙古東部春播玉米區的區域熱量資源差異顯著，本研究在該區進行聯網試驗，研究結果表明，在不同熱量資源條件下，不同品種的產量及其隨種植密度的變化趨勢不同。在熱量資源充足的地區，晚熟品種產量更高，早熟品種通過增密種植可以縮小與晚熟品種的產量差距，但兩者產量差距依然較大。而在熱量資源相對緊缺的地區，早熟和晚熟品種的產量無顯著差異。在增密種植措施下，2個熟期類型品種的產量表現趨于一致，由于個體生長受到熱量條件的限制，晚熟品種的產量潛力難以發揮。上述結果表明，充分利用熱量資源是產量提升的根本保障。在熱量資源相對充足的地區，應優先考慮選用晚熟品種以獲得更高的產量表現。而在熱量資源相對緊缺的地區，早晚熟品種無顯著的產量差異，但晚熟品種無法正常成熟造成籽粒品質不佳，這一地區不應盲目選擇晚熟品種追求產量，而應選擇適宜熟期的品種提高籽粒成熟度，并結合增密種植措施提高產量。玉米品種和密植措施在不同區域的技術效應差異表明，農業技術研發和推廣應用必須適應一定地域內的自然和生態環境、農作制度和社會經濟環境。受全球氣候變暖的影響，玉米種植區北擴且各區熱量條件均有不同程度增加，基于區域熱量資源，選擇熟期適宜的品種，通過增密種植提升玉米的產量和品質，是內蒙古東部玉米種植區提升玉米生產效益的有效措施。