滴灌水肥一體化玉米株行距配置試驗

徐燦 陳永偉 張敏 靳韋 楊波 王昊 夏學智 馬文禮

摘要：合理增加種植密度是國內外玉米增產的重要途徑，但合理的密植范圍受品種及種植技術等的影響。本試驗旨在分析種植區種植密度對不同玉米品種生長與產量的影響，進一步發揮品種和栽培密度之間的增產優勢，篩選出適宜在本地種植的優質高產玉米品種、株行距配置及密度。本試驗采用L16（45）正交試驗設計，通過滴灌水肥一體化技術，研究品種、行距（寬行、窄行）、株距對玉米產量的影響。結果表明，對穗粒數影響因素次序為品種>寬行>株距>窄行，對百粒質量影響因素次序為品種>株距>寬行>窄行，而對產量影響因素次序為品種>窄行>寬行>株距;玉米種植較優水平組合為A3B3C2D2，即品種為迪卡159、寬行為80 cm、窄行為30 cm、株距為18 cm。在此條件下，迪卡159在種植密度為10.1萬株/hm2（寬行80 cm、窄行30 cm、株距18 cm）時可獲得較高產量，為實現西北玉米區玉米高產、穩產提供了科學指導和理論參考。

關鍵詞：滴灌;水肥一體化;玉米;株行距配置;正交試驗;產量

中圖分類號： S513.06;S513.07? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）21-0081-05

收稿日期：2021-02-22

基金項目：寧夏回族自治區重點研發計劃（編號：2018BBF02018）。

作者簡介：徐 燦（1993—），女，寧夏銀川人，碩士，助理農藝師，主要從事農業技術推廣工作。E-mail：519966653@qq.com。

通信作者：馬文禮，碩士，高級農藝師，主要從事作物栽培技術研究與推廣工作。E-mail：mwl7544@163.com。

玉米是我國分布最廣的谷類作物，對保障國家糧食安全發揮重要作用。品種遺傳特性和栽培管理方式決定玉米籽粒產量的高低。因此，在玉米生產過程中探究不同品種在種植地區的表現以及不同株行距配置下密度的變化對玉米產量具有十分重要的指導意義。國內外學者研究認為種植密度是限制籽粒產量的關鍵，玉米密植下選擇耐密植基因型來優化群體種植密度是重要的栽培技術[1-4]。前人研究認為，在一定密度下，合理株行距配置能構建高效的地上部群體結構，也能形成發達、具有旺盛活力的地下根群，與地上部分生長相協調，有效利用土壤中水分和養分[5]。楊吉順等的研究表明，在較高密度條件下，寬窄行40～80 cm的配置有助于擴大光合面積、增加穗位葉層的光合有效輻射、提高群體光合速率、減少群體呼吸消耗，從而提高籽粒產量[6]。2005—2016年，西北玉米區通過推廣利用鄭單958、先玉335等耐密性品種，使種植密度從4.50萬株/hm2增加到了6.77萬株/hm2[7-9]，進而提高了產量水平。所以選擇耐密性品種進行合理密植是今后西北玉米區實現玉米單產增加的落腳點。但是，就西北玉米區目前育成和推廣的品種來看，耐密性還有待進一步提高。本試驗通過分析不同玉米品種在不同種植密度下的生產數據，明確種植密度對不同玉米品種生長與產量的影響，揭示玉米種植密度的變化規律，以期為西北玉米區玉米實現大面積高產、穩產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點設在平吉堡農場農五隊（地理位置38°24′ N，106°01′ E），地處寧夏回族自治區銀川市西南14 km。地形由黃河沖擊平原高階地和沖積扇形成，由西南向東北傾斜高差29 m，海拔1 120 m，年均降水量為169 mm，年平均氣溫為8.5 ℃，≥10 ℃ 的活動積溫為3 298.1 ℃，年日照時數為 3 000 h，無霜期160 d左右。土壤類型為淡灰鈣土，土壤質地為輕壤土。土壤pH值為8.7，有機質含量為14.0 g/kg，全氮含量為0.88 g/kg，堿解氮含量為64 mg/kg，速效磷含量為32.9 mg/kg，速效鉀含量為174 mg/kg，全鹽含量為2.64 g/kg。

1.2 供試材料

供試品種為迪卡159、先玉1225、天賜19、正業8號。肥料為尿素（N含量為46%）、水溶性磷酸一銨（N含量為12%，P2O5含量為61%）、硫酸鉀（K2O含量為52%）、硫酸鋅（EDTA-ZnSO4·7H2O）。

1.3 試驗設計

試驗采用L16（45）正交試驗設計，因素水平見表1，共16個處理，小區面積為86.71 m2，隨機排列，重復2次，小區間走道寬為1 m，四周設置寬為1.1 m的保護行，占地面積共2 066.7 m2。

1.4 試驗方法

于2020年4月20日播種，采用人工播種，共16個處理，每個處理播種密度視寬窄行和株距而定，具體見表1，滴灌帶采用人工覆土鎮壓方式鋪設。施肥采用滴灌水肥一體化方式進行，內鑲貼片式滴灌帶，滴頭流量為1.38 L/h，滴頭間距為30 cm，滴灌帶鋪設間距分別為20、25、30、35 cm。9月25日收獲。各處理施肥時間、灌溉條件以及其他管理措施同大田。

試驗前采集基礎土樣，分析化驗土壤的常規7項（詳見“1.1”節）。在灌漿期測定玉米株高、莖粗、葉綠素含量等農藝性狀指標。收獲前按對角線法隨機選取樣點，每個樣點選取長勢均勻且行長為 4 m 的4行，收獲全部果穗，計數稱質量后選取具代表性的20個果穗作為樣本進行考種，測定穗粒數、百粒質量等。脫粒后用谷物水分測定儀測定籽粒含水量，折算出標準水分下的產量與百粒質量。

1.5 數據統計分析

采用Excel 2007及DPS 7.05進行數據整理統計和相關分析。

2 結果與分析

2.1 試驗結果及差異顯著性

通過對主要指標的測定與差異顯著性分析結果（表2）可知，處理間存在顯著差異。除了處理1、處理3、處理4產量較低，其他處理產量均超過 15 000 kg/hm2，產量最高的是處理10，為 18 420.15 kg/hm2，產量最低的是處理3，為 11 272.35 kg/hm2;百粒質量最高的為處理2;穗粒數最低的為處理3。葉綠素含量表現為處理7顯著高于其他處理;株高表現為處理9與處理7、處理8、處理10、處理13差異不顯著，與其他處理差異顯著;莖粗表現為處理2、處理11、處理12顯著高于其他處理，處理2、處理11、處理12之間莖粗差異不顯著。

2.2 產量構成因素最優水平組合選擇

由表3可知，影響穗粒數的因素主次順序表現為A（品種）>B（寬行）>D（株距）>C（窄行），其最優水平組合為A3B3C2D1;影響百粒質量的因素主次順序為A>D>B>C， 其最優水平組合為A4B2C2D2;影響產量的因素主次順序表現為A>C>B>D，其最優水平組合為A3B2C2D2。即3個指標的最優水平組合不盡相同，均屬于正向指標，數值越大越有利，可進一步通過產生影響的主次順序和綜合平衡的方法確定最優水平組合。

由表3可知，對于A因素，從主次順序看，對穗粒數、百粒質量、產量的影響均排在第1位，說明品種對密度的影響最重要，是主要因素，A因素選擇在A3、A4之間，可從定量角度確定A因素的最佳水平。由表4可知，有利部分，A3>A4，不利部分，A3

2.3 農藝性狀最優水平組合選擇

各處理玉米農藝性狀及極差分析結果見表5。影響葉綠素含量的因素主次順序表現為A>D>B>C，其最優水平組合為A2B3C4D2;影響株高的因素主次順序表現為 A>B>C>D，其最優水平組合為A3B3C2D2;影響莖粗的因素主次順序表現為A>D>C>B，其最優水平組合為A3B2C2D2。

在生長指標中，葉綠素含量、株高、莖粗都屬于正向指標，所以判斷生長指標對產量的影響，極差越大影響越主要。對于A因素，從主次順序來看，對葉綠素含量、株高、莖粗的影響都排在第1位，是主要因素，A因素選擇范圍在A2、A3之間，其中株高和莖粗都顯示在A3處理下表現最佳，故A因素選擇A3。對于B因素，從主次順序來看，對葉綠素含量的影響排在第3位，對株高的影響排在第2位，對莖粗的影響排在第4位，故選擇對指標影響排位靠前的指標，即選擇株高下的B因素，B3。對于C因素，從主次順序來看，對葉綠素含量影響排在第4位，屬于次要因素，對株高和莖粗的影響排在第3位，應以排位靠前的株高C2和莖粗C2中選擇，故選擇C2。對于D因素，從主次順序來看，對葉綠素含量和莖粗的影響排在第2位，對株高的影響排在第4位，屬于次要因素，應在排位靠前的葉綠素含量（D2）和莖粗（D2）中選擇，故選擇D2。綜上所述，本試驗的生長指標最優水平組合為A3B3C2D2，與產量構成因素的優選結果一致。

3 討論與結論

3.1 品種與株行距配置對產量的影響

密植栽培可以促進玉米增產。在特定環境條件下，產量與種植密度的關系符合等差與等比的混合模型[10-12]，品種和栽培措施共同決定了適宜種植密度。在高密度種植條件下，耐密品種可以克服群體密度提高導致的植株間競爭，在玉米生產中更易實現高產。賈波等的研究表明，耐密植玉米是株型較緊湊品種的演變，資源利用、耐脅迫能力以及穩產性等較平展型玉米強，可降低因植株間的相互競爭引起光合生產中碳水化合物的內耗，提高生物量的生產能力和物質轉運速率，將相鄰植株間對光、溫、水等的競爭最小化，有效分配光合產物，獲得更高的群體產量[13]。合理的群體結構是玉米密植高產的基礎，通過不同株行距配置可以改變玉米群體的冠層和根部結構，從而改變農田小氣候環境，達到增產的目的[14-16]。李新彥等的研究表明，在種植密度不變的情況下，適當增加株行距能夠起到增產的效果，但行距過大必然導致株距減小，不但不會增加玉米產量，反而會導致玉米產量降低[17]。王楷等的研究表明，西北灌溉玉米區充分滿足水肥供應的條件下，密度在10.5萬株/hm2時實現了最高產量[18]。陳傳永等研究認為，春玉米耐密高產栽培的適宜密度為7.5萬～10.5萬株/hm2[19]。王洪君等研究認為，半干旱區玉米寬窄行行距為70 cm+30 cm 和寬窄行行距為80 cm+30 cm配置下玉米群體對光能資源的利用達到最佳，能有效提高玉米產量[20]。

3.2 種植密度對產量構成因素的影響

在適當的水肥管理下，改善栽培密度是增加玉米產量的關鍵措施之一[21]。種植密度通過有效穗數、穗粒數和百粒質量來影響籽粒產量，在適宜種植密度以下，增密能提高玉米單位土地面積果穗數和籽粒產量，當群體密度過大時，穗粒數和百粒質量的下降程度遠大于單位面積穗數的增加，產量開始下降。在本試驗中，在適宜的種植范圍內，隨著種植密度的增加，各品種的產量也隨之增加，產量構成因素中的穗粒數和百粒質量也表現為增加的趨勢。但是過了品種適宜的密度范圍，產量與產量構成因素中的穗粒數、百粒質量表現為下降的趨勢，且不同品種的耐密性不同，產量開始下降時的密度也不同。參試品種中以迪卡159的耐密性較高，且有較高的百粒質量。

3.3 種植密度對品種抗倒伏性的影響

不同種植密度下品種抗倒伏性也存在差異，通過對密度試驗調查發現，正業8號、天賜19均出現倒伏。其中，正業8號密度在11.9萬、13.6萬株/hm2時出現倒伏，倒伏率分別為5%、20%，說明正業8號種植密度不宜超過11.9萬株/hm2;天賜19在種植密度為12.9萬株/hm2時倒伏率達到80%，其他處理無倒伏，說明天賜19種植密度最大不能超過12.9萬株/hm2。迪卡159未出現倒伏，說明迪卡159抗倒伏性較好，表現為整體莖粗高于其他參試品種。

以上結果表明，要使玉米產量得到顯著提高，首先要選擇適宜當地種植的優良耐密植品種，其次要選擇較高的群體密度，高密度是玉米產量提高的基礎。在高密度條件下，要采用合理的株行距配置，充分發揮玉米個體發育潛力，使玉米群體與個體得到協調發展，保證玉米群體產量得到提高。

本研究結果表明，通過對品種、寬窄行及株距進行極差分析對比得出，品種對產量的影響排在第1位，為主要因素，說明在玉米密植下選擇優良品種來優化群體種植密度是非常重要的栽培技術。同時，本試驗通過L16（45）正交優化試驗得出，適宜本地區種植的耐密品種為迪卡159，寬窄行行距為 80 cm+30 cm，株距為18 cm時，種植密度為 10.1萬株/hm2，此時玉米植株群體結構較合理，可以達到增產效果。

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