密度和施肥對‘河農1號’農藝性狀及產量的影響

鄭天翔 雷玉明* 石建國 馬紫薇 韓彥弟石 菁 王麗娟 丁希德 馬 金

（1.河西學院農業與生態工程學院；2.甘肅河西走廊特色資源利用重點實驗室；3.張掖市建國作物種質創新育種工作室，甘肅 張掖 734000；4.甘肅農業大學農學院，甘肅 蘭州 730070；5.甘肅前進牧業科技有限責任公司，甘肅 張掖 734000）

引言

玉米是一種重要的糧食作物和飼料作物，我國常年種植總面積在2000萬hm2以上［1］.目前，玉米需求量在不斷擴大，但是我國玉米生產只能依靠提高單產來提高產量.培育玉米新品種是最簡便的增產途徑，同時，對于不同品種采取相應的栽培技術是增產作用的重要保證［2］.在玉米栽培技術中，密度和肥料是影響玉米產量的關鍵技術［3］.不同的玉米品種都有其最適種植密度，不同品種的種植密度與施肥方式，都會影響玉米長勢、群體、穗部性狀以及產量［4］. 因此適宜的密度及施肥方法是提高玉米產量的關鍵技術措施之一［5，6，7］. 使玉米增產的途徑主要有提高玉米種植密度，它是通過各種肥料的高效使用及配合，提高土壤供肥能力，達到增產目的［8，9］.

提高玉米群體效應是玉米最有效的增產方式，‘河農1號’玉米品種是本區玉米生產中的一個糧飼兼用的新品種，為確定‘河農1 號’最佳的種植密度和最適的施肥量，本試驗研究了不同密度和施肥量對‘河農1號’生長的影響，以期為‘河農1號’實現高產優質化栽培提供技術指導.

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年在甘州區黨寨鎮小寨村張掖市建國作物種質創新育種工作室試驗基地進行，當地海拔1448m，日照時數3041h，土壤質地為沙壤土，前茬作物玉米，且土壤養分均一.

1.2 試驗材料

供試玉米品種：糧飼兼用玉米新品種“河農1號”由河西學院和張掖市農業科學院聯合選育.品種來源：F12-006×G12-060，原代號JG606.

供試肥料：氮肥（尿素，含N46%）；磷肥（磷酸二銨，含P2O518%）；鉀肥（硫酸鉀，含K2O50%）.

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計

設置密度（4500株/667m2、5300株/667m2、6100株/667m2）、氮肥（30kg/667m2、60kg/667m2、90kg/667m2）、磷肥（15kg/667m2、30kg/667m2、45kg/667m2）、鉀肥（5kg/667m2、10kg/667m2、15kg/667m2）四個因素進行L9（34）正交試驗設計（見正交試驗設計表1）.試驗小區長4m，寬2，5m每小區四周筑埂，埂寬30cm，避免串灌串排，每個處理組合重復3次，隨機區組排列，周圍設保護行.

表1 正交試驗設計表Table 1 Orthogonal experimental design

1.3.2 試驗種植

試驗采用地膜覆蓋栽培，播種前一周劃線鋪膜，于4 月14 日播種，10 月1 日收獲.播種方法為點播，播種深度為4～5cm，行距為55cm，株距為27cm（密度為4500株/畝）、株距為23cm（密度為5300株/畝）、株距20cm（密度為6100株/畝）.磷肥（磷酸二銨）、鉀肥（硫酸鉀）于播種前施入0～20cm耕作層做底肥，氮肥（尿素）總量的1/3 作底肥，2/3 做追肥，分兩次追施，1/3 作拔節期追肥、1/3 作大喇叭口期追肥，追肥方法為穴施.其他管理措施同大田保持一致.

1.4 田間測量與考種

株高：由植株基部土面量至雄穗頂端的高度，每個處理取10株測定后取平均值.

穗位高：由植株基部土面量至果穗節的高度，每個處理取10株測定后取平均值.

莖粗：每個處理取10株，測定其地面第一節后取平均值，以mm表示（用游標卡尺測定）.

穗粗：將取樣果穗頭、尾相間排成一行，量果穗中間的直徑，求其平均值.

穗長：果穗風干后，選取有代表性果穗10個，測穗基部到頂端長度（包括禿頂部分）取平均值.

行粒數：果穗風干后，選取10個果穗，一個果穗數區具有代表性的三行后求平均值.

穗行數：每個處理取3個果穗，數其中部籽粒行數，并求平均值.

生物產量：在一個小區中選取10株，測定地上部生物產量.

產量：每個試驗小區單獨收獲，果穗自然風干后脫粒稱重計產，按14%水分折算產量.

1.5 統計分析

通過Excel2016制表對所收集的數據進行正交數據處理.

2 結果與分析

2.1 密度和施肥對株高、穗位高、莖粗的影響

從株高正交試驗結果（表2）可以看出，4個因素的極差分別為9，37、5，15、2，37、6，19，各因素對株高的影響程度依次為密度＞鉀肥＞氮肥＞磷肥.密度的極差9，37最大，說明密度水平變化對株高影響最大，因此密度是主要因素，它的第2 水平（A2）所對應的數值374，69 最大，為最優水平.同樣，氮肥、磷肥、鉀肥最優水平對應值分別為371，37、370，59與371，74，即最優組合A2B1C2D2，即密度5300株/667m2、氮肥30kg/667m2、磷肥30kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

注：表格中Z表示株高，S表示穗位高，P表示莖粗.

對穗位高正交試驗結果（表2）可以看出，4個因素的極差分別為10，58、6，34、9，25、8，28，各因素對穗位高的影響程度依次為密度＞磷肥＞鉀肥＞氮肥，密度的極差10，58最大，說明密度水平變化對穗位高影響最大，因此密度是主要因素，它的第3 水平（A3）所對應的數值180，92 最大，為最優水平.同樣，磷肥、鉀肥、氮肥最優水平值分別為178，85、180，52、179，35，即最優組合A3B2C1D3，即密度6100株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15/667m2、鉀肥15kg/667m2.

對莖粗正交試驗結果（表2）可以看出，4個因素的極差分別為0，25、0，02、0，03、0，04，各因素對莖粗的影響程度依次為密度＞鉀肥＞磷肥＞氮肥，密度的極差0，25最大，說明密度水平變化對莖粗影響最大，因此密度是主要因素，它的第1水平（A1）所對應的數值2，60最大，為最優水平.同樣，磷肥、鉀肥、氮肥的最優水平值分別是2，52、2，53、2，52，即最優組合A1B2C1D2，即密度4500 株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

2.2 密度和施肥對穗長、穗粗、行粒數、穗行數的影響

對穗長正交試驗結果（表3）可以看出，4個因素的極差分別為0，92、0，84、0，44、1，05，各因素對穗長的影響程度依次為鉀肥＞密度＞氮肥＞磷肥，鉀肥的極差1，05最大，說明鉀肥水平變化對穗長影響最大，因此鉀肥是主要因素，它的第2 水平（A1）所對應的數值23，09 最大，為最優水平；同樣，密度、氮肥、磷肥的最優水平值分別是23，32、23，27、23，03.即最優組合A1B2C1D2，即密度4500株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

對穗粗正交試驗結果（表3）可以看出，4個因素的極差分別為0，02、0，13、0，16、0，06，各因素對穗粗的影響程度依次為磷肥＞氮肥＞鉀肥＞密度，磷肥的極差0，16最大，說明磷肥水平變化對穗粗影響最大，因此磷肥是主要因素，它的第3水平（A1）所對應的數值5，16最大，為最優水平；同樣，氮肥、鉀肥、密度最優水平值分別為5，12、5，10、5，08，即最優組合A1B3C3D1，即密度4500 株/667m2、氮肥90kg/667m2、磷肥45kg/667m2、鉀肥5kg/667m2.

對穗粒數正交試驗結果（表3）可以看出，4個因素的極差分別為3、2、3、3，各因素對穗粒數的影響程度密度、磷肥、鉀肥一致，氮肥影響最小.

對穗行數正交試驗結果（表3）可以看出，四個因素的極差分都為0，說明各因素對穗行數的影響程度一致.

表3 密度和施肥對穗長、穗粗行粒數、穗行數的影響Table 3 Effects of Planting Density and Fertilization on Panicle Length,Panicle Coarse Grain Number and Panicle Number

注：表中R表示穗長，X表示穗粗，T表示穗粒數，L表示穗行數

2.3 密度和施肥對畝產量、生物產量的影響

對產量正交試驗結果（表4）可以看出，4個因素的極差分別為303、70，67、38，67、144，34，各因素對產量的影響程度依次為密度＞鉀肥＞氮肥＞磷肥，密度的極差303最大，說明密度水平變化對產量影響最大，因此密度是主要因素，它的第3 水平（A3）所對應的數值2358，67 最大，為最優水平；同樣，鉀肥、氮肥、磷肥的最優水平值分別為2257，675、2242，67、2202，67，即最優組合A3B2C1D2，，即密度6100株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

表4 密度和施肥對畝產量、生物產量的影響Table 4 Effects of density and fertilization on yield per mu and biomass

對生物產量正交試驗結果（表4）可以看出，4 個因素的極差分別為1401，57、465，64、518，63、98，56，各因素對生物產量的影響程度依次為密度＞磷肥＞氮肥＞鉀肥，密度的極差1401，57最大，說明密度水平變化對生物產量影響最大，因此密度是主要因素，它的第3 水平（A3）所對應的數值5093，07最大，為最優水平；同樣，磷肥、氮肥、鉀肥的最優水平值分別為4660，60、4638，17、4476，53，即最優組合A3B1C1D2，即密度4500株/667m2、氮肥30kg/667m2、磷肥15kg/667m2、鉀肥10kg/667m2.

3 結論與討論

對玉米密度、施氮、磷、鉀肥數據進行正交試驗，分析對株高、穗位高、莖粗、穗長、穗粗、畝產量、生物產量的影響. 結果如下：各因素對株高的影響程度為密度＞鉀肥＞氮肥＞磷肥，最優組合A2B1C2D2；對穗位高的影響程度為密度＞磷肥＞鉀肥＞氮肥，最優組合A2B1C2D2；各因素對莖粗的影響程度為密度＞鉀肥＞磷肥＞氮肥，最優組合A1B2C1D2；各因素對穗長的影響程度為鉀肥＞密度＞氮肥＞磷肥，最優組合A1B2C1D2；各因素對穗粗的影響程度為磷肥＞氮肥＞鉀肥＞密度，最優組合A1B3C3D1；各因素對產量的影響程度為密度＞鉀肥＞氮肥＞磷肥，最優組合A3B2C1D2；各因素對生物產量的影響程度依次為密度＞磷肥＞氮肥＞鉀肥，最優組合A3B1C1D2.試驗結果表明，在不同種植密度下：隨著種植密度的增加，玉米的株高呈先增后減趨勢，穗位高、產量、生物產量呈增加趨勢，而莖粗、穗粗、行粒數呈下降趨勢，穗行數保持不變.周靈芝［10］研究認為密度對產量構成因子有極顯著影響，隨著密度的增加，莖粗、穗長、穗粗、穗行數和行粒數降低，而株高、穗位高逐漸增加，與本試驗研究結果一致.在不同肥料施用量下，隨著肥料施用量的增加，穗位高、穗長、穗粗、畝產量和生物產量均呈上升趨勢；而株高、莖粗、穗行數呈下降的趨勢，行粒數不變.王明泉［11］等研究表明在相同的栽培條件下，隨著施肥量的增加，‘龍單63’的株高、穗位高不斷增加，而穗長、穗粗呈降低趨勢，穗行數和行粒數保持不變，與本研究結果有差異.張桓語［12］研究結果表明增肥對‘沈農T100’的穗粒數、百粒重和干物質重、株高和穗位高均呈增加趨勢.造成這種結果差異的原因可能是玉米品種差異所致.

通過分析指標的影響可知，在A1B2C1D2的組合下，密度、氮、磷、鉀肥各因素對‘河農1號’植株性狀和生物產量的影響效果最好.能夠明顯促進植株的形態建成，有利于壯苗、改善玉米品質，具有顯著增產作用.