不同种植方式对旱地玉米产量的影响

耿智广，李可夫，张文伟，张有龙，李 峰

(庆阳市农业科学研究院， 甘肃 庆阳 745000)

我国西部大部分农业区属于旱作雨养农业区，作物产量主要受降水困素的严重影响和制约[1]，高效利用自然降水，一直是研究的重点。地膜覆盖、双株紧靠栽培、杂交品种的选用是近年来玉米栽培方面的重大改革，对促进中国的玉米栽培有着极为重要的意义，尤其是对西北半干旱生态类区玉米高产、稳产起到了巨大的作用[2-4]。另外调整密度，扩大群体容量也是玉米高产稳产的重要技术措施，通过改变种植方式、调节个体分布状况可以有效提高种植密度而获得高产,密度和肥料是影响产量的主要因素[5-6]。已有研究证明，播期对玉米的生育期有显著影响[7]，种植行向影响玉米叶和茎的形态建成，通过调整行向，能增加叶面积，有利于总生物量的积累，提高了玉米产量[8]。地膜覆盖在干旱地区对玉米增产也具有十分重要作用[9]。现有的研究多集中在播期、施肥、覆膜、密度等单一技术方面，而对种植方式、株(行)变距及品种选择等综合栽培技术对玉米生育期和产量效应的报道较少。随着种植业结构的调整，西北黄土高原旱作区果树、蔬菜等经济作物面积迅速扩大，与粮食作物争地矛盾日益突出，因此探索和推广新的栽培方式，提高农田生产力已是当前西北旱作农业生产的现实需要[10]。本文根据西部半湿润半干旱地区(甘肃宁县)气候特点，研究种植方式、株距、品种及其综合效应对玉米生育期及产量的影响，探讨玉米增产技术，为旱地玉米生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2012年和2013年在甘肃宁县和盛镇(庆阳市农业科学研究院和盛科研基地)(35°25＇N，107°48＇)进行。该地区海拔1 170 m，年平均温度8.9℃，年日照时数2 449.2 h，≥10℃积温2 722 ℃·d，年日照2 375 h，无霜期160～180 d。属完全依靠自然降雨的西北半湿润偏旱区。1960—2010年降雨资料分析，该地区多年平均年降水量600 mm，降水主要分布在7—9月份。2012年试验期间，各月份降雨量和平均温度和历年平均比较接近，2013年7月份，降雨量明显高于历年平均，尤其是玉米授粉期阴雨天气持续多日。2012—2013年试验期间气温及降雨量情况详见图1。

图1 2012—2013年试验区降雨量及平均温度

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

试验地土壤为黑垆土，有机质含量11.3 g·kg-1，全氮0.94 mg·kg-1，碱解氮89 mg·kg-1，速效磷12 mg·kg-1，速效钾23 mg·kg-1，肥力中等。春玉米为当地的主要作物之一，一年一熟制。每年在4月20日左右随旋耕试验地，基施农家肥2 500 kg·hm-2、磷酸二铵300 kg·hm-2，硫酸钾75 kg·hm-2，随后覆膜。4月26日按设计播种，播种深度6～8 cm，播种时下籽均匀，深浅一致。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 材料与设计

供试玉米品种有郑单958、东单13号、登海1号、登海3521、先玉335等5个品种，是当地近年主栽品种。试验因素包括种植方式、株距、品种三个因子，采用裂-裂区设计，三次重复，行距为60 cm，每区玉米株数相同，小区面积30 m2。主区为种植方式A，包括3个因素(A1：膜侧种植；A2：膜上种植；A3：露地种植)。副区为株距B，包括2个因素(B1：35 cm；B2:20 cm，50 cm)。副副区为品种C，包括5个因素(C1:郑单958；C2：东单13号；C3：登海1号；C4：登海3521；C5:先玉335)。详见表1。

表1 试验处理与编号

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生育期 出苗期：全区发芽出土高约3 cm左右的穴数达50%的日期；拔节期：全区50%以上植株的第一茎节露出地面1.5～2.5 cm的日期；抽雄期：全区50%的植株雄穗尖端露出顶叶的日期；抽花丝期：全区50%的雌穗抽出花丝的日期；成熟期：全区50%的植株果穗籽粒硬化，种胚出现黑粉层的日期。

1.4.2 特征特性 株高：乳熟期连续取小区生育正常的10株，测量从地表至雄穗顶端的高度，取其平均值；穗位：乳熟期连续取小区生育正常的10株，测量从地表至最上部果穗柄着生节的高度，取平均值；穗长：小区内连续取10个正常果穗，测定从穗基部到穗顶端的长度，取平均值；穗行数：小区内连续取10个正常果穗，数果穗中部子粒行数，求其平均值；行粒数：小区内连续取10个正常果穗，数果穗上从穗基至穗顶端一行的子粒数，求其平均值；百粒重：晒干脱粒后，子粒混合均匀，数100个子粒称重，重复三次，以g表示，若两次重复相差在4 g以上，需重复第四次，取相邻近的三个数求其平均值；产量：从每小区中间收获2行，分别进行晾晒，在子粒风干至恒重时脱粒，称子粒干重，按标准水分(14%)折算小区产量，并折算成公顷产量。

1.5 数据分析

试验数据采用Excel进行整理，SPSS 17.0软件进行统计分析，LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 种植方式、株距、品种及其交互作用对玉米生育期的影响

2012年试验结果经方差分析得出，种植方式对玉米出苗期、拔节期、抽花丝期、成熟期和株高、穗位高都有显著影响，膜侧种植(A1)与其它两种种植方式相比，缩短了出苗期、抽花丝期各2 d，株高、穗位高也高于其它两种种植方式5 cm以上，成熟期比膜上种植(A2)推迟了9.8 d，比露地种植(A3)提前了8.6 d。膜上种植(A2)玉米除出苗期和成熟期外，大喇叭口期、抽雄期、抽花丝期与膜边种植比较接近，相互之间没有显著差异；膜上种植(A2)成熟期为120 d，在三种种植方式中最短；膜上种植(A2)株高、穗位高显著高于露地种植(A3)。露地种植(A3)玉米各生育期比其膜侧种植(A1)、膜上种植(A2)显著推迟，株高、穗位高也显著降低。统计显示，覆膜种植方式对抽雄期没有显著影响(P>0.05)。两种播种密度对玉米各生育期及株高、穗位高没有显著影响(P>0.05)。品种之间大喇叭口期、抽雄期、抽花丝期及株高、穗位高差异显著，出苗期和成熟期差异不显著(P>0.05)，这些差异属于品种特性，在此不做进一步讨论。

2013年试验结果经方差分析得出，覆膜方式对玉米出苗期、大喇叭口期、抽雄期、抽花丝期、成熟期、株高、穗位高都有显著影响，膜侧种植(A1)与膜上种植(A2)各生育期基本接近。露地种植(A3)与前两种覆膜种植方式比各生育期显著推迟,其中出苗期比膜上种植推迟1.7 d，比膜侧种植推迟2.1 d，抽雄期与其它两种植方式比，分别推迟1.8 d和1.2 d，成熟期与其它两种种植方式比分别推迟8.5 d和6.1 d，在统计学上差异显著(P>0.05)。露地种植(A3)与前两种覆膜种植方式比株高、穗位高也显著降低。两种播种株距对各生育期及株高、穗位高没有显著影响。品种之间各生育期及株高、穗位高差异显著，试验结果的规律性与2010年基本一致。

综合两年数据可得出，膜侧种植(A1)和膜上种植(A2)与露地种植(A3)比，玉米各生育期显著提前,出苗期分别提前2.0 d和1.2 d，拔节期分别提前了2.1 d和1.9 d，抽雄期分别提前1.1 d和1.2 d，抽花丝期分别提前了1.5 d和1.5 d，成熟期分别提前7.4 d和11.4 d，不同种植方式对成熟期影响显著。两种株距生育期基本一致，在统计学上没有表现出显著差异。在种植方式、株距、品种三者交互作用对玉米生育没有影响，仅A×C在2012年的试验中表现出交互作用且差异显著(P>0.05)，但这种结果在2013年试验中再没有出现。

2.2 种植方式、株距、品种及其交互作用对玉米产量的影响

2012年统计结果显示，3种种植方式和2种株距对玉米产量及产量因子影响不显著(P>0.05)。5个品种之间产量及产量因子在统计学上表现出显著差异(P>0.05)，5个品种产量介于10 251.8～11 237.6 kg·hm-2之间，其中登海3521(C4)穗长、穗粒数显著高于其它品种，产量也显著高于其它品种，达11 237.6 kg·hm-2。另外，株距(B)与品种(C)之间在穗行数和产量上表现出交互作用，其中B1×C2组合穗行数为18.0，B1×C3穗行数为16.3，B2×C2穗行数为17.0，B2×C3穗行数为17.1，其它组合之间差异较小，在统计学上差异不显著(P>0.05)。密度(B)与品种(C)对产量表现出交互作用的组合有：B1×C3产量为8 772.9 kg·hm-2，B1×C4产量为10 624.7 kg·hm-2，B1×C5产量为9 607.1 kg·hm-2，B2×C3产量为9 513.8 kg·hm-2，B2×C4产量为10 204.5 kg·hm-2，B2×C5产量9 605.0 kg·hm-2。种植方式(A)、株距(B)、品种(C)三者之间没有交互作用，统计分析差异不显著(P>0.05)。

2013年统计分析结果显示，种植方式对百粒重和产量有显著影响(P>0.05)，其中露地播种的百粒重和产量明显低于其它两种种植方式(详见表3)，种植方式对穗长、穗行数及行粒数则没有显著影响。株距对产量及产量因子影响不显著。品种之间产量及产量因子具有显著差异，产量在8 554.7～10 864.7 kg·hm-2之间，其中登海3521(C4)同上年一样，表现较好，穗长、穗粒数显著高于其它品种，产量也是显著高于其它品种，达10 864.7 kg·hm-2。种植方式(A)和株距(B)对行粒数表现出交互作用，其中A1×B2行粒数最高，为42.32，其它组合行粒数最高仅为41.55。株距(B)与品种(C)之间对穗行数和产量表现出交互作用，其中B1×C2穗行数为17.41，B1×C3穗行数为16.73，B2×C2穗行数为17.77，B2×C3穗行数为17.17，其它组合之间差异较小。株距 (B)与品种(C)对产量表现出有交互作用的组合有：B1×C2其产量为10 022.25 kg·hm-2，B1×C3其产量为9 883.8 kg·hm-2，B1×C4其产量为11 454.7 kg·hm-2，B2×C2其产量为10 707.6 kg·hm-2，B2×C3其产量为10 452.3 kg·hm-2，B2×C4其产量为11 174.6 kg·hm-2。

表2 种植方式、株距、品种及其交互作用对玉米的生育期的影响/d

注：1.同列中的不同字母表示差异显著(P<0.05)；2.NS表示差异不显著。

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

两年的试验结果表明，膜侧种植(A1)、膜上种植(A2)两种方式玉米产量及百粒重显著高于露地种植(A3)，其中膜侧种植比露地种植产量提高了543.0 kg·hm-2，百粒重提高了2.36 g，膜上种植比露地种植产量提高了432.6 kg·hm-2，百粒重提高了1.82 g。并且膜侧种植比膜上种植产量高110.4 kg·hm-2，平均百粒重高出0.54 g。5个品种中登海3521在两年试验中产量显著高于其它品种，两年平均产量达到11 051.15 kg·hm-2。总种植密度不变情况下，株距与品种之间表现出交互作用，在统计学上差异显著，其中B1×C4连续两年获得高产，平均产量达到11 039.7 kg·hm-2。

3 讨论与结论

在生产中，玉米种植可选品种越来越多，但种植方式、株距基本是不变的，而不同的品种是否要采用不同的栽培技术，这方面的报道相对较少，本试验旨在探讨常用栽培技术单独增产效果及技术与品种之间是否存在选择性。前人研究表明，在干旱半干旱地区，覆膜和不同行距对玉米根系长度和根干重、生育期及产量都有影响，覆膜种植明显优于露地种植，而且行距对玉米产量也表现出调控作用[11]，这与本研究的结果一致。本研究表明，不同覆膜种植方式对玉米的生育期表现出调控作用，与露地种植相比，覆膜种植将出苗时间提前2 d左右，而且苗齐苗壮，拔节期、抽雄期、抽花丝期均有所提前。但膜上种植的成熟期却比膜侧种植提前5 d以上，比露地种植提前10 d左右，而且两年趋势一致，差异显著，其中原因还有待进一步探讨。两种种植株距对生育期影响不大，两年趋势一致。三种种植方式对产量的影响不同，从统计数据看膜侧种植产量>膜上种植>露地种植，这与前人的研究结果一致[12]。据报道，在合理的株、行距下，群体结构较合理，农田小气候中的光照、温度、湿度等资源配合较好，光合效率高，干物质积累量大[13]，种植密度和行距配置对产量、产量相关性状、植株性状、光合速率、叶面积有调节作用[14]。在本研究中，两种株距对玉米产量及产量因子的影响在统计学上差异不显著，但通过两年试验结果可看出，不等距种植的产量高于等距种植，相关研究报道表明，同一密度下缩行增株后单株木质部伤流液体积增大，根系供应能力增强，产量增加[15]，在本研究中虽然表现出这一趋势，但这一结论还需进一步试验验证。五个品种之间产量及产量因子差异显著，产量差异较大，因此丰产的关键是选种。在三种种植方式、两种株距和五个品种的交互影响研究中发现，总种植密度不变情况下，不等距种植与品种之间表现出交互作用，不等距种植可以使玉米增产，但不是适用于所有品种，一些大穗稀植型品种(如研究中的登海3521)在等距种植条件下才能获得高产。

表3 种植方式、株距、品种及其交互作用对玉米产量及主要农艺性状的影响

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