苏玉30适宜的种植密度及氮肥施用量

陆虎华，薛 林，郝德荣，冒宇翔，陈国清，胡加如，石明亮，张振良，黄小兰，周广飞

（江苏沿江地区农业科学研究所，江苏如皋226541）

苏玉30适宜的种植密度及氮肥施用量

陆虎华，薛 林，郝德荣，冒宇翔，陈国清，胡加如，石明亮，张振良，黄小兰，周广飞

（江苏沿江地区农业科学研究所，江苏如皋226541）

为江苏春玉米区特定生态条件下苏玉30的春季高产种植提供参考，采用二次正交回归组合设计方法，以施氮量和种植密度为试验因子，建立纯氮用量、密度与产量关系的数学模型，并模拟优选出苏玉30的适宜密度和氮用量。结果表明：密度对苏玉30产量及相关性状的影响均大于施氮量；提出苏玉30高产条件下单位面积的穗粒结构、叶面积指数、花后光合势、籽粒库容量、穗部性状等群体质量指标；得出苏玉30产量≥9 000kg／hm2的栽培方案：种植密度72 180～88 425株／hm2，纯氮用量309．0～370．5kg／hm2。

玉米；苏玉30；密度；施氮量；群体质量；春季种植；江苏

江苏是养殖及饲料消耗大省，对饲料玉米需求巨大。加快优良玉米新品种及配套技术的推广，提高玉米单产水平，对提高本省玉米的自给率，降低市场风险有着重要意义。苏玉30（苏玉947）系江苏沿江地区农业科学研究所利用自选系HL40作母本，YJ7作父本杂交而成的高产优质多抗饲用玉米新品种，于2011年9月经国家农作物品种审定委员会审定并定名，审定编号为国审玉2011022［1］。该品种于2013年被江苏省农委确定为好品种，2014年被农业部确定为国家主导品种。目前，该品种在江、浙、皖等我国东南玉米区示范推广良好，仅在江苏省年推广面积近3．4万hm2。

国内有关玉米新品种适宜密度、氮肥施用技术及高产群体质量指标的研究报道较多，孔令中等［2］研究表明，东北春玉米超高密度（90 000株／hm2）种植条件下，施氮量279kg／hm2时玉米群体叶面积指数最大，叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均为最佳。管俊娇等［3］研究云南生态条件下氮肥施用方式和种植密度对玉米产量影响认为，高密度不影响品种特有的株高、穗位高和穗位系数。牛忠林［4］进行玉米密度及肥料试验研究认为，密度主效应差异显著，随施氮量的增加，密度和氮肥互作不显著，但每种常规密度随氮肥的增加产量有所增加；陆大雷等［5］研究表明，适宜密度基础上的氮肥施用量应以调控吐丝期群体LAI和干物质积累量在最适值，提高粒叶比，最终提高产量；范厚明等［6］的研究也表明，种植密度和氮肥施用量是影响玉米高产的两大关键因子；陆卫平等［7－13］研究进一步表明，玉米的最适密度和施氮量会因环境条件、品种、栽培管理措施不同而异。江苏省春玉米区前期低温、阴雨，后期高温、多台风的生态气候条件和种植制度与东北、黄淮海等其他玉米主产区相差较大［14］。为进一步完善苏玉30的推广体系，笔者等针对江苏春玉米区特定的生态条件，研究苏玉30高产栽培的适宜密度和施氮量，探讨其高产性状指标，旨在为苏玉30春季高产种植提供参考。

1材料与方法

1．1试验材料

试验于2015年春季在江苏省启东市合作乡保田村进行，试验地土壤为沙质，耕作层0～20cm土壤理化性状：有机质16．078g／kg，全氮0．983g／kg，碱解氮80．218mg／kg，速效钾86．091mg／kg，速效磷6．011mg／kg。试验地地势平坦，灌排方便，前茬为冬闲田。供试玉米杂交种苏玉30由江苏沿江地区农科所提供。

1．2试验设计

采用二次正交回归组合设计方法［15－16］，以氮肥（x1）、密度（x2）2个栽培因子为决策变量，产量（y）为目标函数，试验编码水平见表1。共9个处理，随机排列，小区面积24m2，等行距种植，6行区，行长6．7m，行距0．6m。

表1 苏玉30试验因素及编码水平Table 1 Factors and levels of the test for Suyu 30

1．3试验过程

2015年4月6日开沟直播，4月18日出苗，6 月25日吐丝，8月5日收获，全生育期122d。玉米生长期间，前期雨水偏多，长势正常。氮肥按基苗肥∶穗肥＝1∶2配比施用，拔节期施穗肥。磷肥（P2O5）225kg／hm2＋钾肥（K2O）150kg／hm2一次性基施。其他管理按高产田要求进行。

1．4测定项目

各处理于苗期选定10株标记叶龄进程，吐丝期和成熟期测定叶面积。收获时，先调查每小区总穗数、总粒数等群体结构指标，再收取小区中间4行计产。同时每小区取30穗用于室内考种，考察每穗粒数、千粒重、穗长等穗部性状。用DPS软件6．55及Excel进行数据分析。

2结果与分析

2．1氮肥用量及种植密度对产量的效应

2．1．1主因子效应 建立纯氮用量（x1）、种植密度（x2）与产量（y）关系的回归数学模型：y＝，复相关系数R＝0．999 8＊＊。表明，产量与施氮量、密度的复相关极显著。经方差分析可知，F回＝1601．80＞F0．01（5，3）＝28．24，说明，试验因素所产生的差异达极显著水平，所得的函数关系式能较好地描述实际生产中产量与氮肥、密度的关系，可以用于效应分析和模拟寻优［15］。比较偏回归系数绝对值的大小可以判断因子对产量的重要程度［16－17］。从模型可知，密度对产量的一次项与二次项的偏回归系数b2（1 180．2）、b22（1 793．3）与纯氮用量对产量的一次项与二次项的偏回归系数b1（730．2）、b11（113．3）比较可知，｜b2｜＞｜b1｜，｜b22｜＞｜b11｜。因此，无论从线性项还是从二次项进行分析，密度对产量影响程度均大于氮肥。另外，方差分析结果（表2）表明，纯氮用量（x1）与种植密度（x2）的交互效果极显著（49．44＊＊），说明苏玉30在密植条件下增施氮肥有利于产量的提高。表明，生产上苏玉30要获得高产，首先要合理密植，构建足够的群体数量，其次是科学运筹氮肥。

表2 苏玉30试验产量方差分析Table 2 Variance analysis for yield of Suyu 30

2．1．2单因子效应 采用降维法对其中一个变量的偏回归进行解析，将其中一个变量固定在零水平，获得另一自变量和产量的关系［17］，即获得偏回归解析模型：。由表3看出，在x1编码值取0（氮肥用量300kg／hm2）条件下，x2编码值在－1～0．5水平（密度37 500～82 500株／hm2）时，产量随密度的增大而提高，至密度在82 500株／hm2时，达最高产量，为9 509．27kg／hm2；当x2编码值大于0．5时，即密度大于82 500株／hm2时，产量降低。在x2编码值取0（67 500株／hm2）条件下，x1编码值在－1～1水平区间，产量与氮肥施用量呈正相关关系，产量随施氮量的增加而提高。

2．1．3两因子交互效应 由表4看出，在同一密度水平下，随着施氮量增加，产量增加；在同一施氮水平下，密度在－1～0．5区间，产量随密度增加而增大；当x2编码值大于0．5，即高于82 500株／hm2时，产量随着密度增大而下降；密度在0～0．5区间时，即67 500～82 500株／hm2时，10个处理组合中有7个组合的产量高于9 000kg／hm2。密度与施氮交互效应的最大值出现在x1编码值为1，x2编码值为0．5时，即密度82 500株／hm2、施氮375kg／hm2可获得最高产量。

表3 苏玉30试验氮肥和密度不同水平的单因子产量效应Table 3 Yield of Suyu 30under different nitrogen application rate or different planting density kg／hm2

表4 不同水平氮肥与密度交互因子的产量效应Table 4 Yield of Suyu 30under interaction of different nitrogen and density levels kg／hm2

2．2密度与氮肥用量的优化配置

运用频数分析法对模型进行优化分析，当施氮量和密度均在－1～1取值时（步长＝0．5），获得25套组合，其中，产量9 000kg／hm2以上的组合有9套，占36%。对9 000kg／hm2以上的组合进行频数分析，获得在本地区生产条件下，苏玉30产量9 000kg／hm2以上的综合优化农艺方案：种植密度为72 180～88 425株／hm2，纯氮用量309．0～370．5kg／hm2。

2．3氮肥与密度对苏玉30农艺性状的影响

以苏玉30的群体及穗部性状为目标函数，氮肥（x1）、密度（x2）为自变量，建立相关函数模型。由表5可知，苏玉30的群体及穗部性状与氮肥、密度的回归测验均达到极显著水平，表明函数关系能代表实际生产情况，可用于模型分析和预测。各性状与氮肥、密度的线性回归系数都达到了极显著或显著水平，且｜b2｜＞｜b1｜，说明密度对苏玉30各性状的影响程度均大于氮肥。足够的密度是玉米高产群体源、库的重要保证，即玉米要夺高产，群体花后要有足够的光合势和籽粒库容量。通过对相关方程计算可知，当群体密度过大时，苏玉30的穗粒数、千粒重、果穗长度均变小，而秃尖变长；增施氮肥，有利于吐丝期叶面积指数的提高，后期叶片保绿性好，防止早衰，延长灌浆期，有利于穗粒数增加、提高千粒重、果穗增长、增粗，秃尖减小，群体空秆率下降。因此，合理的种植密度与科学的氮肥运筹，协调好整个群体的源、库、流的关系，是苏玉30高产的保证。

2．4苏玉30高产的主要性状指标

根据苏玉30产量9 000kg／hm2以上的种植密度与施氮量（编码值），代入相关函数模型可得出苏玉30高产的主要性状指标。即有效穗在75 866穗／hm2左右，每穗粒数达433粒以上，千粒重302．5g以上；适宜叶面积指数吐丝期4．50左右，成熟期2．43左右；花后光合势不小于123．663万m2·d／hm2；总实粒数3 177．1万粒／hm2以上；果穗要大小均匀，穗长19．26cm左右，穗粗4．46cm左右；秃尖长1．76cm以下。

3结论与讨论

影响玉米高产作用的环境限制因素是多方面的，但密度和施氮量是高产栽培技术的主要人为控制因子，也是创造高产的基础因子，这两个因子交互作用不好，就很难表现出玉米杂交种的产量水平［18］，而且离开这两个基础因子的优化区域，即使再优化其他因子，也很难达到最佳产量。本研究结果表明，密度对苏玉30籽粒产量及有关性状的影响程度均大于氮肥，说明苏玉30进行高产创建，首先要合理密植，确保有足够的群体数，在此基础上科学运筹氮肥，增加群体总粒数。提高千粒重、减小秃尖，降低空秆率可获得高产。

本研究构建了产量与氮肥、密度关系的数学模型，并综合优选出苏玉30在江苏春季栽培中产量9 000kg以上的综合优化农艺方案：种植密度在72 180～88 425株／hm2，纯氮用量309．0～370．5kg／hm2。在该条件下种植，苏玉30的田间主要性状基本能达到玉米高产群体要求，即有效穗75 866穗／hm2左右，每穗粒数达433粒以上，千粒重302．5g以上，具有适宜的叶面积指数和光合势，果穗大小均匀。

［1］陈国清，胡加如，陆虎华，等．高产优质玉米新品种‘苏玉30’的选育研究［J］．上海农业学报，2012，28（4）：30－32．

［2］孔令中，孟 瑶，顾万荣，等．东北超高密度种植下氮肥对春玉米光合、氮代谢及产量的影响［J］．西南农业学报，2015，28（3）：1020－1025．

［3］管俊娇，肖植文，杨晓洪，等．不同生态条件下玉米品种高产潜力研究［J］．西南农业学报，2015，28（2）：487－491．

［4］牛忠林．合玉16玉米的适宜种植密度与施氮量［J］．玉米科学，2004，12（3）：90－91．

［5］陆大雷，刘 萍，陆卫平，等．苏玉19高产群体质量及密肥技术的研究［J］．玉米科学，2006，14（3）：157－160．

［6］范厚明，付业春．种植密度长和氮肥用量在玉米高产栽培中的重要性研究［J］．安徽农业科学，2009， 37（16）：7406－7407．

［7］陆卫平，陈国平．不同生态条件下玉米产量源库关系的研究［J］．作物学报，1997，23（6）：727－733．

［8］李碧秋，陈宝源，郭发华，等．杂交玉米种植密度、氮肥用量与产量关系研究初报［J］．广东农业科学，1998 （1）：16－17．

［9］宋清斌，郑延海，贾爱君，等．夏玉米密度及氮磷用量高产高效栽培模式的研究［J］．玉米科学，2004，12（4）：77－78．

［10］滕树川．不同密度对夏播玉米产量的影响［J］．玉米科学，2004，12（增刊）：76－77．

［11］杨 晴，王文颇，韩金玲，等．冀东地区密度对夏玉米光合、呼吸及产量的影响［J］．玉米科学，2009，17（4）：66－69．

［12］胡田田，肖 玲，李 岗，等．施肥对春玉米养分吸收和产量形成的影响［J］．西北农业大学学报，1999，27（5）：12－16．

［13］陈桂兰，梁燕听，莫武平，等．柳糯1号玉米栽培密度和施肥量试验［J］．广西农业科学，2003（4）：18－19．

［14］陆虎华，彭长俊，孙权星，等．苏玉19玉米的特征特性及高产栽培技术［J］．江苏农业科学，2005（6）：44－45．

［15］莫惠栋．农业试验统计［M］．上海：上海科学技术出版社，1991．

［16］萧 兵．农业多因素试验设计与统计分析［M］．长沙：湖南科学技术出版社，1985．

［17］原小燕，符明联，李根泽，等．杂交油菜云油杂10号高产栽培因子的优化［J］．中国油料作物学报，2012，34（4）：390－395．

［18］刘 正，王 波，谢孝颐．浅析密度、氮肥对苏玉（糯）1号高产栽培的作用［J］．玉米科学，1995（3）：55－57．

（责任编辑：姜 萍）

Suitable Planting Density and Nitrogen Application Rate for High－yield Cultivation of Suyu 30，a Maize Variety

LU Huhua，XUE Lin，HAO Derong，MAO Yuxiang，CHEN Guoqing，HU Jiaru，SHI Mingliang，ZHANG Zhenliang，HUANG Xiaolan，ZHOU Guangfei
（Yanjiang Institute of Agricultural Sciences，Rugao，Jiangsu226541，China）

The mathematical models between pure nitrogen application rate，planting density and yield are established by the quadratic regression orthogonal design respectively and the suitable planting density and nitrogen application rate for high－yield cultivation of Suyu 30were optimized by the mathematical models to provide a reference for high－yield cultivation of Suyu 30（a maize variety）under the specific ecological conditions in Spring maize cultivation area of Jiangsu．Results：The effect of planting density on yield and yield correlated characters is higher than nitrogen application rate．The population quality indexes of ear－grain structure，leaf area index，photosynthetic potential after flowering，grain storage capacity and ear traits of Suyu 30under the condition of high－yield cultivation are put forward．The cultivation scheme for more than 9 000kg／hm2includes 72 180～88 425plants／hm2of planting density and 309．0～370．5kg／hm2of pure nitrogen application rate．

maize；Suyu 30；density；nitrogen application rate；population quality；sowing in Spring；Jiangsu

S565．401

A

1001－3601（2016）11－0460－0042－04

2016－02－25；2016－10－10修回

江苏省科技支撑计划项目“密植高产饲用玉米新品种选育”（BE2013434）；江苏省科技基础设施建设计划项目“江苏省优质玉米工程技术研究中心”（BM2013391）；现代农业产业技术体系专项资金（CARS－02－50）

陆虎华（1974－），男，副研究员，从事玉米新品种选育及栽培工作。E－mail：1094849519＠qq．com