玉米不同种植密度、耕作模式和水分管理对杂草的影响

李秉华， 刘小民， 许 贤， 吴国强， 王贵启(.河北省农林科学院粮油作物研究所，河北石家庄 05003； .农业部农药检定所，北京 005)

玉米(ZeamaysL.)是我国重要的粮食作物、经济作物，2015年我国玉米播种面积达 3 712万hm2，占农作物总播种面积的22.4%。草害给玉米造成的产量损失高达50%及以上，是严重威胁玉米生产的主要因素之一。当前，玉米田杂草的防除主要以化学防除为主，为了防除杂草所喷洒的大量除草剂容易造成环境污染和杂草抗药性。2015年农业部印发的《到2020年农药使用量零增长行动方案》中提出，到2020年实现农药使用总量零增长的目标，作为农药的重要组成部分，玉米田除草剂的减施问题就成为须要重点研究的课题。利用农艺措施减少杂草的数量和危害，从而减少除草剂的使用量是一条环保的生态途径，得到了广泛的研究，如高氮肥会增加杂草群落的丰富度、均匀度和生产力[1]；东北稻区采用冬季提高田间土壤含水量的农艺方法，诱萌杂草稻使其不能越冬，从而减轻了杂草稻的危害[2]。

通过调节玉米种植密度来减轻杂草产生的影响的研究较多。玉米种植密度增加后，田间杂草的数量和生物量减少，玉米在高密度(9.9万株/hm2)条件下对杂草密度有显著影响[3]。当玉米种植密度为6.5万、6.0万株/hm2时，田间杂草的数量和生物量分别比玉米种植密度为4.2万、3.9万株/hm2时明显减少，玉米品种对杂草密度影响不明显[4-5]。在玉米田利用水分管理措施对杂草进行调控的研究尚未见报道。

由于杂草种类、玉米品种、种植密度和环境因子等因素的不同，不同地区间的农艺措施及其对杂草的影响会有一定的差异。因此，本试验在河北省石家庄市夏玉米田进行玉米种植密度和水分管理对杂草影响的研究，旨在探讨利用种植密度和水分管理对夏玉米田中杂草进行生态调控的可行性。

1 材料与方法

1.1 试验条件

试验地设于河北省石家庄市堤上村，位于37°56′5.79″N，114°42′55.34″E，为小麦—玉米一年两熟农田。2015年上茬小麦品种为良星99，2015年6月15日收获，玉米品种为冀丰233，2015年6月26日播种；2016年上茬小麦品种为藁优5218，2016年6月12日收获，玉米品种为郑单958，玉米播种时间为2016年6月22日。土壤类型为壤土，除按试验设计要求进行处理外，其他田间管理措施在各处理之间保持一致。

1.2 试验设计

玉米种植密度对杂草影响的试验在2016年实施，耕作方式为小麦收获后翻耕播种玉米，玉米田共设置2个种植密度，分别为6.0万、7.5万株/hm2，分别记为D1、D2。

水分管理对杂草影响试验的耕作方式分别为小麦收获后翻耕播种玉米(2015年)和免耕播种玉米(2016年)，均设置玉米播种前浇水和玉米播种后浇水2种水分管理方式，玉米的种植密度均为6.0万株/hm2。

田间小区完全随机区组排列，每个处理4次重复，在玉米大喇叭口期，每个小区调查1 m2面积内的杂草种类、数量和地上部鲜质量。玉米收获时每个小区取16 m2面积内的玉米穗，晒干脱粒后称质量。

1.3 数据分析

应用Excel对数据进行整理、计算，应用SPSS软件对试验数据采用t检验的方法进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 玉米种植密度对杂草和玉米产量的影响

由表1、表2可知，D1、D2条件下的合计杂草密度分别为76.3、65.3株/m2，合计杂草地上部鲜质量分别为820.4、784.8 g/m2。D1条件下的杂草密度和杂草地上部鲜质量均比D2条件下的高，随着玉米种植密度的增加，杂草密度和地上部鲜质量均有减小趋势，但经t检验的方差分析表明，二者之间的差异均不显著。

由表3可知，在杂草密度和生物量相近的条件下，随着玉米种植密度的增加，玉米穗粒数、百粒质量均有所减少，产量增加。对产量进行t检验，D2处理的产量显著高于D1处理的产量(P<0.05)。结果表明，增大玉米的种植密度可以显著提高玉米的产量。

表1 玉米种植密度对杂草密度的影响Table 1 Effect of maize plant density on weed density

注：相同小写字母表示处理之间在α=0.05水平上差异不显著，不同小写字母表示处理之间在α=0.05水平上差异显著。下表同。

表2 玉米种植密度对杂草地上部鲜质量的影响Table 2 Effect of maize plant density on weed fresh weight

表3 玉米种植密度对玉米产量的影响Table 3 Effects of maize plant density on yield of maize

注：粒质量为16 m2面积内玉米的粒质量。

2.2 耕作模式与水分管理对杂草密度和玉米产量的影响

由表4、表5可知，2015年玉米翻耕种植的模式下，播种前浇水处理的杂草总计密度低于播种后浇水处理的值，2种浇水方式下大喇叭口期的杂草密度差异不显著；播种前浇水处理的杂草地上部鲜质量显著高于播种后浇水处理的杂草地上部鲜质量(P<0.05)，后者比前者减少26.4%。2016年玉米免耕种植的模式下，播种前浇水处理和播种后浇水处理模式下杂草的总计密度分别为254.8、161.3株/m2，杂草地上部总计鲜质量分别为2 463.0、1 701.5 g/m2，在播种后浇水处理模式下杂草的密度和地上部鲜质量均显著低于播种前浇水处理模式下的值(P<0.05)，前者杂草密度比后者减少36.7%，杂草地上部鲜质量减少30.9%。

表5 耕作模式和水分管理对杂草地上部鲜质量的影响Table 5 Effects of tillage patterns and water managements on weed fresh weight of upper ground

由图1可知，翻耕和免耕模式下，播种前浇水处理的玉米产量受杂草的影响较严重，播种前浇水处理的玉米产量明显低于播种后浇水处理的玉米产量。

3 讨论

玉米种植密度对杂草的影响比较复杂，在相同的种植密度下，对杂草的影响还与玉米的株距、行距等有关。在行距为50 cm时，玉米种植密度为 8.3万株/hm2条件下的杂草生物量低于6.7万株/hm2条件下的杂草生物量，但两者对杂草生物量的影响差异不显著；当行距增加到75 cm时，这2种玉米种植密度对杂草生物量的影响则差异显著[3]。玉米密植能够减少杂草的数量和生物量，但玉米种植密度超过8.0万株/hm2时，玉米的产量开始下降[6]；当种植密度超过7.5万株/hm2时，玉米的倒伏率开始增加[7]，这些均限制了增加玉米种植密度来减少杂草这一方法在生产中的应用，如果能培育出具有化感抑草作用的玉米品种，则有望进一步提高玉米的抑草作用。

油菜田中禾本科杂草随土壤含水量的增加发生情况加剧，当土壤含水量较低时，荠菜、泥胡菜等阔叶杂草则成为优势杂草[8]，但玉米田利用浇水时间调控杂草的研究尚未见报道。玉米播种后再浇水的方式比玉米播种前浇水的方式明显降低了杂草的生物量，其原因可能是玉米播种后再浇水延迟了杂草的萌发时间，从而使杂草在与玉米生长竞争的过程中处于劣势，最终使杂草的生物量降低，但其机制仍有待进一步研究。

[1]王能伟，葛秀丽，李升东. 耕作和养分管理方式对冬小麦-夏玉米轮作农田春季杂草群落的影响[J]. 应用生态学报，2017，28(3)：871-876.

[2]刘 秀，李 俭，李海粟，等. 东北稻区杂草稻分布与特征及其有效控制措施[J]. 黑龙江八一农垦大学学报，2015，27(2)：5-9.

[3]Mohammadi G R. Phosphate biofertilizer，row spacing and plant density effects on corn(ZeamaysL.)yield and weed growth[J]. American Journal of Plant Sciences，2012，3(4)：425-429.

[4]刘胜男，朱建义，郑仕军，等. 不同种植密度对玉米田杂草发生及玉米产量的影响[J]. 杂草学报，2016，34(2)：53-57.

[5]杨继芝，龚国淑，张 敏，等. 密度和品种对玉米田杂草及玉米产量的影响[J]. 生态环境学报，2011，20(6)：1037-1041.

[6]杨锦忠，张洪生，杜金哲. 玉米产量-密度关系年代演化趋势的Meta分析[J]. 作物学报，2013，39(3)：515-519.

[7]程 云，王枟刘，杨 静，等. 种植密度对夏玉米基部节间性状与倒伏的影响[J]. 玉米科学，2015，23(5)：112-116.

[8]李俊凯，朱建强，艾天成. 油菜田土壤水分与杂草发生特点及产量的关系研究[J]. 杂草科学，2002(1)：14-17.