滴灌水肥一体化玉米株行距配置试验

徐灿 陈永伟 张敏 靳韦 杨波 王昊 夏学智 马文礼

摘要：合理增加种植密度是国内外玉米增产的重要途径，但合理的密植范围受品种及种植技术等的影响。本试验旨在分析种植区种植密度对不同玉米品种生长与产量的影响，进一步发挥品种和栽培密度之间的增产优势，筛选出适宜在本地种植的优质高产玉米品种、株行距配置及密度。本试验采用L16（45）正交试验设计，通过滴灌水肥一体化技术，研究品种、行距（宽行、窄行）、株距对玉米产量的影响。结果表明，对穗粒数影响因素次序为品种>宽行>株距>窄行，对百粒质量影响因素次序为品种>株距>宽行>窄行，而对产量影响因素次序为品种>窄行>宽行>株距;玉米种植较优水平组合为A3B3C2D2，即品种为迪卡159、宽行为80 cm、窄行为30 cm、株距为18 cm。在此条件下，迪卡159在种植密度为10.1万株/hm2（宽行80 cm、窄行30 cm、株距18 cm）时可获得较高产量，为实现西北玉米区玉米高产、稳产提供了科学指导和理论参考。

关键词：滴灌;水肥一体化;玉米;株行距配置;正交试验;产量

中图分类号： S513.06;S513.07  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）21-0081-05

收稿日期：2021-02-22

基金项目：宁夏回族自治区重点研发计划（编号：2018BBF02018）。

作者简介：徐 灿（1993—），女，宁夏银川人，硕士，助理农艺师，主要从事农业技术推广工作。E-mail：519966653@qq.com。

通信作者：马文礼，硕士，高级农艺师，主要从事作物栽培技术研究与推广工作。E-mail：mwl7544@163.com。

玉米是我国分布最广的谷类作物，对保障国家粮食安全发挥重要作用。品种遗传特性和栽培管理方式决定玉米籽粒产量的高低。因此，在玉米生产过程中探究不同品种在种植地区的表现以及不同株行距配置下密度的变化对玉米产量具有十分重要的指导意义。国内外学者研究认为种植密度是限制籽粒产量的关键，玉米密植下选择耐密植基因型来优化群体种植密度是重要的栽培技术[1-4]。前人研究认为，在一定密度下，合理株行距配置能构建高效的地上部群体结构，也能形成发达、具有旺盛活力的地下根群，与地上部分生长相协调，有效利用土壤中水分和养分[5]。杨吉顺等的研究表明，在较高密度条件下，宽窄行40～80 cm的配置有助于扩大光合面积、增加穗位叶层的光合有效辐射、提高群体光合速率、减少群体呼吸消耗，从而提高籽粒产量[6]。2005—2016年，西北玉米區通过推广利用郑单958、先玉335等耐密性品种，使种植密度从4.50万株/hm2增加到了6.77万株/hm2[7-9]，进而提高了产量水平。所以选择耐密性品种进行合理密植是今后西北玉米区实现玉米单产增加的落脚点。但是，就西北玉米区目前育成和推广的品种来看，耐密性还有待进一步提高。本试验通过分析不同玉米品种在不同种植密度下的生产数据，明确种植密度对不同玉米品种生长与产量的影响，揭示玉米种植密度的变化规律，以期为西北玉米区玉米实现大面积高产、稳产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点设在平吉堡农场农五队（地理位置38°24′ N，106°01′ E），地处宁夏回族自治区银川市西南14 km。地形由黄河冲击平原高阶地和冲积扇形成，由西南向东北倾斜高差29 m，海拔1 120 m，年均降水量为169 mm，年平均气温为8.5 ℃，≥10 ℃ 的活动积温为3 298.1 ℃，年日照时数为 3 000 h，无霜期160 d左右。土壤类型为淡灰钙土，土壤质地为轻壤土。土壤pH值为8.7，有机质含量为14.0 g/kg，全氮含量为0.88 g/kg，碱解氮含量为64 mg/kg，速效磷含量为32.9 mg/kg，速效钾含量为174 mg/kg，全盐含量为2.64 g/kg。

1.2 供试材料

供试品种为迪卡159、先玉1225、天赐19、正业8号。肥料为尿素（N含量为46%）、水溶性磷酸一铵（N含量为12%，P2O5含量为61%）、硫酸钾（K2O含量为52%）、硫酸锌（EDTA-ZnSO4·7H2O）。

1.3 试验设计

试验采用L16（45）正交试验设计，因素水平见表1，共16个处理，小区面积为86.71 m2，随机排列，重复2次，小区间走道宽为1 m，四周设置宽为1.1 m的保护行，占地面积共2 066.7 m2。

1.4 试验方法

于2020年4月20日播种，采用人工播种，共16个处理，每个处理播种密度视宽窄行和株距而定，具体见表1，滴灌带采用人工覆土镇压方式铺设。施肥采用滴灌水肥一体化方式进行，内镶贴片式滴灌带，滴头流量为1.38 L/h，滴头间距为30 cm，滴灌带铺设间距分别为20、25、30、35 cm。9月25日收获。各处理施肥时间、灌溉条件以及其他管理措施同大田。

试验前采集基础土样，分析化验土壤的常规7项（详见“1.1”节）。在灌浆期测定玉米株高、茎粗、叶绿素含量等农艺性状指标。收获前按对角线法随机选取样点，每个样点选取长势均匀且行长为 4 m 的4行，收获全部果穗，计数称质量后选取具代表性的20个果穗作为样本进行考种，测定穗粒数、百粒质量等。脱粒后用谷物水分测定仪测定籽粒含水量，折算出标准水分下的产量与百粒质量。

1.5 数据统计分析

采用Excel 2007及DPS 7.05进行数据整理统计和相关分析。

2 结果与分析

2.1 试验结果及差异显著性

通过对主要指标的测定与差异显著性分析结果（表2）可知，处理间存在显著差异。除了处理1、处理3、处理4产量较低，其他处理产量均超过 15 000 kg/hm2，产量最高的是处理10，为 18 420.15 kg/hm2，产量最低的是处理3，为 11 272.35 kg/hm2;百粒质量最高的为处理2;穗粒数最低的为处理3。叶绿素含量表现为处理7显著高于其他处理;株高表现为处理9与处理7、处理8、处理10、处理13差异不显著，与其他处理差异显著;茎粗表现为处理2、处理11、处理12显著高于其他处理，处理2、处理11、处理12之间茎粗差异不显著。

2.2 产量构成因素最优水平组合选择

由表3可知，影响穗粒数的因素主次顺序表现为A（品种）>B（宽行）>D（株距）>C（窄行），其最优水平组合为A3B3C2D1;影响百粒质量的因素主次顺序为A>D>B>C， 其最优水平组合为A4B2C2D2;影响产量的因素主次顺序表现为A>C>B>D，其最优水平组合为A3B2C2D2。即3个指标的最优水平组合不尽相同，均属于正向指标，数值越大越有利，可进一步通过产生影响的主次顺序和综合平衡的方法确定最优水平组合。

由表3可知，对于A因素，从主次顺序看，对穗粒数、百粒质量、产量的影响均排在第1位，说明品种对密度的影响最重要，是主要因素，A因素选择在A3、A4之间，可从定量角度确定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 农艺性状最优水平组合选择

各处理玉米农艺性状及极差分析结果见表5。影响叶绿素含量的因素主次顺序表现为A>D>B>C，其最优水平组合为A2B3C4D2;影响株高的因素主次顺序表现为 A>B>C>D，其最优水平组合为A3B3C2D2;影响茎粗的因素主次顺序表现为A>D>C>B，其最优水平组合为A3B2C2D2。

在生长指标中，叶绿素含量、株高、茎粗都属于正向指标，所以判断生长指标对产量的影响，极差越大影响越主要。对于A因素，从主次顺序来看，对叶绿素含量、株高、茎粗的影响都排在第1位，是主要因素，A因素选择范围在A2、A3之间，其中株高和茎粗都显示在A3处理下表现最佳，故A因素选择A3。对于B因素，从主次顺序来看，对叶绿素含量的影响排在第3位，对株高的影响排在第2位，对茎粗的影响排在第4位，故选择对指标影响排位靠前的指标，即选择株高下的B因素，B3。对于C因素，从主次顺序来看，对叶绿素含量影响排在第4位，属于次要因素，对株高和茎粗的影响排在第3位，应以排位靠前的株高C2和茎粗C2中选择，故选择C2。对于D因素，从主次顺序来看，对叶绿素含量和茎粗的影响排在第2位，对株高的影响排在第4位，属于次要因素，应在排位靠前的叶绿素含量（D2）和茎粗（D2）中选择，故选择D2。综上所述，本试验的生长指标最优水平组合为A3B3C2D2，与产量构成因素的优选结果一致。

3 讨论与结论

3.1 品种与株行距配置对产量的影响

密植栽培可以促进玉米增产。在特定环境条件下，产量与种植密度的关系符合等差与等比的混合模型[10-12]，品种和栽培措施共同决定了适宜种植密度。在高密度种植条件下，耐密品种可以克服群体密度提高导致的植株间竞争，在玉米生产中更易实现高产。贾波等的研究表明，耐密植玉米是株型较紧凑品种的演变，资源利用、耐胁迫能力以及稳产性等较平展型玉米强，可降低因植株间的相互竞争引起光合生产中碳水化合物的内耗，提高生物量的生产能力和物质转运速率，将相邻植株间对光、温、水等的竞争最小化，有效分配光合产物，获得更高的群体产量[13]。合理的群体结构是玉米密植高产的基础，通过不同株行距配置可以改变玉米群体的冠层和根部结构，从而改变农田小气候环境，达到增产的目的[14-16]。李新彦等的研究表明，在种植密度不变的情况下，适当增加株行距能够起到增产的效果，但行距过大必然导致株距减小，不但不会增加玉米产量，反而会导致玉米产量降低[17]。王楷等的研究表明，西北灌溉玉米区充分满足水肥供应的条件下，密度在10.5万株/hm2时实现了最高产量[18]。陈传永等研究认为，春玉米耐密高产栽培的适宜密度为7.5万～10.5万株/hm2[19]。王洪君等研究认为，半干旱区玉米宽窄行行距为70 cm+30 cm 和宽窄行行距为80 cm+30 cm配置下玉米群体对光能资源的利用达到最佳，能有效提高玉米产量[20]。

3.2 種植密度对产量构成因素的影响

在适当的水肥管理下，改善栽培密度是增加玉米产量的关键措施之一[21]。种植密度通过有效穗数、穗粒数和百粒质量来影响籽粒产量，在适宜种植密度以下，增密能提高玉米单位土地面积果穗数和籽粒产量，当群体密度过大时，穗粒数和百粒质量的下降程度远大于单位面积穗数的增加，产量开始下降。在本试验中，在适宜的种植范围内，随着种植密度的增加，各品种的产量也随之增加，产量构成因素中的穗粒数和百粒质量也表现为增加的趋势。但是过了品种适宜的密度范围，产量与产量构成因素中的穗粒数、百粒质量表现为下降的趋势，且不同品种的耐密性不同，产量开始下降时的密度也不同。参试品种中以迪卡159的耐密性较高，且有较高的百粒质量。

3.3 种植密度对品种抗倒伏性的影响

不同种植密度下品种抗倒伏性也存在差异，通过对密度试验调查发现，正业8号、天赐19均出现倒伏。其中，正业8号密度在11.9万、13.6万株/hm2时出现倒伏，倒伏率分别为5%、20%，说明正业8号种植密度不宜超过11.9万株/hm2;天赐19在种植密度为12.9万株/hm2时倒伏率达到80%，其他处理无倒伏，说明天赐19种植密度最大不能超过12.9万株/hm2。迪卡159未出现倒伏，说明迪卡159抗倒伏性较好，表现为整体茎粗高于其他参试品种。

以上结果表明，要使玉米产量得到显著提高，首先要选择适宜当地种植的优良耐密植品种，其次要选择较高的群体密度，高密度是玉米产量提高的基础。在高密度条件下，要采用合理的株行距配置，充分发挥玉米个体发育潜力，使玉米群体与个体得到协调发展，保证玉米群体产量得到提高。

本研究结果表明，通过对品种、宽窄行及株距进行极差分析对比得出，品种对产量的影响排在第1位，为主要因素，说明在玉米密植下选择优良品种来优化群体种植密度是非常重要的栽培技术。同时，本试验通过L16（45）正交优化试验得出，适宜本地区种植的耐密品种为迪卡159，宽窄行行距为 80 cm+30 cm，株距为18 cm时，种植密度为 10.1万株/hm2，此时玉米植株群体结构较合理，可以达到增产效果。

参考文献：

[1]柏延文，杨永红，朱亚利，等. 种植密度对不同株型玉米冠层光能截获和产量的影响[J]. 作物学报，2019，45（12）：1868-1879.

[2]宋凤斌，童淑媛.不同株型玉米的干物质积累、分配及转运特征[J]. 江苏农业学报，2010，26（4）：700-705.

[3]郭 江，郭新宇，郭程瑾，等. 密度对不同株型玉米群体结构的调控效应[J]. 华北农学报，2008，23（1）：149-153.

[4]徐宗贵，孙 磊，王 浩，等. 种植密度对旱地不同株型春玉米品种光合特性与产量的影响[J]. 中国农业科学，2017，50（13）：2463-2475.

[5]姜兴芳，陶洪斌，郑志芳，等. 株行距配置对玉米根系性状及产量的影响[J]. 玉米科学，2013，21（2）：116-121.

[6]杨吉顺，高辉远，刘 鹏，等. 种植密度和行距配置对超高产夏玉米群体光合特性的影响[J]. 作物学报，2010，36（7）：1226-1233.

[7]明 博，谢瑞芝，侯 鹏，等. 2005—2016年中国玉米种植密度变化分析[J]. 中国农业科学，2017，50（11）：1960-1972.

[8]李少昆，王崇桃.中国玉米生产技术的演变与发展[J]. 中国农业科学，2009，42（6）：1941-1951.

[9]陈国平，高聚林，赵 明，等. 近年我国玉米超高产田的分布、产量构成及关键技术[J]. 作物学报，2012，38（1）：80-85.

[10]李少昆，王崇桃. 玉米高产潜力·途径[M]. 北京：科学出版社，2010.

[11]李从锋，赵 明，刘 鹏，等. 中国不同年代玉米单交种及其亲本主要性状演变对密度的响应[J]. 中国农业科学，2013，46（12）：2421-2429.

[12]陈国平，杨国航，赵 明，等. 玉米小面积超高产创建及配套栽培技术研究[J]. 玉米科学，2008，16（4）：1-4.

[13]贾 波，谢庆春，倪向群. 玉米理想株型研究进展[J]. 江西农业学报，2012，24（4）：31-33.

[14]郭丽琢，张福锁，李春俭. 打顶对烟草生长、钾素吸收及其分配的影响[J]. 应用生态学报，2002，13（7）：819-822.

[15]舒海燕，常胜合，杨铁钊. 烟株打顶对钾素含量的影响[J]. 河南农业科学，2005，34（1）：25-26.

[16]孙海潮，张莹莹，卢道文，等. 种植密度对不同熟期玉米品种生理成熟时籽粒含水量及产量的影响[J]. 江苏农业科学，2020，48（1）：104-107.

[17]李新彦，李有明，马现斌，等. 不同株行距配置对玉米产量的影响[J]. 江苏农业科学，2014，42（7）：87-88.

[18]王 楷，王克如，王永宏，等. 密度对玉米产量（>15 000 kg/hm2）及其产量构成因子的影响[J]. 中国农业科学，2012，45（16）：3437-3445.

[19]陈传永，侯玉虹，孙 锐，等. 密植对不同玉米品种产量性能的影响及其耐密性分析[J]. 作物学报，2010，36（7）：1153-1160.

[20]王洪君，王 楠，胡 宇，等. 半干旱区玉米行距调整增密对群体冠层结构及产量的影响[J]. 玉米科学，2018，26（6）：75-78.

[21]張仁和，杜伟莉，郭东伟，等. 陕西省不同年代玉米品种产量和氮效率性状的变化[J]. 作物学报，2014，40（5）：915-923.