密度和施肥对‘河农1号’农艺性状及产量的影响

郑天翔 雷玉明* 石建国 马紫薇 韩彦弟石 菁 王丽娟 丁希德 马 金

（1.河西学院农业与生态工程学院；2.甘肃河西走廊特色资源利用重点实验室；3.张掖市建国作物种质创新育种工作室，甘肃 张掖 734000；4.甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州 730070；5.甘肃前进牧业科技有限责任公司，甘肃 张掖 734000）

引言

玉米是一种重要的粮食作物和饲料作物，我国常年种植总面积在2000万hm2以上［1］.目前，玉米需求量在不断扩大，但是我国玉米生产只能依靠提高单产来提高产量.培育玉米新品种是最简便的增产途径，同时，对于不同品种采取相应的栽培技术是增产作用的重要保证［2］.在玉米栽培技术中，密度和肥料是影响玉米产量的关键技术［3］.不同的玉米品种都有其最适种植密度，不同品种的种植密度与施肥方式，都会影响玉米长势、群体、穗部性状以及产量［4］. 因此适宜的密度及施肥方法是提高玉米产量的关键技术措施之一［5，6，7］. 使玉米增产的途径主要有提高玉米种植密度，它是通过各种肥料的高效使用及配合，提高土壤供肥能力，达到增产目的［8，9］.

提高玉米群体效应是玉米最有效的增产方式，‘河农1号’玉米品种是本区玉米生产中的一个粮饲兼用的新品种，为确定‘河农1 号’最佳的种植密度和最适的施肥量，本试验研究了不同密度和施肥量对‘河农1号’生长的影响，以期为‘河农1号’实现高产优质化栽培提供技术指导.

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在甘州区党寨镇小寨村张掖市建国作物种质创新育种工作室试验基地进行，当地海拔1448m，日照时数3041h，土壤质地为沙壤土，前茬作物玉米，且土壤养分均一.

1.2 试验材料

供试玉米品种：粮饲兼用玉米新品种“河农1号”由河西学院和张掖市农业科学院联合选育.品种来源：F12-006×G12-060，原代号JG606.

供试肥料：氮肥（尿素，含N46%）；磷肥（磷酸二铵，含P2O518%）；钾肥（硫酸钾，含K2O50%）.

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

设置密度（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）、钾肥（5kg/667m2、10kg/667m2、15kg/667m2）四个因素进行L9（34）正交试验设计（见正交试验设计表1）.试验小区长4m，宽2，5m每小区四周筑埂，埂宽30cm，避免串灌串排，每个处理组合重复3次，随机区组排列，周围设保护行.

表1 正交试验设计表Table 1 Orthogonal experimental design

1.3.2 试验种植

试验采用地膜覆盖栽培，播种前一周划线铺膜，于4 月14 日播种，10 月1 日收获.播种方法为点播，播种深度为4～5cm，行距为55cm，株距为27cm（密度为4500株/亩）、株距为23cm（密度为5300株/亩）、株距20cm（密度为6100株/亩）.磷肥（磷酸二铵）、钾肥（硫酸钾）于播种前施入0～20cm耕作层做底肥，氮肥（尿素）总量的1/3 作底肥，2/3 做追肥，分两次追施，1/3 作拔节期追肥、1/3 作大喇叭口期追肥，追肥方法为穴施.其他管理措施同大田保持一致.

1.4 田间测量与考种

株高：由植株基部土面量至雄穗顶端的高度，每个处理取10株测定后取平均值.

穗位高：由植株基部土面量至果穗节的高度，每个处理取10株测定后取平均值.

茎粗：每个处理取10株，测定其地面第一节后取平均值，以mm表示（用游标卡尺测定）.

穗粗：将取样果穗头、尾相间排成一行，量果穗中间的直径，求其平均值.

穗长：果穗风干后，选取有代表性果穗10个，测穗基部到顶端长度（包括秃顶部分）取平均值.

行粒数：果穗风干后，选取10个果穗，一个果穗数区具有代表性的三行后求平均值.

穗行数：每个处理取3个果穗，数其中部籽粒行数，并求平均值.

生物产量：在一个小区中选取10株，测定地上部生物产量.

产量：每个试验小区单独收获，果穗自然风干后脱粒称重计产，按14%水分折算产量.

1.5 统计分析

通过Excel2016制表对所收集的数据进行正交数据处理.

2 结果与分析

2.1 密度和施肥对株高、穗位高、茎粗的影响

从株高正交试验结果（表2）可以看出，4个因素的极差分别为9，37、5，15、2，37、6，19，各因素对株高的影响程度依次为密度＞钾肥＞氮肥＞磷肥.密度的极差9，37最大，说明密度水平变化对株高影响最大，因此密度是主要因素，它的第2 水平（A2）所对应的数值374，69 最大，为最优水平.同样，氮肥、磷肥、钾肥最优水平对应值分别为371，37、370，59与371，74，即最优组合A2B1C2D2，即密度5300株/667m2、氮肥30kg/667m2、磷肥30kg/667m2、钾肥10kg/667m2.

注：表格中Z表示株高，S表示穗位高，P表示茎粗.

对穗位高正交试验结果（表2）可以看出，4个因素的极差分别为10，58、6，34、9，25、8，28，各因素对穗位高的影响程度依次为密度＞磷肥＞钾肥＞氮肥，密度的极差10，58最大，说明密度水平变化对穗位高影响最大，因此密度是主要因素，它的第3 水平（A3）所对应的数值180，92 最大，为最优水平.同样，磷肥、钾肥、氮肥最优水平值分别为178，85、180，52、179，35，即最优组合A3B2C1D3，即密度6100株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15/667m2、钾肥15kg/667m2.

对茎粗正交试验结果（表2）可以看出，4个因素的极差分别为0，25、0，02、0，03、0，04，各因素对茎粗的影响程度依次为密度＞钾肥＞磷肥＞氮肥，密度的极差0，25最大，说明密度水平变化对茎粗影响最大，因此密度是主要因素，它的第1水平（A1）所对应的数值2，60最大，为最优水平.同样，磷肥、钾肥、氮肥的最优水平值分别是2，52、2，53、2，52，即最优组合A1B2C1D2，即密度4500 株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15kg/667m2、钾肥10kg/667m2.

2.2 密度和施肥对穗长、穗粗、行粒数、穗行数的影响

对穗长正交试验结果（表3）可以看出，4个因素的极差分别为0，92、0，84、0，44、1，05，各因素对穗长的影响程度依次为钾肥＞密度＞氮肥＞磷肥，钾肥的极差1，05最大，说明钾肥水平变化对穗长影响最大，因此钾肥是主要因素，它的第2 水平（A1）所对应的数值23，09 最大，为最优水平；同样，密度、氮肥、磷肥的最优水平值分别是23，32、23，27、23，03.即最优组合A1B2C1D2，即密度4500株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15kg/667m2、钾肥10kg/667m2.

对穗粗正交试验结果（表3）可以看出，4个因素的极差分别为0，02、0，13、0，16、0，06，各因素对穗粗的影响程度依次为磷肥＞氮肥＞钾肥＞密度，磷肥的极差0，16最大，说明磷肥水平变化对穗粗影响最大，因此磷肥是主要因素，它的第3水平（A1）所对应的数值5，16最大，为最优水平；同样，氮肥、钾肥、密度最优水平值分别为5，12、5，10、5，08，即最优组合A1B3C3D1，即密度4500 株/667m2、氮肥90kg/667m2、磷肥45kg/667m2、钾肥5kg/667m2.

对穗粒数正交试验结果（表3）可以看出，4个因素的极差分别为3、2、3、3，各因素对穗粒数的影响程度密度、磷肥、钾肥一致，氮肥影响最小.

对穗行数正交试验结果（表3）可以看出，四个因素的极差分都为0，说明各因素对穗行数的影响程度一致.

表3 密度和施肥对穗长、穗粗行粒数、穗行数的影响Table 3 Effects of Planting Density and Fertilization on Panicle Length,Panicle Coarse Grain Number and Panicle Number

注：表中R表示穗长，X表示穗粗，T表示穗粒数，L表示穗行数

2.3 密度和施肥对亩产量、生物产量的影响

对产量正交试验结果（表4）可以看出，4个因素的极差分别为303、70，67、38，67、144，34，各因素对产量的影响程度依次为密度＞钾肥＞氮肥＞磷肥，密度的极差303最大，说明密度水平变化对产量影响最大，因此密度是主要因素，它的第3 水平（A3）所对应的数值2358，67 最大，为最优水平；同样，钾肥、氮肥、磷肥的最优水平值分别为2257，675、2242，67、2202，67，即最优组合A3B2C1D2，，即密度6100株/667m2、氮肥60kg/667m2、磷肥15kg/667m2、钾肥10kg/667m2.

表4 密度和施肥对亩产量、生物产量的影响Table 4 Effects of density and fertilization on yield per mu and biomass

对生物产量正交试验结果（表4）可以看出，4 个因素的极差分别为1401，57、465，64、518，63、98，56，各因素对生物产量的影响程度依次为密度＞磷肥＞氮肥＞钾肥，密度的极差1401，57最大，说明密度水平变化对生物产量影响最大，因此密度是主要因素，它的第3 水平（A3）所对应的数值5093，07最大，为最优水平；同样，磷肥、氮肥、钾肥的最优水平值分别为4660，60、4638，17、4476，53，即最优组合A3B1C1D2，即密度4500株/667m2、氮肥30kg/667m2、磷肥15kg/667m2、钾肥10kg/667m2.

3 结论与讨论

对玉米密度、施氮、磷、钾肥数据进行正交试验，分析对株高、穗位高、茎粗、穗长、穗粗、亩产量、生物产量的影响. 结果如下：各因素对株高的影响程度为密度＞钾肥＞氮肥＞磷肥，最优组合A2B1C2D2；对穗位高的影响程度为密度＞磷肥＞钾肥＞氮肥，最优组合A2B1C2D2；各因素对茎粗的影响程度为密度＞钾肥＞磷肥＞氮肥，最优组合A1B2C1D2；各因素对穗长的影响程度为钾肥＞密度＞氮肥＞磷肥，最优组合A1B2C1D2；各因素对穗粗的影响程度为磷肥＞氮肥＞钾肥＞密度，最优组合A1B3C3D1；各因素对产量的影响程度为密度＞钾肥＞氮肥＞磷肥，最优组合A3B2C1D2；各因素对生物产量的影响程度依次为密度＞磷肥＞氮肥＞钾肥，最优组合A3B1C1D2.试验结果表明，在不同种植密度下：随着种植密度的增加，玉米的株高呈先增后减趋势，穗位高、产量、生物产量呈增加趋势，而茎粗、穗粗、行粒数呈下降趋势，穗行数保持不变.周灵芝［10］研究认为密度对产量构成因子有极显著影响，随着密度的增加，茎粗、穗长、穗粗、穗行数和行粒数降低，而株高、穗位高逐渐增加，与本试验研究结果一致.在不同肥料施用量下，随着肥料施用量的增加，穗位高、穗长、穗粗、亩产量和生物产量均呈上升趋势；而株高、茎粗、穗行数呈下降的趋势，行粒数不变.王明泉［11］等研究表明在相同的栽培条件下，随着施肥量的增加，‘龙单63’的株高、穗位高不断增加，而穗长、穗粗呈降低趋势，穗行数和行粒数保持不变，与本研究结果有差异.张桓语［12］研究结果表明增肥对‘沈农T100’的穗粒数、百粒重和干物质重、株高和穗位高均呈增加趋势.造成这种结果差异的原因可能是玉米品种差异所致.

通过分析指标的影响可知，在A1B2C1D2的组合下，密度、氮、磷、钾肥各因素对‘河农1号’植株性状和生物产量的影响效果最好.能够明显促进植株的形态建成，有利于壮苗、改善玉米品质，具有显著增产作用.