马向峰,周清利,金超彪,司庆臣,南赟捷,于 强,韩坤龙*
(1.齐河县农业农村局,山东 德州 251100;2.安徽隆平高科种业有限公司,安徽 合肥 230088)
我国是农业大国,也是人口大国。虽然近年来我国加快推进农村城镇化进程,但农业人口仍占较高比例。解决“三农”问题,促进我国农业发展是提高综合国力的必要条件。我国人口基数大,长期面临粮食短缺问题,每年需从外国进口大量粮食,发展农业可从根本上解决我国粮食短缺问题。玉米是我国主要粮食作物之一,采用科学的栽培技术可提高玉米产量,确保粮食储备,促进我国农业发展。
种植密度会对玉米产量产生影响,选择某一农村试验田为试验种植平台,随机选择500 粒相同品种的玉米种子作为试验对象。在种植密度不同、其他生长条件基本相同的条件下分组种植,保证种植密度是影响玉米产量的唯一因素。
研究发现,不同组别玉米产量及质量不同,种植密度过大或过小会导致产量及质量下降。玉米生长过程中,植株密度超出合理区间会对玉米穗的数量产生影响,从而降低玉米产量。
不同种植密度下,玉米植株占用的面积不同,导致玉米植株对水分与肥料的吸收量不同。种植密度过大,相邻玉米植株对土地营养成分的竞争力增大,有限的种植面积不足以为植株提供充足的营养成分。同时,种植密度过大会降低玉米植株整体透光性,影响玉米生长过程中的光合作用,即高密度下只有高处的玉米植株能够有效进行光合作用,中低处的玉米植株受到其他植株叶片遮挡只能短暂进行光合作用,甚至完全不能进行光合作用,从而对玉米产量造成影响。玉米植株种植密度过小,虽然能够保证植株进行有效的光合作用,但极易造成严重的光能与土地资源浪费。合理的种植密度不仅可以有效利用光能与土地资源,还可以最大限度保证玉米植株生长过程中有充足的营养物质,提升玉米品质。
为了研究不同种植密度对玉米质量的影响,相关人员对农村试验田中各种植密度下玉米的总淀粉含量、粗脂肪以及粗蛋白等成分含量进行数据汇总与比对分析。研究发现,在密度合理的种植环境下生长的玉米总淀粉含量、粗蛋白以及粗脂肪等成分含量较高。种植人员应结合玉米种植区域的实际情况合理判断玉米种植密度,确保玉米植株有效进行光合作用,积累植株生长所需的养分,提高玉米产量。
德州市位于山东省西北部,总面积10 356 km2[1],常住人口5 611 194 人[2],是全国粮食高产区。玉米是德州市主要粮食作物,种植面积达50 万hm2以上,是农民重要的收入来源。当前,我国土地资源紧张,提高玉米单产是增加农民收入的重要手段。研究表明,增加玉米种植密度是提高玉米产量的首选途径[3-6]。随着种植密度的增加,玉米产量呈现先增加后减少的趋势,当产量达到最高值时,对应的种植密度即为最佳种植密度[7]。为探索德州市玉米播种的最佳种植密度,对高产玉米杂交种隆平638 进行密度试验,为确定德州市最佳种植密度提供数据支持。
供试玉米杂交种为隆平638,由安徽隆平高科种业有限公司选育,2018 年通过国家审定,自2019 年推广以来,连续两年产量均优于当地主栽品种,是德州市的苗头品种[8]。
试验地点设在齐河县刘桥镇雷庄村,试验地块为高产地块,土壤养分含量分别为碱解氮95.46 mg/kg、速效磷30.64 mg/kg、速效钾46.03 mg/kg。前茬作物为小麦[9]。
试验于2021 年6 月15 日播种,采用机械开沟,人工点播。设置4 种种植密度,3 次重复,每次重复随机排列。种植密度分别为60 000 株/hm2、67 500 株/hm2、75 000 株/hm2、82 500 株/hm2。每小区播种12 行,行长20 m,等行距种植,行距0.67 m。开沟时施尿素75 kg/hm2、磷酸二铵300 kg/hm2、氯化钾150 kg/hm2、硫酸锌15 kg/hm2。拔节期、大喇叭口期追肥两次,分别追施尿素150 kg/hm2、300 kg/hm2;出苗前喷施40%阿特拉津+50%乙草胺、50%都阿合剂除草剂,玉米生育期喷药4 次,防治虫害,保证水分供应;其他管理同一般大田,收获日期为10 月10 日[10-11]。
2.4.1 产量
使用籽粒收割机收获中间8 行,测量籽粒产量,调查机收漏穗情况。用水分测定仪测量水分含量,重复测3 次取平均值,按14%含水量折算每公顷产量。
2.4.2 倒折率与倒伏率
分别于7 月26 日和9 月28 日调查小区中间8 行倒伏与倒折数量,倒折率=倒折数/总数×100%,倒伏率=倒伏数/总数×100%。
2.4.3 叶面积指数
采用长宽系数法测量,散粉结束后15 d 选取30株生长正常的植株,测量未干枯叶片的叶长与叶宽。叶面积=长×宽×0.75,叶面积指数=单株平均叶面积×小区内株数/小区面积。
2.4.4 透光率
散粉结束后15 d 用LP-80 型冠层分析仪测量小区穗位部透光率。
2.4.5 农艺性状
农艺性状调查均使用田间观察测定与室内考种的方法。调查项目包括株高、穗位、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、千粒重、出籽率。
由表1 可知,随着种植密度的增大,隆平638 的产量呈先增加后减少的趋势。75 000 株/hm2密度处理与67 500 株/hm2密度处理差异不显著,与60 000 株/hm2和82 500 株/hm2密度处理差异均达到了显著水平,60 000 株/hm2密度处理下产量最低。机收漏穗随着密度的增大而增多。从产量结果来看,67 500 株/hm2与75 000 株/hm2密度处理下,隆平638 产量较高。
表1 不同密度的产量结果比较
由表2 可知,随着种植密度的增大,隆平638 的株高、穗位、穗行数、行粒数变化不明显,穗长、千粒重、出籽率逐渐变小,秃尖长逐渐增大。由此可见,随着种植密度的增大,单穗产量降低主要由千粒重降低引起。
表2 不同密度的植株和果穗性状
由表3、表4 可知,受台风影响,德州市玉米在7月底出现不同程度的倒伏倒折状况,隆平638 株高矮,抗倒能力强,但仍在82 500 株/hm2密度下出现15%的倒伏率与3.9%的倒折率,高于其他密度处理。由于茎秆未发育完全,仍可向上生长,成熟期倒伏率不升反降。随着种植密度的增大,隆平638 倒折率与倒伏率均逐渐增加。
表3 不同密度的叶面积指数和田间透光率
表4 不同密度的倒折与倒伏率
随着种植密度的增大,隆平638 产量先增加后减少,67 500 株/hm2密度处理下产量最高。隆平638 为耐密型品种,高密度下产量略有下降。虽然收割机割台可以在收获时放置很低,但机收漏穗数量仍会随密度增大而增多,证明种植密度过高会加大极端气候时减产的风险,不利于玉米稳产。60 000 株/hm2密度处理下倒伏率与倒折率最低,机收漏穗数最少,但难以充分发挥产量潜力。
随着种植密度的增大,隆平638 穗部性状变化主要为穗长变短、秃尖变长、千粒重降低、出籽率降低,穗行数与行粒数变化不明显。高密度下果穗单产降低主要由果穗变短和千粒重降低引起。玉米叶面积指数随着密度增大而增加,导致穗位处光截获量减少,是造成果穗变短和千粒重降低的原因之一。另外,种植密度的增大加剧了叶片间的相互遮挡,增加了病虫害的防治难度,致使高密度下发生螟折。结果表明,67 500 株/hm2密度下隆平638 可充分发挥产量潜力,具有较强的抗倒伏倒折能力,便于田间管理与病虫害防治,是德州市种植玉米的理想密度。
现阶段,随着农业的快速发展,玉米种植在德州市占据十分关键的地位。为了实现玉米高产,保证其质量,种植人员需科学规划玉米种植密度。相关部门要对农户开展培训和教育,使其掌握先进的种植技术,了解播种知识,结合作物的种类和施肥方式,解决作物种植密度不科学的问题,提高经济效益。