玉米种植密度对产量的影响试验分析

艾尼瓦尔·阿不都拉，刘翔宇，徐彦军，阿力木·阿不迪力木，李玉斌

（1.新疆农业科学院吐鲁番农业科学研究所，新疆 吐鲁番 838000；2.青岛农业大学，山东 青岛 266109）

0 引 言

我国是玉米种植大国。近年来，我国玉米产量与出口量一直都在增长，玉米总产量位居世界第二，而玉米出口量位居世界第四[1]。国内主要玉米种植区域包括东北平原、华北平原等，而有关统计数据显示，2020 年我国玉米种植面积达2 415 万hm2，同比2019 年增长0.15%，玉米总产量达2.45 亿t，同比2019 年增长2.62%，玉米出口量为0.86 亿t，同比2019 年增长0.36%[2]。随着现代技术与经济的不断发展，玉米已经不再仅仅作为粮食，在工业生产领域中也占有重要的地位，玉米也是乙醇、甲醇等化学产品的重要生产原料，因此，国内对玉米的需求在持续增加，因此亟需采取有效的栽培技术与手段，提高单产水平，提升玉米产量。种植密度是作物种植中的重要技术参数，其对产量具有重要影响，但是目前国内关于玉米种植密度对产量影响的研究仍显滞后，不足以为玉米栽培技术优化与完善提供充分理论指导，并且在实际生产中主要侧重于选种等方面，在玉米种植密度等玉米栽培技术对产量的影响方面研究重视不够，为此本文开展玉米种植密度对产量的影响试验分析。

1 试验地点与材料

本次试验地点设在新疆农业科学院吐鲁番农业科学研究所试验基地，试验面积为112 m2，土壤类型为黄黏土，偏碱性，土壤pH 值为8.46，肥力属于中上等，具体情况如表1 所示。

表1 试验地点土壤化学成分含量情况

试验区海拔为34 m，气候为典型的大陆性暖温带荒漠气候，日照充足，热量丰富又极端干燥，降雨稀少且大风频繁。全年日照时数可达3 200 h，全年平均气温13.9 ℃，高于35 ℃的炎热日在100 d 以上，夏季极端高气温可达到49.6 ℃，地表温度多在70 ℃以上[3]。由于地区气候炎热，干旱少雨，年平均降水量仅16.4 mm，而蒸发量高达3 000 mm。

根据该地区气候、土壤等条件，选择由黑龙江IHFA 种业有限公司培育的德美亚12 号作为本次试验种植品种，该品种为平展型品种，生长周期为122 d。

2 试验设计及田间管理

本次试验设置了50 000、60 000、70 000、80 000、90 000、100 000 株/hm2共6 个梯度的种植密度，以下用TH1、TH2、TH3、TH4、TH5、TH6 表示[4]，并且每个种植密度都各设置了重复3 次。试验采用裂区设计，小区为10 行区，行长10 m，小区总面积为112 m2[5]。5 月2 日开始播种试验玉米材料，播种方式为机械式播种方式[6]。整个玉米生长期间的水肥管理如下：在播种前（5 月2 日）施用基肥，基肥总量为125.35 kg/hm2，含46%铵的尿素45.56 kg，含30%铵和50%磷的复合肥（AF-56）1 062.41 kg，含46%铵的磷酸二胺15.28 kg[7]。6 月18 日（12 叶期）追肥265.78 kg/hm2，含56.48 kg 总养分＞45%的复合肥（13∶02∶14），68.49 kg 含有12%五氧化二磷的过磷酸钙，38.56 kg95%四硼酸钠含量的活力硼，89.48 kg含45%钾磷酸二氢钾[8]。其他管理按照常规玉米种植管理田间操作情况进行，如：在玉米生长期间的玉米虫害、草害防控，降低其对试验结果的影响。收获方式为机械式收获。

3 测定项目与方法

考虑到本次研究内容为玉米种植密度对产量的影响，因此选择测定指标参数包括：玉米果穗长度、玉米果穗径粗、玉米果穗行数、玉米行粒数、百粒重、空秆率以及玉米产量[9]。2022 年10 月10 日收获玉米试验材料。在收获时选取调查试验区各种植密度各个重复小区中的100 穗玉米为检测代表材料，测定这100 穗玉米果穗长度，取平均值确定玉米果穗长度；测定同样的100 穗玉米果穗直径，取平均值确定玉米果穗径粗；测定同样的100 穗玉米果穗行数，取平均值确定玉米果穗行数；测定同样的100 穗玉米行粒数，取平均值确定玉米行粒数；将玉米脱粒后从中任意选取100 粒玉米并称重，重复测重3 次，取平均值确定百粒重；调查试验区内空秆数量，计算出每个试验区的空秆率；对每个试验区实测产量，代表玉米产量数据[10]。使用DSPv4.56 软件对测定数据统计分析，并使用电子表格记录试验数据。

4 结果与分析

4.1 种植密度对玉米产量构成因素的影响

玉米产量主要受玉米穗部性状影响，根据玉米穗部性状调查情况，使用电子表格对调查结果汇总，具体如表2 所示。

表2 不同种植密度下玉米穗部特性情况

从表2 可以看出，随着玉米种植密度的加大，玉米穗长呈现先增长后降低的趋势，在50 000 ～70 000 株/hm2区间，玉米穗长随着玉米种植密度增加而增加，在70 000～100 000 株/hm2区间，玉米穗长随着玉米种植密度增加而降低，在70 000 株/hm2种植密度情况下，玉米穗长最大，为21.46 cm，在100 000株/hm2种植密度情况下，玉米穗长最小，为16.35 cm，其他4 种种植密度穗长差异不明显；在不同种植密度情况下，玉米的穗粗存在较大的差异，随着玉米种植密度的加大，玉米穗粗呈现先增长后降低的趋势，在70 000 株/hm2种植密度情况下，玉米穗粗达到最大，为5.56 cm，在100 000 株/hm2种植密度情况下，玉米穗粗最小，为4.06 cm，相差近1.5 cm，存在明显的差异，其他4 种种植密度穗粗差异不明显。

从本次试验项目调查情况来看，在不同密度处理下，玉米穗行数与行粒数两个穗部特性指标也表现出明显的差异，以70 000 株/hm2作为分界点，在50 000～70 000 株/hm2区间，玉米穗行数与行粒数随着玉米种植密度增加而增加，在70 000～100 000株/hm2区间，随着种植密度增加而不断减小，在70 000株/hm2种植密度情况下，两个穗部特性指标均达到最大值，分别为36.51 行、41.25 粒，在100 000 株/hm2种植密度情况下，两个穗部特性指标均均达到最小值，分别为33.59 行、36.25 粒。此外，玉米百粒重变化在不同种植密度间也存在较大的差异，随着密度50 000 株/hm2增加到70 000 株/hm2，其百粒重也逐渐升高，随着密度70 000 株/hm2增加到100 000株/hm2，其百粒重呈反趋势变化，同样在70 000株/hm2下达到最大值，为44.85 g，在100 000 株/hm2下达到最小值，为41.06 g，其他4种种植密度百粒重差异不明显。

由此可以看出，在50 000～70 000 株/hm2区间，玉米种植密度大时，果穗长、果穗粗、穗行数多、行粒数多，百粒重大；在70 000～100 000 株/hm2区间，玉米种植密度较小时，果穗长、果穗粗、穗行数多、行粒数多，百粒重大，因此要想提高玉米单株产量，就要协调好种植密度、穗部特性以及产量三者的关系，通过合理控制种植密度，增加玉米果穗长度、粗度等，从而提升玉米产量。

4.2 种植密度对玉米产量的影响

根据对玉米产量实测数据统计，绘制不同种植密度下玉米产量对比图如图1 所示。

图1 不同种植密度下玉米产量对比图

从图1 可以看出，在不同种植密度处理下，玉米产量有明显的差异，其中70 000 株/hm2种植密度下玉米产量最高，为12 463.21 kg/hm2，100 000 株/hm2种植密度下玉米产量最低，为9 845.65 kg/hm2，在低密度处理条件下（50 000～70 000 株/hm2），玉米产量水平较高，单株产量最大可以达到132.56 g/株。为了进一步探究玉米种植密度对产量的影响，对不同种植密度下玉米空秆率差异分析，空秆率由大到小依次为TH6、TH5、TH4、TH3、TH2、TH1，最大空秆率为15.26%，最小空秆率为0.25%，TH3 空秆率为1.36%，可见，随着种植密度的增加，玉米空秆率也随之增加，二者呈正相关关系，虽然TH3 空秆率在本次试验中不是最小值，但是其与TH1 差值比较小。这是因为玉米种植密度对玉米光合性能影响比较大，玉米种植密度越大，苗株之间的空隙越小，不利于玉米光合作用，玉米种植密度与光合性能关系为：随着种植密度的增加，玉米光合性能越弱，导致玉米株越小，株茎越细，容易出现倒伏现象，从而空秆率会提升。同时空隙小也使玉米生长受到限制，没有充足的空间让其自由生长，且通风效果也比较差，玉米容易发生病害。但是如果玉米种植密度过小，玉米之间的空隙过大，虽然玉米可以更好地生长，但是玉米穗数比较低，产量也自然会下降，因此玉米种植密度要适中。

综上所述，在玉米种植中要把控好玉米种植密度与产量之间的关系。对于德美亚12 号及其类似品种，当种植密度在70 000 株/hm2时可以保障较高的玉米产量。

5 结 语

本试验探究了玉米种植密度对产量的影响，从多个产量构成因素较为深入地分析了二者之间的关系，为玉米种植栽培技术优化与创新提供理论支撑，同时也为玉米种植密度对产量的影响相关研究提供了参考依据，有助于通过提升玉米种植栽培技术水平进一步有效提高产量，因此具有良好的现实意义与理论意义。同时，我们意识到仅仅研究种植密度对单一玉米品种产量影响的局限性，今后对更多玉米品种产量与种植密度间的关系开展更为全面系统的深入研究，有望促进品种产量实现最大化。