不同种植密度及深松深度对玉米产量的影响

朱丽红，梁志翠

（临汾市农业机械发展中心，山西 临汾 041000）

玉米是我国的三大粮食作物之一。自2013年起，玉米成为我国的第一大作物，在保障我国粮食安全中占据重要地位。2020 年，我国玉米高产纪录为1 663.25 kg/0.067 hm2，但2018 年—2020 年我国玉米平均单产只有416.7 kg/0.067 hm2，仅相当于美国的57.9%，单产增产空间很大[1]。众多研究表明，未来我国玉米产业稳产保供主要靠单产提高，最积极有效的途径就是通过合理密植实现玉米增产。

1 我国玉米种植发展的背景

党的十八大以来，党中央立足世情、国情、粮情，确立了“以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑”的国家粮食安全战略。2018 年，国家玉米产业技术体系在全国900块地展开了调研工作，发现我国耕地存在明显的“浅、实、少”的问题，全国平均耕深16.5 cm，其中东北地区仅15.1 cm，远低于22 cm的基本要求[1]。根据已有研究表明，玉米产量的增加与耕层土壤的结构有直接关系，耕层变浅与玉米根系发育存在直接的传导机制，浅耕层会导致倒伏严重，并引起玉米早衰，严重影响玉米产量。通过深松土壤可以明显改善玉米植株高度、干物质积累，增加玉米群体产量[2]。近年来，我国开展的深松项目取得了很大的成就，但深度过浅将导致无法突破犁底层，深度过深则会造成动力浪费。基于此类问题，在山西省洪洞县刘家垣乡东义村开展玉米密植生产全程机械化高产高效试验示范项目，通过对玉米播种的深度和种植密度的对比试验，根据所获得的玉米单产、百粒质量、穗粒数和含水率等数据，研究不同种植密度和不同深松深度对玉米产量的影响，以期为玉米产量的进一步提高提供参考。

2 试验材料与设计

2.1 试验准备

本次试验土壤为壤土。以适宜当地种植的优质专用型玉米品种良玉99和东科909为供试材料。

2.2 试验过程

本试验按照项目实施方案的具体建设任务要求，在玉米机械化生产技术试验区统一生产流程。具体过程为：机械深松→机械匀撒基肥→机械整地→播种机播种→田间管理（中耕植保、水肥一体化）→玉米机械化收获→秸秆还田。

2.2.1 整地

为保证试验区土地质量，2022 年4 月在试验区进行了播前准备工作及玉米机械化深松整地工作，并于4 月22 日施足底肥，为适期播种和一播保全苗创造条件。

2.2.2 选种

因地制宜地选择适宜机械化作业的优质专用型玉米品种，如良玉99 和东科909，有效提高了出苗率和地块整齐度，预防了苗期病虫害和地下害虫。

2.2.3 播种

根据土地墒情、气温和玉米品种生育期等确定最佳播期，做到用种精准、下籽均匀、种肥隔离、镇压适度、深浅一致、覆土严密，适时适墒机械化播种。种植密度分为：4 000株/0.067 hm2、5 000 株/0.067 hm2、6 000 株/0.067 hm2；深松深度为25 cm、50 cm。共6 种规范化种植模式。行距统一设定53 cm。6 000 株/0.067 hm2播种株距设定21 cm，5 000 株/0.067 hm2播种株距设定24 cm，4 000株/0.067 hm2播种株距设定28 cm。

2.2.4 中期管理

5 月23 日用高地隙植保机喷施了玉部尚书除草剂，主要清除灰条、沙布等杂草；6月1日喷施了虱螨脲虫螨晴杀虫剂;7月20日进行了水肥一体化管理。

2.2.5 收获

9 月14 日，在玉米腊熟期进行了玉米性状考核和产量的测定，10月8日进行了机械化收获。

3 总投入

本试验采用控制投入的方式尽量减少试验组差异。深松25 cm 和50 cm 的5 000 株/0.067 hm2和6 000 株/0.067 hm2的4种模式各投入总费用820元/0.067 hm2；深松25 cm和50 cm的4 000 株/0.067 hm2的2 种模式各投入总费用800 元/0.067 hm2。投入差异性不大。

4 实证模型及数据说明

4.1 实证模型

本文采用线性回归模型对数据进行实证检验。

实证模型设定如下：

式中，Yi——试验田的折合单产；x1——玉米种植密度，株/0.067 hm2；x2——深松深度，cm；Zi——误差项。

4.2 数据来源及处理方法

采用五点法，在玉米收获时，对6种种植模式的地块分别进行测产，以此获取试验田的平均单产量、百粒质量、穗粒数、含水率的数据指标，见表1。

表1 玉米密植试验田测产情况Tab.1 The yield of maize dense planting test field was measured

本试验中不同密植、不同深松条件下的玉米产量见图1。

图1 不同密植、不同深松条件下的产量关系Fig.1 Yield relationship under different dense planting and different subsoiling conditions

由于6 000 株/0.067 hm2深松25 cm 的地块地势较低，雨水较其他地块容易聚集，在玉米发育过程中有充足的营养供应，使土壤的物理性质能够得到改善，从而有利于玉米种子的根系发育，导致产量较高，作为异常值在本次实验中被剔除。

5 实证结果及分析

5.1 对种植密度、深松和产量的回归分析结果

利用Stata17.0 进行回归分析，把解释变量和被解释变量代入模型检验，得到见图2的回归结果。

图2 使用Stata 17.0对种植密度、深松和产量作出的回归分析结果Fig.2 Regression analysis of planting density,subdepth and yield using Stata 17.0

由此可得，产量与密度及深松的线性关系可以表现为：

5.2 对种植密度、深松和产量的回归分析结果分析

（1）密度和深松的回归系数大于0，说明密度和深松与产量都呈正相关关系。其中x1（密度）的相关系数为0.113 4，说明随着密度的增加1 个单位（在本试验中表现为增加1 株玉米/0.067 hm2），产量约增加0.113 4 个单位（在本试验中表现为增加0.113 4 kg/0.067 hm2）。x2（深松）的回归系数为2.232，说明随着深松深度每增加1 cm，折合单产数约增加2.232 kg/0.067 hm2。此外依据试验结果还发现，x2（深松）的回归系数大于x1（密度）的回归系数，说明深松增加一单位时比密度增加一单位带来的产量增加幅度更大，即相比较于密度增加来说，深松深度的增加对提高产量更有意义。

（2）可决系数R-squared 值为0.96，高度接近1，说明x1（密度）与x2（深松）和y（产量）高度相关。

（3）x1（密度）P值为0.027＜0.05，说明密度是对产量影响显著性更强的一个变量，在本试验中可以解释为样本中变量关联有2.7%的可能性是由偶然造成的。即假设总体中x1（密度）与y1（产量）之间均无关联，反复重复该实验也会发现有2.7%的可能性使x1（密度）与被解释变量y1的关联性将等于或强于该假设。而x2（深松）的P值为0.197，在统计学意义上被解释为具有一定的偶然性，当然该结果可能也受本次试验样本过少，深松数据只有25 cm和50 cm两种档次的影响。

6 结论

经过对回归性结果的分析，可以得出在一定范围内，种植密度和深松深度对产量都有正向调节作用。通过试验与分析，可以得出在施肥水平高、土壤肥力好、墒情适宜、灌溉及生产条件好的情况下，合理密植、适度深松的种植模式下玉米可获得更高产量。

7 借鉴意义及局限性

通过开展玉米密植生产全程机械化高产高效试验项目，为本市玉米密植试验积累了数据支持，达到了预期的目标。玉米密植生产提高了玉米的质量和产量，达到了增产增收，为进一步推动玉米密植生产全程机械化推广打下了良好的基础。

在开展试验项目过程中，由于第一次试验的过程有其局限性，试验的结果有其偶然性，今后本试验组将继续推进玉米密植生产试验项目，持续观察试验过程，对比分析试验数据，为玉米密植生产全程机械化高产高效试验项目提供可靠的试验数据。