不同栽培方式和种植密度对玉米生产的影响

郭燕梅,李 慧*,范昭能,曾荣耀,谢 君,刘佩雄,刘 昆

(1.四川省自贡市乡村振兴发展服务中心,四川 自贡 643000;2.四川省自贡市大安区现代高效特色农业园区服务中心,四川 自贡 643010;3.四川省自贡市大安区农业科学技术推广中心,四川 自贡 643010)

玉米(ZeamaysL.)是禾本科一年生草本植物,又名苞谷、苞米棒子、玉蜀黍、珍珠米等,是畜牧业、养殖业等的重要饲料来源,也是食品、医疗卫生、轻工业、化工业等不可或缺的原料之一[1]。我国玉米产量占全世界玉米产量22.4%以上,居世界第二[2],其产量高低对粮食总产量和农村经济发展都具有举足轻重的作用[3]。自贡市常年玉米种植面积4×104hm2,总产2.5×105t,占全市粮食总产17%,农户一般种植密度为2000～2500株/667m2,产量仅400kg左右。自贡地处川南丘陵地区,降雨时空分布不均,发生春旱夏旱年份较多,制约玉米稳产高产。春玉米地膜覆盖能保温保湿,抑制杂草,减少地表无效蒸发,提高水分利用效率,集雨抗旱稳产增产效果显著。有研究提出,合理的玉米生产群体结构是高产基础,合理构建种植密度调节群体结构为常用手段[4],但密度过高、过低均会导致产量降低[5-6]。为探究露地和覆膜栽培条件下,不同种植密度对玉米生长发育和产量的影响,试验以本地主推杂交玉米品种“加单8号”为材料,开展露地和覆膜2种栽培方式3个种植密度的对比试验,对玉米生育进程、主要经济性状和产量进行调查和分析,旨在探明露地、覆膜栽培的适宜种植密度,为提高当地玉米产量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验位于四川省自贡市大安区三多寨镇八甲村八组,试验地面积2.135m2。试验地块为壤土,土层深厚、土质疏松、透水性好。试验前取耕层土壤进行理化性质分析：有机质7.8g/kg、碱解氮96mg/kg、有效磷13.6mg/kg、速效钾112mg/kg、pH 6.1。

1.2 试验材料

供试材料为杂交玉米品种“加单8号”和0.02mm农膜。

1.3 试验设计

设计露地和覆膜2种栽培方式,分别设计3个密度,即：2600株/667m2(行距0.833m,株距0.308m,每个小区208株),2800株/667m2(行距0.833m,株距0.286m,每个小区224株),3000株/667m2(行距0.833m,株距0.267m,每个小区240株),共6个处理,每个处理重复3次,共18个小区,每个小区面积53.28m2(长6.66m,宽8.00m),区组间和试验区四周留工作道1.5m。

1.4 试验田栽培管理

2022年3月5日播种,采用单株肥团育苗。当玉米苗达二叶一心时移栽,移栽日期3月26日。覆膜方式为膜侧栽培,膜际栽苗,露地和覆膜栽培玉米均采取单株定向栽植。移栽前施45%(N∶P2O5∶K2O为15∶15∶15)硫酸钾复合肥30kg/667m2,3月31日施46%尿素10kg/667m2提苗,在大喇叭口期5月15日施攻苞肥,施45%(N∶P2O5∶K2O为15∶15∶15)硫酸钾型复合肥30kg/667m2,试验田在各病虫防治适期内统一防治地下害虫、蚜虫、纹枯病和玉米螟,所有处理防治用药量均相同。

1.5 测定项目

1.5.1 生育期记载 在玉米生长过程中,系统观察记载玉米播种期、抽雄期、灌浆期、成熟期。

1.5.2 主要经济性状测定 收获前,各处理五点取样,每点6株,随机选择30株植株,进行现场测量和室内考种,测定株高、穗长、穗位高、穗粒数、百粒重。

1.5.3 实收产量 各处理小区实收,晾晒干除杂后称重测定含水量,小区产量(kg)=666.7/实收面积(m2)×实收重量(kg)×[1-含水量(%)]÷[1-14%]。

2 结果与分析

2.1 不同栽培方式和种植密度对玉米生育期的影响

露地、覆膜2种栽培条件下,不同种植密度玉米生育期见表1。由表1可以看出,覆膜对玉米生育进程影响明显,覆膜可促进玉米生长发育,缩短生育期,相比露地栽培,可缩短生育期7～9d,其中播种到抽雄阶段缩短4～8d,抽雄到灌浆阶段缩短1～3d,灌浆期至成熟期基本无差异。有研究表明覆膜栽培可使玉米生长发育进程明显加快,主要是由于覆膜后产生的“增温效应”所致[7]。露地玉米各密度生育期在128～129d,覆膜玉米各密度生育期120～121d,相同栽培方式不同种植密度之间生育周期基本相同,同一栽培方式不同的密度对生育期基本无影响。

表1 露地和覆膜栽培不同种植密度下玉米生育期

2.2 不同栽培方式和种植密度对玉米主要经济性状的影响

穗数、每穗粒数和百粒重是玉米产量构成的3个因素,要获得玉米高产,必须建立合理的群体结构,以协调产量构成3个因素的矛盾,使三者的乘积达到最大值[8]。露地、覆膜2种栽培条件下,不同种植密度的玉米主要经济性状见表2。不同栽培和种植密度对玉米主要经济性状影响显著,在露地、覆膜栽培方式下,种植密度2600株/667m2时,露地玉米株高为271.2cm,较覆膜玉米株高矮8.1cm。露地玉米穗位高为94.8cm,较覆膜玉米穗位高矮1.6cm。露地玉米穗长为19.8cm,较覆膜玉米穗长短2.1cm。露地玉米穗粒数为627.6粒,较覆膜玉米穗粒数少22.9粒;露地玉米百粒重为28.1g,较覆膜玉米百粒重低3.8g。在露地、覆膜不同栽培方式下,种植密度为2800株/667m2时,露地玉米株高为269.5cm,较覆膜玉米株高矮8.9cm;露地玉米穗位高为94.6cm,较覆膜玉米穗位高矮1.7cm。露地玉米穗长为19.7cm,较覆膜玉米穗长短1.9cm。露地玉米穗粒数为623.5粒,较覆膜玉米穗粒数少20.7粒。露地玉米百粒重为27.5g,较覆膜玉米百粒重低4.1g。在露地、覆膜不同栽培方式下,种植密度为3000株/667m2时,露地玉米株高为265.7cm,较覆膜玉米株高矮10.8cm。露地玉米穗位高为94.5cm,较覆膜玉米穗位高矮1.5cm。露地玉米穗长为19.6cm,较覆膜玉米穗长短1.6cm。露地玉米穗粒数为619.2粒,较覆膜玉米穗粒数少22.8粒。露地玉米百粒重为27.1g,较覆膜玉米百粒重低4.3g。在露地栽培方式下,随着密度的增加其相关经济性状呈下降趋势,密度3000株/667m2相较密度2600株/667m2,株高减少5.5cm、穗位高减少0.3cm、穗长减少0.2cm、穗粒数减少8.4粒、百粒重减少1g。覆膜栽培模式下,随着密度增加其相关经济性状呈下降趋势,密度3000株/667m2相较密度2600株/667m2,株高减少2.8cm、穗位高减少0.4cm、穗长减少0.7cm、穗粒数减少8.5粒、百粒重减少0.5g。

表2 露地和覆膜栽培不同种植密度下玉米主要经济性状

2.3 不同栽培方式和种植密度对玉米产量的影响

露地、覆膜栽培不同种植密度下玉米产量见表3。由表3可以看出,在露地、覆膜不同栽培方式下,种植密度为2600株/667m2时,覆膜玉米产量为531.0kg/667m2,较露地玉米产增加62.6kg/667m2,增幅为13.3%。种植密度为2800株/667m2时,覆膜玉米产量为578.9kg/667m2,较露地玉米产量增加94.2kg/667m2,增幅为19.4%。种植密度为3000株/667m2时,覆膜玉米产量为602.3kg/667m2,较露地玉米产量增加104.7kg/667m2,增幅为21.0%。在露地栽培的3个密度试验条件下,随着密度的增加667m2产量也呈上升趋势,密度3000株/667m2产量为497.6kg/667m2,较密度2600株/667m2产量增加29.2kg/667m2,增幅为6.2%。在覆膜栽培的3个密度试验条件下,随着密度的增加亩产量也呈上升趋势,密度3000株/667m2的产量为602.3kg/667m2,较密度2600株/667m2的产量增加71.3kg/667m2,增幅为13.4%。在露地、覆膜2种栽培方式3个不同种植密度条件下,覆膜玉米密度3000株/667m2处理的产量最高。覆膜玉米防旱增产显著原因,是因为玉米是需水量较大的作物,其大部分根系主要分布在0～40cm 土层内,覆膜可提高0～40cm 土层的土壤含水率[9],满足了玉米对水分的需求,促进了玉米健壮生长发育和产量显著提高。

表3 露地和覆膜栽培不同种植密度下玉米产量

3 讨论与结论

3.1 栽培方式和种植密度对玉米生育期的影响

覆膜栽培方式对玉米生长发育有显著影响,相比露地玉米,覆膜栽培加速了玉米的生长和发育,可缩短玉米生育期7～9d。生育期提前主要表现在播种到抽雄、抽雄到灌浆这两个阶段,分别缩短4～8d和1～3d,而在灌浆期至成熟期两种栽培方式基本无差异。相同栽培方式不同种植密度之间,生育周期基本相同,由此可见,密度对生育期基本无影响。

3.2 栽培方式和种植密度对玉米主要经济性状的影响

在覆膜栽培条件下,玉米主要经济性状明显优于露地玉米,其株高、穗位、穗长、穗粒数等均增加,可能与覆膜的保墒保肥作用有关,其经济性状改善明显。而在相同栽培方式的3个种植密度试验条件下,随着种植密度的增加,玉米叶片间通风透光条件较差,荫蔽较严重,个体间对光照、水分及养分等竞争激烈,导致株高、穗位高、穗长、穗粒数、百粒重等主要经济性状呈现随之降低或减少的趋势。

3.3 栽培方式和种植密度对玉米产量的影响

试验结果表明,不同栽培方式和不同种植密度对玉米产量影响较大,覆膜玉米产量明显高于露地玉米,在种植密度同为2600株/667m2、2800株/667m2、3000株/667m2时,产量较露地玉米,增幅分别为13.3%、19.4%和21.0%。在露地、覆膜2种栽培条件下,分别设计的2600株/667m2、2800株/667m2、3000株/667m23个密度6个处理产量看,随着密度的增加产量随之增加。其中露地栽培3000株/667m2的密度较2600株/667m2密度的增幅为6.2%,覆膜栽培3000株/667m2的密度较2600株/667m2密度的增幅为13.4%。在露地、覆膜2种栽培方式3个种植密度的6个处理中,以覆膜栽培密度在3000株/667m2的处理获得产量最高,达602.3kg/667m2,较露地栽培2600株/667m2的产量增加133.9kg,增幅28.6%。

以自贡市推广品种“加单8号”进行的不同栽培方式下的不同种植密度试验,今后还将继续组织开展其他主推玉米品种的不同栽培方式和种植密度试验,探索出不同栽培方式主推品种的适宜种植密度,为大面积推广提供科学依据。