王 伟, 王亚萍, 李荣玉
(1. 贵州省惠水县种植业发展中心,贵州 惠水 550600;2. 贵州大学作物保护研究所,贵州 贵阳 550025)
玉米是我国种植面积最大、总产最高的农作物[1],在贵州省玉米每年的种植面积约67 万hm2以上,产量占粮食总产量的28%左右[2],是粮食生产的重要组成部分。玉米曾经在贵州省的主要用途为食用[3],如今玉米不仅是部分农民的口粮,还是酿酒等加工业的主要原料[4],更是贵州省畜牧业快速发展的重要保障[5]。随着工业的快速发展,以及动物源性食品的消费正在加速并推动饲料对玉米的需求[6],使作为粮食、饲料和工业原料作物的玉米供应日益紧张[7]。因此,大力发展玉米生产,提高玉米的总产量至关重要[8]。
惠水县地处贵州省中南部,2022 年玉米种植面积5 867 hm2左右,是贵州省玉米重要的粮食生产基地。近年来由于复杂的生态气候,玉米生产常受自然灾害和病虫害制约[9]。目前,国内外学者在生产中提高玉米产量的途径较多[10],如通过遗传改良[11]、农田管理[12]和种植技术[13]等均能实现玉米增产,但由于惠水县耕地资源有限,玉米生产主要集中在土壤贫瘠的旱坡地上,耕作方式粗放、投入较少,生产水平相对较低[14],玉米总产量增加有限[15]。前人研究表明通过种植耐密型优质高产玉米品种来提高种植密度,使玉米产量达到最大,也是我国乃至全球玉米大面积增产的关键措施之一[16],如2002 年美国就创下了春玉米产量27 633.75 kg/hm2的高产纪录[17],2021 年达到37 767.41 kg/hm2[18]。但中国玉米的种植密度通常仅相当于20 世纪90年代美国的水平[19]。美国通过使用耐受高种植密度的玉米品种,增加种植密度来大幅度提高玉米产量[20],该方法在中国也得到应用[11]。如2013 年新疆奇台创下了玉米单产22 676.10 kg/hm2的高产纪录,2014 年秦皇岛市抚宁县创下单产15 320.70 kg/hm2的高产纪录[21]。耐密型玉米品种郑单958 和先玉335在北方大面积推广种植[22],有力地证明了耐密型玉米品种对提高玉米产量具有重要的推动作用。耐密型玉米品种叶绿素含量高,光合作用强,根系发达[23],不但耐高密度(6.0 万株/hm2以上)密植而不倒,而且还具有较强的抗倒伏能力及较好的施肥响应能力,高产潜力大[24],较适合在惠水县推广种植,以提高玉米产量。但惠水县玉米品种类型繁多,品种间的产量差异大,筛选出适宜惠水县种植的耐密型优质高产玉米品种尤其重要。为此,对13个玉米品种进行引种试验,观测其在惠水县的产量和农艺现状,以期筛选出适宜惠水县种植的高质高效玉米品种,为推广耐密型玉米品种植,提高惠水县的玉米产量提供科学依据。
试验地在惠水县岗度镇本底村下苑组玉米地,地势平坦、向阳、肥力均匀一致,土质为黄土,前茬作物小麦,海拔1 036 m。试验前进行整地、设置保护行、划分试验小区;小区与小区、小区与保护行之间修排水沟;每小区增施同品牌同粮底肥(复合肥)。试验示范面积2 667 m2。
玉米品种:半紧凑型玉米品种10个,真玉8 号、R1907、佳玉101、真玉1617、R2004、好玉4 号、真玉9 号,贵州真好农业发展有限公司生产;水白玉一号,贵州九穗谷农业科技发展有限公司生产;金玉101、昊单108,贵州卓豪农业科技股份有限公司生产。耐密型品种3个,贵卓玉899、贵卓玉806、贵卓玉18,贵州卓豪农业科技股份有限公司生产。
1.3.1 试验设计 试验设3 次重复,采用随机区组排列,区组内土壤、地形等条件相对一致,区组间允许有差异。行距60 cm,株距30 cm,小区面积18 m2(2.4 m×7.5 m),每小区种4行,每行25株,重复间走道60 cm,单株留苗,四周设保护行。种植密度为3 700 株/667m2,采用宽窄行[(1.5+2.5)×0.8)]m。试验设计为13 个品种,共计39 个小区,采用直播栽培技术。
1.3.2 田间管理 试验于2022 年3月22日播种,采用穴播,每穴播种3 粒,出苗后定苗1株。施用有机肥1 000 kg/667m2,西洋复合肥50 kg/667m2、氯化钾10 kg/667 m2、锌肥1 kg/667m2作底肥;3 月23 日早上喷洒芽前除草剂。定苗时进行第1次中耕,拔节期结合第2 次中耕培土进行追肥,追施尿素300 kg/hm2。各小区田间管理措施相同,按常规进行水肥管理、除草、及时防治病虫害。
1.3.3 测产验收
1)理论产量。根据小区的自然分布随机取5株计穗数、穗粒数、穗实粒数、百粒重。理论产量=每667 m2穗数×穗粒数×百粒重×85%。
2)实收产量。对试验小区全体植株果穗进行实收实测。9 月5—8 日进行理论测产,9月10日测量验收。计算小区实际产量,并折合计算每667 m2产量。
1.3.4 数据分析 试验数据采用Excel 2016处理,SPSS做单因素方差分析。
从表1 可知,13 个玉米品种的产量为274.68~539.39 kg/667m2,平均产量为380.24 kg/667m2,在13 个参试品种中,产量在200~300 kg/667m2的品种有2个,产量在300~400 kg/667m2的品种有6 个,产量在400~500 kg/667m2的品种有4 个,产量在500 kg/667m2以上的品种有1 个。按照所参试品种产量与均值的比例划分,产量高于平均产量380.24 kg/667m2的品种有6个,低于平均产量380.24 kg/667m2的品种有7个,其中真玉8 号的产量最高,为539.39 kg/667m2,显著高于其余品种。真玉9 号其次,为460.16 kg/667m2,与R1907、佳玉101、昊单108(产量均在400 kg/667m2以上)之间无显著差异,与其余品种间差异显著。就产量而言,各参试品种中产量最低的是水白玉一号,为274.68 kg/667m2,除与贵卓玉899 之间无显著性差异外,与其余品种间差异显著。
表1 不同玉米品种在惠水县的产量
从表2 可知,13 个玉米品种的株高为264.67~310.33 cm, 平 均 株 高 为287.37 cm,最高的品种是R1907,为310.33 cm,真玉1617、水白玉一号、真玉9号均在300.00 cm 以上,R1907、真玉8 号、真玉1617、水白玉一号、真玉9号之间无显著差异。就株高而言,佳玉101在所有参试品种中最矮,为264.67 cm;13 个品种的穗高为96.67~136.50 cm,平均穗高为115.22 cm,最高的是真玉9 号,为136.50 cm,与真玉8 号、R1907、好玉4 号、水白玉一号之间无显著性差异。最矮的是R2004,为96.67 cm,与真玉8 号、R1907、好玉4 号、水白玉一号之间差异显著;秃尖长为0.17~3.17 cm,平均秃尖长为1.56 cm,最长的是真玉9 号,为3.17 cm,真玉9 号除与R1907、R2004、水白玉一号、昊单108之间无显著差异,与其余品种间差异显著。最短的是贵卓玉806,为0.17 cm,与R1907、R2004、昊单108、真玉9 号之间差异显著;穗行数为14.3~18.8 行,穗行数较多的是真玉8 号,为18.8 行,较少的是水白玉一号、贵卓玉899,均为14.3行;穗长为20.17~23.50 cm,行粒数约为35~42 粒,所有参试品种的穗长、行粒数间差异不显著。在育种工作中,株高和穗高都是影响玉米产量、抗倒伏性及生态适应性的重要农艺性状,而试验中真玉8 号穗高为131.67 cm,与穗高较高的真玉9号(136.50 cm)无显著性差异。
玉米是我国主要的粮食、饲料和工业原料作物之一,被广泛种植[25],其持续高产优质对粮食安全和经济稳定具有重要意义[26-27]。然而随着农业产业结构不断调整,玉米的种植面积呈减少趋势[28],利用有限的土地保障高产高质玉米产出成为需要攻克的难题[29]。研究表明,因地制宜选择紧凑耐密型玉米新品种,以此增加株数、穗数,可达到高产的目的[30]。为筛选出适宜惠水县生产的耐密型玉米品种,试验测定13 个耐密型玉米品种在惠水县的产量,结果表明,种植密度为3 700 株/667m2时,13 个玉米品种的产量为274.68~539.39 kg/667m2,其中真玉8号产量较高,其产量为539.39 kg/667m2,这与张瑜萍等[31]在陕西省眉县种植的耐密型玉米(4 500 株/667m2、最高产量518.5 kg/667m2)具有一定差异,但与陈惠兰等[32]在惠水县试验种植的康农玉108 玉米产量(537.20 kg/667m2)差异不显著,推测可能是由不同品种、地理条件、气候、种植密度以及病虫害等因素所导致的差异。
在特定的生态区内,理想的品种应当既要考虑高产,也要综合分析农艺性状[33]。试验对13 个玉米品种农艺性状的综合分析表明,真玉8号株高、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数与其他品种无显著性差异;穗高最高的是真玉9 号,为136.50 cm,真玉8 号为131.67 cm,两者间无显著性差异,综合产量与农艺性状考虑,真玉8号在所有的参试品种中表现最好,就其农艺性状而言,与2015年杨金秀等[34]在惠水县试验引进的杂交玉米新品种差异不大。因此,从产量和各生理性状综合分析,针对惠水县气候和地理环境,真玉8号较适合惠水县种植推广,从而实现玉米大面积增产,保障粮食安全,稳定经济收入。