崔愛民, 張 松, 張 虎, 單 皓, 張久剛

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 小麥研究所, 山西 臨汾 041000)

0 前言

玉米是我國播種面積和產(chǎn)量最高的糧食作物，是養(yǎng)殖業(yè)飼料加工、相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)和食用的主要原料，其單產(chǎn)水平的提高對保障國家糧食安全、增加農(nóng)民收入影響較大[1]。2020年底以來，玉米價格大幅上漲，國內(nèi)玉米供需矛盾進(jìn)一步擴(kuò)大。在這種形式下，如何提高玉米生產(chǎn)水平、保障供給、穩(wěn)定相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展就成為玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

種植方式是影響玉米產(chǎn)量的重要因素，在玉米生產(chǎn)中常見的種植方式有一穴單株和一穴多株，其中一穴多株主要是一穴雙株和121種植方式。不同的種植方式對玉米高產(chǎn)群體的大小、個體發(fā)育的影響不同，導(dǎo)致產(chǎn)量差異顯著。前人研究中往往種植方式間密度不一致，筆者研究是在統(tǒng)一種植密度和水肥藥等田間管理的前提下，設(shè)6個品種、3個種植方式多處理研究種植方式對產(chǎn)量要素的影響，探索最佳的種植方式，為玉米生產(chǎn)尤其是高產(chǎn)創(chuàng)建提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015-2016年在襄汾縣永固鄉(xiāng)(35°72′78″N，111°35′73″E)進(jìn)行，年平均氣溫為12.6℃，無霜期185 d，年降雨量為450～540 mm，海拔高度為443 m，土壤性質(zhì)為中壤石灰性褐土，前茬為冬小麥。試驗(yàn)田土壤有效磷56. 27 mg/kg，速效鉀162 mg/kg，堿解氮87.38 mg/kg，有機(jī)質(zhì)2.19%。

1.2 試驗(yàn)品種

供試品種均為當(dāng)?shù)刂魍破贩N，在農(nóng)資市場采購，包括鄭單958、金博士658、浚單29、中種8號、華科1號、晉單63號等6個品種。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)采用種植方式、品種二因素多水平處理，種植方式有3個水平，品種有6個水平，共設(shè)18個小區(qū)(水平組合)。每小區(qū)8行，等行距種植，行距60 cm，行長69.5m，小區(qū)面積333.4 m2，種植密度為5 000株/667 m2，一次重復(fù)隨機(jī)排列。各種播種方法詳見表1。

表1 試驗(yàn)小區(qū)設(shè)計

A1單穴單株，每穴種植3粒種子留苗1株，株距22 cm；A2 121模式，每穴種植4粒，穴留苗以1株、2株循環(huán)進(jìn)行，株距33 cm；A3一穴雙株種植方式，每穴種植4粒，穴留苗2株，株距44 cm。

1.4 測量指標(biāo)與測定方法

玉米成熟后，每一處理內(nèi)按“S”型選點(diǎn)法選取3點(diǎn)，每點(diǎn)選取不缺株處連續(xù)收獲10株玉米進(jìn)行考種，測量其行數(shù)、粒數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重，折算其產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010對采集到的相關(guān)信息進(jìn)行整理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植方式對玉米穗粒數(shù)的影響

表2是不同種植方式下不同玉米品種的平均穗粒數(shù)。由表2可知，不同種植方式對玉米平均穗粒數(shù)的影響較大，單穴單株穗粒數(shù)>121模式穗粒數(shù)>一穴雙株穗粒數(shù)。單穴單株的平均玉米穗粒數(shù)較121模式穗粒數(shù)平均高10.81粒(2.70～25.27)，平均增幅2.39%(0.4%～6.2%)，較一穴兩株平均穗粒數(shù)高16.43粒(9.33～21.83)，平均增幅3.68%(2.10%～5.26%)，121模式穗粒數(shù)較一穴雙株穗粒數(shù)高5.62粒(-3.44～16.04)，平均增幅1.27%(-0.75～3.63%)。6個品種中除B2晉單63號外，其它5個品種均表現(xiàn)為單穴單株穗粒數(shù)>121模式穗粒數(shù)>一穴雙株穗粒數(shù)，晉單63號的121模式穗粒數(shù)<一穴雙株穗粒數(shù)，但二者差異極小(-0.75%)。方差分析(表3)表明，不同品種、種植方式間玉米穗粒數(shù)差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，兩因素間交互作用差異不顯著(P>0.05)。

表2 不同種植方式對玉米穗粒數(shù)的影響

表3 不同種植方式對玉米產(chǎn)量要素影響方差分析

2.2 不同種植方式對玉米百粒重的影響

表4是不同種植方式下不同玉米品種的百粒重。由表4可知，不同種植方式對玉米百粒重有一定的影響，但不如穗粒數(shù)的影響大。種植方式間平均百粒重單穴單株的高于121模式0.34g(-1.87～1.06)，平均增幅1.14%(-6.36～3.47)，高于一穴兩株0.47g(-0.67～1.03)，平均增幅1.56%(-2.38～3.37)，121模式較一穴雙株平均百粒重高0.13g(0.97～1.2)，平均增幅0.50%(-3.08～4.26)。品種間6個品種中只有B1金博士658的平均百粒重單穴單株種植方式低于121模式和一穴雙株，4個品種的百粒重121模式低于一穴雙株，但其中3個品種差異較小。方差分析(表3)表明，品種間玉米百粒重差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，而種植方式間和兩因素間交互差異不顯著(P>0.05)。

表4 不同種植方式對玉米百粒重的影響

2.3 不同種植方式對玉米產(chǎn)量的影響

表5是由取樣計算的玉米單產(chǎn)和由穗粒數(shù)、百粒重折算的玉米單產(chǎn)，二者均表現(xiàn)為單穴單株產(chǎn)量>121模式產(chǎn)量>一穴雙株產(chǎn)量，其中單穴單株較一穴雙株增產(chǎn)顯著，單穴單株較121模式增產(chǎn)不顯著。取樣計算的玉米單產(chǎn)，單穴單株較121模式增產(chǎn)17.46 kg(4.80～33.33)，增幅2.26%(0.62～4.42)，單穴單株較一穴雙株增產(chǎn)54.81 kg(42.57～61.93)，增幅7.44%(5.74～8.43)，121模式較一穴雙株增產(chǎn)37.35 kg(23.10～53.20)，增幅5.07%(3.16～6.44)。由穗粒數(shù)、百粒重折算的玉米單產(chǎn)，單穴單株較121模式增產(chǎn)24.37 kg，增幅3.56%，單穴單株較一穴雙株增產(chǎn)35.72kg，增幅5.30%，121模式較一穴雙株增產(chǎn)11.11 kg，增幅1.79%。6個試驗(yàn)品種由取樣折算的玉米單產(chǎn)均符合上述規(guī)律，由穗粒數(shù)、百粒重折算的玉米單產(chǎn)只有B1金博士658表現(xiàn)為121產(chǎn)量最高，單穴單株產(chǎn)量次之。方差分析(表3)表明，種植方式間、品種間及兩因素間交互作用取樣計算的產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，而根據(jù)穗粒數(shù)和百粒重折算的玉米產(chǎn)量，種植方式間和品種間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，兩因素間交互差異不顯著(P>0.05)。

表5 不同種植方式下667 m2玉米產(chǎn)量比較 (kg)

2.4 不同種植方式下穗粒數(shù)、百粒重對玉米產(chǎn)量貢獻(xiàn)的分析

分析穗粒數(shù)、百粒重與用其折算的產(chǎn)量間關(guān)系，探索二者對產(chǎn)量貢獻(xiàn)的大小(表6)。單穴單株與121模式、一穴雙株比較，增加的穗粒數(shù)和百粒重對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)不同，穗粒數(shù)增加對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大于百粒重增加的貢獻(xiàn)。單穴單株與121模式比較，在剔除異常數(shù)據(jù)B1和B5后，穗粒數(shù)增加對玉米增產(chǎn)的貢獻(xiàn)平均為57.92%(34.34～82.22)，百粒重增加對產(chǎn)量增加的貢獻(xiàn)平均為42.08%(17.78～65.66%)。單穴單株與一穴雙株比較，在剔除異常數(shù)據(jù)B5后，穗粒數(shù)增加對玉米增產(chǎn)的貢獻(xiàn)平均為68.92%(51.46～77.90)，百粒重增加對產(chǎn)量增加的貢獻(xiàn)平均為31.08%(22.10%～48.54%)。就品種而言，單穴單株對121模式增產(chǎn)比較中異常數(shù)據(jù)有B1金博士658和B5浚單29，單穴單株對一穴雙株增產(chǎn)比較中異常數(shù)據(jù)是B5浚單29，可能是取樣造成的誤差。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

玉米的不同種植方式能夠影響玉米的穗粒數(shù)、百粒重，進(jìn)而顯著影響產(chǎn)量。在群體大小一致的情況下，單穴單株、一穴雙株和121模式三種種植方式的區(qū)別主要是個體發(fā)育的差異。單穴單株種植方式下，個體發(fā)育更為均衡，更有利于獲得高產(chǎn)。筆者只對三種種植方式下的玉米穗部性狀做了研究，玉米植株的光合作用、果穗孕育、籽粒灌漿等深層次的增產(chǎn)機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

采用單穴單株種植方式，選用高芽率強(qiáng)芽勢種子，精細(xì)整地、足墑播種、播機(jī)勻速慢行，能夠?qū)崿F(xiàn)苗全、苗齊、苗壯的精播目標(biāo)，可以為玉米高產(chǎn)群體創(chuàng)建奠定好的基礎(chǔ)。

表6 穗粒數(shù)、百粒重對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)

A1與A2比穗粒數(shù)對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(%)= 100* A1與A2比穗粒數(shù)對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(kg)/(A1-A2產(chǎn)量)

A1與A2比百粒重對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(kg)= 5 000*A1穗粒數(shù)*(A1-A2百粒重) /100/1 000

A1與A2比百粒重對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(%)= 100* A1與A2比百粒重對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(kg)/(A1-A2產(chǎn)量)

A1與A3比穗粒數(shù)對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(kg)= 5 000*(A1-A3穗粒數(shù))*A3百粒重/100/1 000

A1與A3比穗粒數(shù)對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(%)= 100* A1與A3比穗粒數(shù)對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(kg)/(A1-A3產(chǎn)量)

A1與A3比百粒重對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(kg)= 5 000*A1穗粒數(shù)*(A1-A3百粒重) /100/1 000

A1與A3比百粒重對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(%)= 100* A1與A3比百粒重對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(kg)/(A1-A3產(chǎn)量)

“*”為數(shù)據(jù)異常項(xiàng)。

3.2 結(jié)論

3.2.1 單穴單株是玉米單產(chǎn)最高的種植方式 在保持群體大小一致的情況下，單穴單株雖然穗粒數(shù)增加和百粒增加均不顯著，但二者共同作用，玉米增產(chǎn)可達(dá)到顯著狀態(tài)。

3.2.2 穗粒數(shù)的增加比百粒重的增加對單穴單株增產(chǎn)的貢獻(xiàn)大 在統(tǒng)一種植密度下，單穴單株玉米單產(chǎn)的提高，穗粒數(shù)增加的貢獻(xiàn)大于百粒重增加的貢獻(xiàn)，尤其是與一穴雙株相比前者大約是后者的兩倍。