不同品种与种植密度对旱地玉米产量及水分利用效率的影响

刘化涛，黄学芳，黄明镜，闫六英，池宝亮

（山西省农业科学院旱地农业研究中心，山西太原030006）

利用玉米新品种是提高玉米产量最有效的途径，针对品种采取相应的栽培技术措施则是发挥新品种增产作用的重要保证[1]。国内外玉米生产的实践表明，玉米产量在一定范围内随种植密度增加而提高，当种植密度达到一定程度后，产量随着种植密度的增加反而下降，因此确定玉米最适种植密度是玉米栽培技术研究的关键问题[2-3]。

目前，国内外有关玉米品种及密度效应的研究报道较多[4-7]。本试验选用目前生产上推广面积较多的农大108和郑单958为供试品种，在干旱条件下，研究其在不同种植密度下的群体产量、产量构成因素及水分利用效率的差异，以期为合理密植获得高产提供一定理论依据和技术指导。

1 材料和方法

1.1 试验地基本情况

试验地设在太原市小店区寺庄村，属暖温带大陆性季风气候，年平均降雨量456mm，年平均气温9.5℃，全年日照时数平均2 808 h，全年≥10℃的积温为3 400～3600℃，无霜期160 d左右。供试土壤为潮土，有机质15.6 g/kg，全氮1.14 g/kg，碱解氮 87.4mg/kg，速效磷 11.6mg/kg，速效钾185mg/kg，肥力水平中等偏上。

1.2 试验设计

试验为裂区设计，以品种为主区，种植密度为副区。供试品种为农大108和郑单958。农大108设置4个密度，分别为3.6万，4.5万，5.7万，6.9万株/hm（2记为处理1～4）；郑单958设置5个密度，分别为4.5万，5.7万，6.9万，8.1万，9.3万株/hm（2记为处理5～9）。共9个处理，3次重复。其他管理措施与大田玉米生产一致。

1.3 测定指标

利用中子仪测定玉米耗水量，小区播期和收获后0～200 cm的土壤水分。并进行产量测定及考种，计算水分利用效率（WUE）。

1.4 数据处理

数据处理、绘图与分析采用Excel软件和DPS统计分析软件。

2 结果与分析

2.1 不同密度处理对2个玉米品种产量的影响

2.1.1 不同密度处理的产量分析 由表1可知，农大108不同密度之间，处理3产量最高，达7 802 kg/hm2，与处理4和处理2之间差异不显著，与处理1之间差异达极显著水平；处理4与处理1之间产量差异也达极显著水平。郑单958的不同密度处理之间，处理9产量最高，达9 016 kg/hm2，与处理8和处理7之间差异不显著，与处理6和处理5之间差异达显著水平。说明影响产量的因子中，密度增产效应占主导地位。

表1 2个品种在不同密度处理下产量差异显著性比较

2.1.2 密度与产量的回归分析 从图1可以看出，产量随密度变化呈二次抛物线。对农大108来讲，在低密度时，玉米产量随密度的增大而增加，当密度达到5.7万株/hm2时，产量达最大值，之后密度再增加，产量反而下降；对郑单958来讲，产量随密度增大而增加，密度达9.3万株/hm2时，产量达最大，在本试验设计的密度中，最高产量还没有体现出来，尚待进一步研究。图1还表明，在设计的密度范围内，郑单958的产量无论在什么密度条件下，都高于农大108，低密度条件下，产量差异小，随着密度的加大，差异越来越大，这说明密度对产量的影响很大。

2.2 不同密度处理对2个品种产量构成因素的影响

经调查，本试验中，在高密度情况下，没有发现空秆；低密度条件下，双穗率几乎为零，因此，密度对穗数的影响不予考虑，着重分析密度与穗粒数和百粒质量的关系。

2.2.1 密度与穗粒数的关系 穗粒数是玉米产量的一个构成因素。图2表明，随密度（穗数）的增加，2个品种的穗粒数均呈下降趋势，农大108的下降速度快于郑单958。在低密度下，农大108的穗粒数高于郑单958，密度为6.9万株/hm2时，2个品种间的穗粒数持平，然后随密度的继续增加，郑单958的穗粒数高于农大108。

2.2.2 密度与百粒质量的关系 图3表明，随密度增加，2个品种的百粒质量均呈下降趋势，其中郑单958的下降趋势比农大108较缓，且在任何密度条件下，郑单958的百粒质量均明显高于农大108，表明郑单958在高密度条件下，仍能增产。

2.3 不同密度处理对2个品种水分利用效率的影响

由表2可知，随着密度的增大，郑单958的水分利用效率出现差异，当密度为9.3万株/hm2时，水分利用效率最大，达到19.61 kg/（mm·hm2），在密度为4.5万，8.1万株/hm2时，水分利用效率最小；在耗水量中，随密度增大，耗水量增加，密度为8.1万株/hm2时达到最大，在密度为9.3万株/hm2时，耗水量下降。农大108在密度逐渐增加的情况下，耗水量不断增大，在密度为6.9万株/hm2时，达最大值；而从水分利用效率方面看，密度增大，水分利用效率提高，当密度为5.7万株/hm2时，WUE达最大值，为17.67 kg/（mm·hm2），而密度再增加时，水分利用效率则下降。这表明，对农大108而言，增加了耗水量，但水分利用效率却未随之增加，只有当密度为5.7万株/hm2时，水分利用效率才最大。

郑单958的水分利用效率均高于农大108，且郑单958在密度增大的情况下，水分利用效率仍在增加，而农大108在密度达到一定程度后，水分利用效率就不再增加，进而限制了产量的提高。

表2 2个品种不同密度处理下耗水量及水分利用效率变化

3 结论与讨论

选用适宜的品种是提高玉米产量的关键因素。品种不同，株型也不同。郑单958的冠层结构紧凑，植株矮化，叶片少而直，使冠层在较高的叶面积指数下，仍能截获到较多的光照，且通过降低结穗高度，提高了茎秆的抗倒伏性[8-9]。不同株型品种的产量对密度的反应也不同，获得高产的适宜密度存在明显差异。生产实践证明，玉米产量随种植密度的增加而提高，但密度达一定程度后，产量又随密度的增加而降低。合理的种植密度可使玉米群体与个体协调发展，在单位面积上获得最大的产量[10]。有研究表明，在低密度条件下，单位面积穗数是限定产量的主要因素；在适宜的密度范围内，穗粒数和百粒质量对产量影响较大；在高密度条件下，百粒质量则是决定产量的主要因素[11]。在各项高产因素中，合理密植是最经济有效、易于推广应用的一项增产措施。

本试验中，在不同密度下，农大108和郑单958产量差异显著，同等密度下，郑单958产量高于农大108。农大108在低密度下，穗粒数占有优势，郑单958在百粒质量上占有优势；在高密度下，农大108在穗粒数和百粒质量上都处于劣势，郑单958的这2个因子都占有优势。在水分利用效率方面，郑单958高于农大108。

［1］ 张明友，张新，王振华，等.郑单22玉米不同种植密度对产量的影响[J].农艺科学，2005（10）：166-168.

［2］ 杨利华，张丽华，杨世丽，等.不同株高玉米品种部分群体质量指标对种植密度的反应[J].华北农学报，2007，22（6）：139-146.

［3］ 杜天庆，郝建平.特早熟夏播玉米密度与经济产量及产量性状的关系[J].山西农业大学学报，2000（1）：9-12.

［4］ 陈传永，侯玉虹，孙锐，等.密植对不同玉米品种产量性能的影响及其耐密性分析 [J].作物学报，2010，36（7）：1153-1160.

［5］ 江东岭，杜雄，张宁，等.种植密度对夏玉米群体库源关系的影响[J].华北农学报，2009，24（3）：201-207.

［6］ 杨吉顺，高辉远，刘鹏，等.种植密度和行距配置对超高产夏玉米群体光合特性的影响 [J].作物学报，2010，36（7）：1226-1233.

［7］ 白莎，池宝亮，黄学芳，等.水分、密度和其他栽培因子对玉米产量的影响及其耦合效应研究 [J].山西农业科学，2009，37（8）：21-26.

［8］ 武继承，杨永辉，郑惠玲，等.不同水分条件对小麦-玉米两熟制作物生长和水分利用的影响 [J].华北农学报，2010，25（1）：126-130.

［9］ 申丽霞，王璞，孙西欢.不同种植密度下施氮对夏玉米物质生产及穗粒形成的影响 [J].山西农业科学，2008，36（1）：41-44.

［10］ 孔令聪，曹承富，叶震.紧凑型玉米的高产栽培技术[J].安徽农学通报，1995，1（1）：50-51.

［11］ 崔彦宏.春玉米不同群体产量构成因素的分析[J].河北农业大学学报，1992（1）：14-18.