大庆地区种植密度对玉米产量及农艺性状的影响

王岭，李响，高树仁

（黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319）

玉米（Zea Mays L.）作为主要的粮食、饲料和工业加工原料作物，在全球经济发展中，具有重要的地位和不可替代的作用[1]。随着生活水平的提高，对玉米的需求量将大幅度增加。为满足玉米需求总量的增加，只能依靠种植面积的增加和单产水平的提高，但是种植面积的增加终究是有限的；因此，提高玉米单产水平、挖掘品种最大生产潜力成为当前玉米生产的首要任务[2-3]。品种的种植密度作为提高玉米单产的主要措施之一，逐渐被广大农民朋友认识，但玉米品种种植的最适密度会因生态环境、地力水平、品种、栽培措施以及耕种方式等不同而有差异，同时栽培密度能够影响玉米籽粒的内源激素发生变化，进而影响玉米的产量[4]，所以确定玉米的适宜种植密度历来是玉米高产栽培技术研究的关键问题[3，5-6]。针对大庆地区农田土壤轻度盐碱化的实际情况，研究先玉335、郑单958 及兴垦3 号3 个玉米杂交种在大庆地区适宜的种植密度，以期为玉米的高产栽培提供理论依据，进而指导大庆地区玉米生产。

1 试验材料与方法

试验在黑龙江省农科院大庆分院红旗泡试验基地实施。该试验地为轻度盐渍土，pH 为8.35，其他指标详见表1 试验田土壤养分含量状况表。试验地前茬为玉米，人工精量播种。

表1 试验田土壤养分含量状况表Table 1 Nutrients content status of experiment soil

试验设计为裂区设计。以品种为主区，种植密度为副区。3 个参试品种，A1：郑单958、A2：先玉335、A3：兴垦3 号。在密度上设置5 个处理水平，即B1：4.5万株·hm-2、B2：5.625 万株·hm-2、B3：6.75 万株·hm-2、B4：7.875 万株·hm-2、B5：9 万株·hm-2，试验小区为6 垄区、6 m 行长，三次重复。试验施肥量相同，尿素240 kg·hm-2，磷 酸 二 胺200 kg·hm-2，硫 酸 钾80 kg·hm-2，其中磷肥和钾肥做底肥施入，氮肥的30%作底肥施入，70%作追肥。其他管理措施与玉米大田生产一致。成熟期进行全区收获并晾晒，随后各处理分别随机取10 个果穗，留作室内考种。测定项目包括：百粒重、行粒数、穗行数、果穗长、穗粗和秃尖长等。

数据使用Microsoft Excel 2003 和DPS 7.05 版方差分析软件进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同密度处理产量结果的分析

2.1.1 不同密度处理的产量结果的方差分析

对试验数据进行方差分析，结果如下：

表2 不同密度玉米产量方差分析Table 2 Variance analysis on yield under different densities

表3 主处理（品种）间的产量比较Table 3 Yield comparison of main treatment（varieties）

表4 副处理（密度）间的产量比较Table 4 Yield comparison of assistant treatment（density）

表5 三个品种不同密度处理间产量比较Table 5 Yield comparison of the three varieties among different density treatments

经方差分析及显著性分析可知，在试验中主处理（品种）A1产量略高于A2、A3的产量（见表3），但差异不显著（F=1.831，P=0.272 5）。副处理B（密度）间差异极显著（F=37.361，P≤0.00），其中B3处理与B1、B4、B5处理间差异显著，B2处理与B1、B5处理间差异显著，但B3与B2、B2与B4间差异不大（见表4）。同时A×B 差异极显著（F=3.84，P≤0.00），说明品种与密度间存在互作。在各试验密度范围内，对A1、A2和A3的产量进行比较，结果如下：在B1密度下，A1分别比A2、A3增产3.42%、2.01%。在B2和B3密度下，A1比A2减产4.80%和2.10%，比A3增产1.75%和11.43%。在B4和B5密度下，A1分别比A2、A3增产8.11%、20.71%和2.96%、6.71%。可以看出不同品种密度增加过程中的产量差异，说明不同品种对密度的耐受性不同。A1的产量在B1、B4、B5密度中均较A2、A3的产量高，而在B2、B3密度中较A3增产、A2减产；也就是说品种A1整体上产量变化对密度的耐受性最好，A2次之，A3最差。

而随种植密度增大，三个品种群体产量均呈现出先增加后降低的趋势。其中A1（郑单958）最高平均产量出项在B3处理（密度6.75 万株·hm-2）时为11 750.37 kg·hm-2，比密度为4.5、5.625、7.875、9 万株·hm-2的处理B1、B2、B4、B5分别增产18.7%、6.43%、0.13%、19.46%。 经显著性分析可知，A1（郑单958）在B3和B4其间，密度为6.75～7.875 万株·hm-2时与其他密度处理间存在显著差异；密度6.75 万株·hm-2时的产量略高于密度7.875 万株·hm-2，但二者之间差异不显著。A2（先玉335）最高平均产量出项在B3（密度6.75 万株·hm-2）时为12 002.2 kg·hm-2，比密度为4.5、5.625、7.875、9 万株·hm-2的处理即B1、B2、B4、B5分别增产24.7%、3.49%、10.58%、25.63%。经显著性分析可知，A2（先玉335）在B2和B3其间，密度为5.625 ～6.75 万 株·hm-2时 与B1即 密 度 为4.5 万株·hm-2、B4即密度为7.875 万株·hm-2和B5即密度为9 万株·hm-2存在显著差异；B3处理（密度6.75 万株·hm-2）时的产量略高于B2处理（密度5.625 万株·hm-2）时的产量，但二者之间差异不显著。A3（兴垦3 号）群体产量呈现先增加后降低的趋势，最高平均产量出现在B2处理（密度5.625 万株·hm-2）时为10 850.3 kg·hm-2，比 密 度 为4.5、6.75、7.875、9 万株·hm-2的 处 理B1、B3、B4、B5分 别 增 产11.22%、2.89%、11.62%、17.71%。经显著性分析可知，A3（兴垦3 号）在B2（密度为5.625 万株·hm-2）时的产量与其在B1（密度4.5 万株·hm-2）、B4（密度7.875 万株·hm-2）、B5（密度9 万株·hm-2）处理时产量存在显著差异，而与B3处理时产量间差异不显著，同时B1、B4、B5处理时产量间差异不显著。

2.1.2 不同密度处理的产量结果的回归分析

对三个玉米品种产量和密度的试验数据进行回归分析，得出二者的关系曲线，其中拟合度最好的是二次曲线，回归方程分别为：

郑单958：Y产量=-5 683.740 00+5 145.137 778 X-378.074 074 1 X2（R2=0.931 87）

先玉335：Y产量=-8 420.857 14+6 094.714 921 X-209.608 465 61 X2（R2=0.954 28）

兴垦3 号：Y产量=-2 321.625 714+2 633.696 507 9 X-209.608 465 61 X2（R2=0.832 54）

三个玉米品种产量随密度变化的曲线见图1。可以看出，三个玉米品种产量随密度变化表现出相似的规律，密度与产量呈二次抛物线关系。在低密度时玉米产量随密度的增大而增加，当密度达到6.75 万 株·hm-2时，郑单958 产量达最大值11 750.37 kg·hm-2；先 玉335 达 产 量 最 大 值12 002.2 kg·hm-2。密度为5.625 万株·hm-2时，兴垦3号产量最大10 850.3 kg·hm-2，当密度再增加时，产量随密度增加而降低。这说明密度对产量的影响很大。

结合实际产量方差分析及回归分析，在试验中，郑单958 的适宜密度范围为6.75～7.875 万株·hm-2，先玉335 与兴垦3 号的适宜密度范围应为5.625～6.75 万株·hm-2。

图1 三个玉米品种种植密度对产量的影响Fig.1 Effects of three maizes planting densities on yield

2.2 不同密度处理对产量构成因素的影响

2.2.1 不同密度处理对单位面积穗数影响

对种植密度和单位面积穗数数据进行回归分析，得出穗数与密度的关系曲线，其中拟合度最好的是一次曲线，其回归方程及方差分析见表6。

表6 不同密度处理对产量构成因素的方差分析Table 6 Variance analysis of different density treatment on yield component

方差分析达极显著水平。郑单958 在6.75 万穗·hm-2时产量最高，先玉335 在6.75 万穗·hm-2时产量最高，兴垦3 号在5.625 万穗·hm-2时产量最高。这说明在低密度时产量随着穗数的增加而增加，而在高密度时，产量随穗数的增加反而降低，所以玉米栽培应有合理的密植方式。

2.2.2 不同密度处理对穗粒数影响

穗粒数是玉米产量的构成因素之一，它与密度的关系一般趋势是随着密度的增加而呈直线下降。将其穗粒数与密度的数据进行回归分析，其回归方程见表5。

方差分析达极显著水平。郑单958 在穗粒数为466.88 时产量最高；先玉335 穗粒数为479.36 时产量最高；兴垦3 号穗粒数为465.30 时产量最高。玉米穗粒数随密度增加而降低，由于密度过高，植株间互相争夺水肥，造成植株营养生长不良，雌蕊的发育、授粉以及灌浆结实均会受到影响。

2.2.3 不同密度处理对千粒重影响

千粒重是玉米产量构成的另一个因素。在该试验条件下，对其试验数据进行回归分析，得出千粒重与密度关系的曲线，其回归方程见表6。其中郑单958 千粒重由339.8 g 减少到304.1 g，产量最高时千粒重为331.2 g；先玉335 千粒重由341.8 g 减少到294.6 g，产量最高时千粒重为338.9 g；兴垦3 号千粒重由338.4 减少到284.1 g，产量最高时千粒重为326.8 g。可以看出随密度增加千粒重减少，说明密度的增加将影响玉米的灌浆和养分转运。

2.3 玉米主要农艺性状与产量的灰色关联度分析

对各主要农艺性状和产量间进行灰色关联度分析，各主要农艺性状与产量在最小差值Δmin=0.003 63、最大差值Δmax=4.074 01 情况下的关联序位如表7。由此得出与玉米产量相关的12 个农艺性状的关联顺序为：千粒重（0.899 5）＞穗粗（0.878 7）＞穗位高（0.878 7）＞茎粗（0.867 2）＞穗行数（0.864 6）＞穗长（0.842 7）＞行粒数（0.837 2）＞株高（0.818 9）＞秃尖长度（0.521 4）＞倒伏率（0.359 5）＞空秆率（0.319 0）＞双穗率（0.291 5）。说明在试验中不同密度处理下，与玉米产量相关的12 个农艺性状中千粒重的关联系数最大，对产量提高起着重要作用。

表7 关联序位及关联系数Table 7 Relational location and correlation

3 结论

在相同的生产条件及生态环境下，合理密植是提高玉米产量的关键，也是玉米高产栽培的主要因素。在试验条件下，研究结果如下：

（1）在大庆地区土壤环境和耕作模式下，合理密植是玉米获得高产的一项重要栽培措施；郑单958的适宜密度范围为6.75～7.875 万株·hm-2，先玉335和兴垦3 号的适宜密度范围应为5.625～6.75 万株·hm-2。

（2）三个玉米品种产量随密度变化表现出相似的规律，密度与产量呈二次抛物线关系。在低密度时玉米产量随密度的增大而增加，当密度达到一定程度时，产量达到最大值，当密度再增加时，产量随密度增加而降低。

（3）农艺性状与产量的灰色关联序位为：千粒重＞穗粗＞穗位高＞茎粗＞穗行数＞穗长＞行粒数＞株高＞秃尖长度＞倒伏率＞空秆率＞双穗率。主要农艺性状中千粒重、穗粗和穗位对产量影响效应较大，双穗率、空秆率和倒伏率对产量的影响较小。

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