种植密度和肥料施用量对桂单0811产量的影响

2017-05-30苏义成田树云文仁来

安徽农业科学 2017年36期

苏义成　田树云　文仁来

摘要[目的]为推进桂单0811在广西的大面积推广种植和应用提供科学依据。[方法]以桂单0811为供试材料，采用416-B回归最优设计，分别于2015上半年和2015下半年试验种植两季，研究玉米新品种桂单0811产量与氮、磷、钾肥施用量及种植密度4因素的关系，建立产量的肥密方程，分析各因素对桂单0811产量影响的主效应及互作效应。[结果]4个因素变化的效应曲线均为抛物线，对桂单0811产量的影响由大到小依次为种植密度、氮肥施用量、磷肥施用量、钾肥施用量；通过对回归模型的分析，筛选确定了桂单0811实现产量高于9 300 kg/hm2的密度与肥料耦合优化技术方案，合理种植密度为 69 321～90 000 株/hm2，适宜纯氮、磷和钾施用量分别为112.50～186.60、37.50～62.25、93.75～155.55 kg/hm2。[结论]桂单0811较耐密，密度在75 000、81 000、87 000、93 000株/hm2时产量差异不显著，但考虑到广西玉米的生产条件，在大面积推广示范中推荐采用63 000～69 000株/hm2的种植密度。

关键词桂单0811；玉米；种植密度；肥料施用量

中图分类号S513文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）36-0024-05

Abstract[Objective] To provide scientific basis for the largearea planting and application of Guidan 0811 in Guangxi.[Method] With Guidan 0811 as the test materials，416B regression optimum design was adopted.Guidan 0811 was planted in spring and autumn 2015，so as to research the relationship between yield of Guidan 0811 and N，P and K dosage and planting density.The fertilizer and density equation were established；and the main effect and interaction effect of the four factors on yield were analyzed.[Result]All the 4 factors performed upward parabolic change，and their influences on Guidan 0811 yield of in the two seasons from big to small were in the order of density，N fertilizer，P fertilizer and K fertilizer.Analysis of regression model showed that the optimum planting density was 69321-90000 plants/hm2 and N，P and Kfertilizer levels were 112.50-186.60，37.50-62.25 and 93.75-155.55 kg/hm2，respectively.[Conclusion] Guidan 0811 is tolerant to high density planting，and there is not significant differences in yield among the densities of 75 000，81 000，87 000 and 93 000 plants/hm2.However，considering the planting condition of corn in Guangxi，the density of 63 000-69 000 plants/hm2 was recommended for Guidan 0811 in the largescale promotion and demonstration.

Key wordsGuidan 0811；Corn；Planting density；Fertilizer application dosage

玉米是廣西重要的粮食作物，玉米种植密度的大幅度提高是玉米增产的一个重要原因。在增大密度后的群体条件下，如何协调个体与群体的关系、构建高产体系，成为玉米高产栽培理论的关键[1-4]。桂单0811是广西农科院玉米研究所选育的玉米新品种，2013年通过广西农作物品种审定，该品种植株穗位整齐、果穗均匀、外观品质优、出籽率高、综合抗性强、高产稳产、适应性广，在历年试验中产量表现突出。研究种植密度和肥料施用量对桂单0811产量的影响，对提高广西玉米的产量具有重要的意义。科学施肥能提高玉米产量和品质；肥料种类及施肥的比例、数量、时间、方法的不合理会引起肥料大量挥发和流失，导致肥料利用率很低、施肥成本高、经济效益下降[5-8]。适宜的密度及平衡配方施肥是实现玉米高产的关键技术措施之一[9-11]。因此，选用密植品种，适当增加种植密度，合理搭配氮、磷、钾肥比例及确定施用量是实现玉米高产的主要途径。为进一步发挥桂单0811的丰产、增产潜力，实现良种与良法配套，笔者开展了种植密度及氮、磷、钾肥的施用量对桂单0811产量效应的试验研究，探索其高产栽培技术的最佳方案，指导桂单0811合理施肥，提高肥料效益，减少化肥对环境的污染，为推进桂单0811在广西的大面积推广种植和应用提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验材料

供试品种为桂单0811，由广西农科院玉米所生物技术研究室选育提供；供试肥料为氮肥（尿素，N 46%）、磷肥（钙镁磷肥，P2O5 18%）、钾肥（氯化钾，K2O 60%）。

1.2试验方法试验于2014—2015年在广西壮族自治区农业科学院玉米研究所试验地进行。

1.2.1桂单0811耐密性鉴定试验。试验设计采用随机区组试验，设9个处理（见表1），3次重复，每个处理作1个小区，小区为5行区，小区面积为5 m×0.7 m×5=17.5 m2。

试验肥料及田间管理如下：①种肥：复合肥 N∶P2O5∶K2O=16∶16∶16，187.5 kg/hm2（0.328 kg/区）。②第1次追肥，结合中耕进行。尿素225 kg/hm2 + 复合肥150 kg/hm2；（尿素0.394 kg/区 + 復合肥0.262 kg/区）；③第2次追肥，结合大培土进行。尿素300 kg/hm2 + 复合肥150 kg/hm2（尿素0.525 kg/区+复合肥0.262 kg/区）。试验记载内容：播种日期、出苗日期、抽雄期、吐丝期、成熟期、收获期。调查内容：成熟期：株高、穗位高；总株数/小区、空杆率、倒伏株数、病害种类、感病株数/病害种类；收获以中间两行计产，考种：穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖长；千粒重/区、容重/区。

1.2.2桂单0811密度肥料耦合试验。播种前取土样进行分析。采用416-B最优混合设计[12]，设置16个处理，分别于2015上半年和2015下半年试验种植两季。每季试验设置3次重复，随机区组排列，每个处理种5行区，行长5 m，行距0.7 m，小区面积17.5 m2 。416-B最优混合设计以氮肥（X1）、磷肥（X2）、钾肥（X3）施用量、种植密度（X4）4因子为自变量，玉米产量（Y）为目标函数，试验各因素的上水平、下水平和零水平及变化间距、编码值见表2。

施肥方法：氮、磷、钾3要素按纯N∶纯P∶纯K=3.0∶1.0∶2.5的比例施用，氮肥施用总量的20%、30%和50%分别在播种、中耕和大培土时施用；磷肥施用总量的60%和40%分别在播种和中耕时施用，钾肥施用总量的50%、30%和20%分别在播种、中耕和大培土时施用。除试验因子外，各小区栽培管理一致，各个处理每小区实际称取肥量和播种密度见表3。玉米成熟后，每小区取样20株分别测量株高、穗位高，调查田间病；收获中间两行测产；脱粒时考种，测定穗长、穗粗、穗行数、行粒数及千粒重。

1.3数据处理采用DPS软件和Microsoft Excel 2007对数据进行分析、处理。

2结果与分析

2.1桂单0811密度与产量关系

由表4可知，都安的产量较高，可能与当地的施肥水平与土质有关；3地点试验中桂单0811的产量随着种植密度的增加而增加，当种植密度达87 000 株/hm2时，产量最高，3地平均产量8 742.45 kg/hm2，但3地平均产量密度在75 000、81 000、87 000、93 000 株/hm2时差异不显著。这说明桂单0811较耐密，密度超过75 000 株/hm2时，产量未降低。考虑到广西玉米的生产条件，在大面积推广示范中推荐采用63 000～69 000 株/hm2的种植密度。

2.2桂单0811密度肥料耦合与产量结果多重比较

运用“416-B”回归最优设计方案对2015上半年和下半年的种植密度、氮肥施用量、磷肥施用量、钾肥施用量分别进行耦合试验。从表5可以看出，16个处理中，F1处理两季平均产量最高，为9 432.75 kg/hm2，F10处理产量次之，为9 318.6 kg/hm2，两者差异不显著。这2个处理种植密度、N、P2O5、K2O 分别为90 000 株/hm2、 112.5 kg/hm2、 85.95 kg/hm2、 112.5 kg/hm2和69 315 株/hm2、186.6 kg/hm2、 142.5 kg/hm2、187.5 kg/hm2。可见，合理施肥与最适密度对于桂单0811获得高产都非常重要。

2.3桂单0811密度肥料耦合产量模型建立建立产量（Y）与氮肥（X1）、磷肥（X2）、钾肥（X3）、密度（X4）的回归方程：

Y=9 173.25+288X1+189.75X2+234.3X3+349.05X4-24.9X1X2-52.95X1X3+53.55X1X4-26.4X2X3+16.8X2X4+11.4X3X4-216X12-219X22-279.6X32-115.05X42。

对所得回归方程进行统计测验（F=30.72>F（0.01，14，81）=2.31），结果显示所建立的回归方程可靠，可用于预测桂单0811高产及筛选优化栽培方案；剔除不显著项后，简化后的回归方程为：

Y=9 173.25+288X1+189.75X2+234.3X3+349.05X4-216X12-219X22-279.6X32-115.05X42。

由于各因子的变异度（标准差）不同，数学模型中不同因子的系数大小不能反映各因子对因变量的影响程度。因此，在这里引用贡献法来评价各因子的相对重要性。

首先依据回归方程的各回归系数的t值，求出某一因子的贡献值（δ），当t≤1时，δ=0；t≥1时，δ=1-1/t2；然后计算出该因子的综合贡献值（Δj）：Δj=δj+δjj+1/2∑δij，其中δj和δjj分别代表第j个因子的一次项和二次项的贡献值，δij代表所有与j交互的交互项的贡献值，经计算得4个因子的贡献值，可得到4个因子对产量的影响顺序由大到小依次为密度X4（1.56）、氮肥X1 （1.45）、磷肥X2（1.09）、钾肥X3（0.99）。

2.4桂单0811密度肥料各因子效应分析

回归分析表明，单个效应都达到极显著水平，在6组交互项中，两两因子的交互作用都未达显著水平，单效应分析时导出Xi的单效应方程如下：

氮肥——X1的单效应方程：Y=9 173.25+288X1-216X12；

磷肥——X2的单效应方程：Y=9 173.25+189.75X2-219X22；

钾肥——X3的单效应方程：Y=9 173.25+234.3X3-279.6X32；

密度——X4的单效应方程：Y=9 173.25+349.05X4-115.05X42 。

由单效应方程作出各因子与产量的单效应图。从图1可以看出，固定其他因子为0水平时，在-1.518≤Xi≤1.732 的约束范围内，氮肥、磷肥、钾肥与产量基本呈抛物线关系，即产量随着氮肥、磷肥、钾肥的增加而提高，当氮肥、磷肥、钾肥达到一定数值时产量达最大值。之后，产量随其继续增加反而下降；随著种植密度的增加，产量持续提高。当氮肥在1

水平，即氮186.60 kg/hm2时，产量最高；磷肥在0水平，即

P2O5 85.5 kg/hm2时，产量最高；钾肥在0水平，即

K2O 112.5 kg/hm2

时，产量最高；种植密度在1.732水平，即90 000株/hm2时，产量最高。

2.5桂单0811密度肥料耦合产量模拟寻优依据桂单0811产量回归方程，进行全因子优化组合频次分析，产量高于9 300 kg/hm2的组合，各变量取值的频率分布结果见表6。

玉米产量较高组合方案中，氮肥、磷肥、钾肥以0水平和1水平较多，种植密度以0.604水平和1.732水平较多。从频率分布看，氮肥以1水平取值频率最高，为0.40，其次为0水平的0.35，因此适宜的氮为112.50～186.60 kg/hm2（折合尿素244.50～405.00 kg/hm2）；磷肥以0水平取值频率最高，为0.55，其次为1水平的0.40，因此适宜的磷为37.50～62.25 kg/hm2（折合P2O5 85.50～142.50 kg/hm2）；钾肥以0水平取值频率最高，为0.60，其次为1水平的0.40，因此适宜的钾为93.75～155.55 kg/hm2（折合K2O：112.50～187.50 kg/hm2）；种植密度以1.732水平取值频率最高，为0.65，其次为1水平的0.35，因此适宜的种植密度为69 321～90 000株/hm2。

进行全因子优化组合频次分析，根据经济效益，按玉米

价格2.0元/kg，氮肥价格5.2元/kg，磷肥7.2元/kg，钾肥5.9元/kg，最高产量时肥料与密度方案为N 181.50 kg/hm2，P2O5 118.95 kg/hm2，K2O 130.50 kg/hm2，密度为83 910株/hm2，产量为9 583.95 kg/hm2，利润1 156元；最佳肥料施用量与密度方为

N 129.75 kg/hm2（折合尿素282.00 kg/hm2），P2O5 99.00 kg/hm2，K2O 130.50 kg/hm2，密度为83 910株/hm2，产量为9 583.95 kg/hm2，利润1 169元。

2016年，在同一试验地块进行高产示范，示范面积0.17 hm2，用上述的最佳肥料施用量与密度方案种植，产量达9 525 kg/hm2，说明该方案对桂单0811的栽培有较好的指导作用。

3结论与讨论

3.1结论

种植密度、氮肥、磷肥、钾肥4个因素变化的效应曲线均为抛物线，对桂单0811产量的影响由大到小依次为种植密度、氮肥、磷肥、钾肥；产量随着氮肥、磷肥、钾肥、种植密度的增加而提高，当氮肥、磷肥、钾肥密度达到一定数值时产量达最大值，之后产量随其继续增加反而下降；产量较高组合方案中，氮肥、磷肥、钾肥以0水平和1水平较多，密度以0.604水平和1.732水平较多；进行全因子优化组合频次分析，适宜的纯氮为112.50～186.60 kg/hm2（折合尿素244.50～405.00 kg/hm2）；磷肥以0水平取值频率最高，为0.55，其次为1水平的0.40，因此适宜的磷为37.50～62.25 kg/hm2（折合P2O585.50～142.50 kg/hm2）；钾肥以0水平取值频率最高，为0.60，其次为1水平的0.40，因此适宜的钾为93.75～155.55 kg/hm2（折合K2O：112.50～187.50 kg/hm2）；密度以1.732水平取值频率最高，为0.65，其次为1水平的0.35，因此适宜的种植密度为69 321～90 000株/hm2。桂单0811较耐密，种植密度在75 000、81 000、87 000、93 000 kg/hm2时产量差异不显著，但考虑到广西玉米的生产条件，在大面积推广示范中推荐采用种植密度63 000～69 000株/hm2。

3.2讨论

该试验研究的4个因子中，对产量的影响由大到小依次为种植密度、氮肥、磷肥、钾肥，肥料和密度的交互效应对产量的影响表现为：种植密度的增加能在一定程度上增加玉米的产量，进一步增加产量需要注意合理的施用肥料，这与前人的研究结果一致[13-18]。该试验设计范围内玉米产量随各因素水平的增加而增加，当氮肥在1水平，即氮186.60 kg/hm2时，产量最高，继续增大各因子水平产量反而开始下降；磷肥在0水平，即P2O5 85.50 kg/hm2时，产量最高，继续增大各因子水平产量开始下降；钾肥在0水平，即K2O 112.50 kg/hm2时，产量最高，继续增大各因子水平产量开始下降；种植密度在0.604水平，即69 321株/hm2时，产量最高，继续增大各因子水平产量开始下降。由此可知，肥料和密度各因子对产量的作用特点为：磷肥和钾肥水平的变化对产量影响较小，在0水平达到最大，当因子水平较低时，随因子水平的增加产量的增幅较小，当因子水平较高时，产量的降幅较小；氮肥在1水平达到最大，水平较低时，随因子水平的增加，增产幅度较大，而当氮肥水平较高时，产量的降幅相对较大；密度在0.604水平达到最大，对产量的影响与氮肥相似，只是在低水平产量的增幅和在高水平产量的降幅相对较大，而且密度比氮肥的影响大。因此，适当增加种植密度，合理搭配氮、磷、钾肥比例及确定施用量是十分重要的。桂单0811较耐密，在密度试验中，密度在75 000、81 000、87 000、93 000 株/hm2时产量差异不显著。因此，适宜密度及合理施肥可获得高产。生产中需保证肥料利用率，降低肥料的流失，减少施肥成本，提高经济效益。

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