宽膜条件下不同种植方式对玉米农艺性状及产量的影响

孟令贻，王润琪，李绍杰，杜孝敬，马 芯，唐江华

新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052

【研究背景】2017年我国玉米播种面积3 544.5万 hm2，较 2016 年减少 132.3 万 hm2，减幅 3.6%；总产量为 2.1589 亿 t，比 2016 年减少 366.3 万 t，降幅为1.7%[1]。【拟解决的关键问题】如何利用有限的土地资源以提高玉米单产已成为亟需解决的问题。【前人研究进展】在中国耕地面积不断减少且有限的形势下，增加作物总产量的途径便只有借助于提高单位面积产量，而合理种植方式是农业生产中增加作物单产的重要方法之一。目前关于种植方式待有争议，张晓丽[2]等人研究发现在密度相同的条件下，随着增加行距、缩小株距有利于提高玉米的抗倒伏能力。刘辉[3]等人研究表明，通过改变垄向，扩大垄距等提高光能利用率，延长光照时间，提高玉米光合效率，增加玉米光合产物，实现玉米高产。高亚男[4]等人通过调整玉米种植的株行距，可以有效地调控作物群体的生态质量，更有效的发挥群体中个体的生产潜力。但秦国成[5]等人研究认为在60～70 cm 行距范围内，无论采用等行距种植还是宽窄行种植对作物的株高、穗位高、叶面积指数等指标均无显著性的影响，玉米产量接近。【本研究的切入点】目前有关新疆地区玉米的研究多集中在窄膜方面，但对宽膜玉米研究较少。前人研究表明，宽膜种植研究可提高地膜覆盖率；增加土地光照的面积，提高地温；避免水分蒸发[6]，进而提高作物产量，对减少土壤污染方面有着重要意义[7]。【研究目的与意义】基于此，本试验在宽膜条件下，探究玉米农艺性状及产量对不同种植模式的响应，以期为当地玉米增产潜力提供理论及技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

本试验于2019年5～10月在新疆农业大学三坪农场教学实验基地站进行。试验地土地平整，土壤为壤土。0～20 cm 土层土壤有机质含量17.8 g·kg-1、碱解氮 60.0 mg·kg-1、有效磷 23.6 mg·kg-1、速效钾215.0mg·kg-1、pH 8.28。

1.2 试验设计

采用单因素随机区组试验设计。在翻耕覆膜的基础上，设 2 种种植方式：1 膜 3 行（膜宽 140 cm，行株距配置为60 cm+18 cm。M1）；1 膜4 行（膜宽140 cm，行株距配置为（50 cm+40 cm）+24 cm。M2）；每个处理4次重复，共8个小区。每个小区面积为 30 m2(5 m×6 m)，2019 年 5 月 3 日为人工播种，10 月25 日人工收获。供试品种为KWS2564，试验地管理同当地大田一致，全生育期均灌水8次，灌水量4 500 m3·hm-2。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 农艺性状

在玉米籽粒完全成熟以后，测量其株高，茎粗。用卷尺从天穗顶端第一花稃向下量一直到地平面即为成株株高。用游标卡尺测量玉米第二节位粗细均匀处测量数据即为茎粗。

1.3.2 产量及产量构成因素的测定

在玉米籽粒完全成熟以后，各小区进行实收测产。并在每小区选取长势均匀一致的玉米10株进行室内考种，测定玉米株高、茎粗、叶片数、穗位高、穗数、穗长、穗粗、秃顶长、空杆数、穗行数、行粒数、穗粒数、单穗重、果穗粒重、穗轴重等指标。

根据公式（1）计算出籽率，根据公式（2）计算穗轴率。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2010 进行数据处理并制图，用SPSS 19.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同种植方式对玉米株高、茎粗的影响

图1 表明，宽膜条件下不同种植方式对玉米的株高、茎粗具有一定的影响，不同种植方式下M1 和M2 处理之间的株高、茎粗均存在显著性差异（P＜0.05），且株高、茎粗均以M1处理最大，分别为2.47 m 和21.69 mm，较M2 处理高出6.01%和6.95%。说明扩大株距、缩小行距增加其玉米行数不利于促进玉米生长，采取等行距种植方式更有利于玉米生长发育，促进植株形态的建成。

图1 不同种植方式对玉米株高、茎粗的影响

2.2 不同种植方式对玉米农艺性状的影响

由表1 可以看出，不同种植方式对玉米的穗位高、穗粗、秃顶长、穗行数无明显差异，对叶片数、穗长、行粒数影响较大，M1 和M2 处理之间的叶片数、穗长、行粒数存在显著性差异（P＜0.05）。所测的农艺性状均以M1 处理较优，比较叶片数，M1 处理较 M2 处理高 1.33 片 ；穗长比较，M1 处理较M2 处理穗位高0.87 cm；行粒数比较，M1 处理较M2 处理多1.78 粒。说明采取等行距种植方式更有利于玉米后期果穗的高产稳产。

表1 不同种植方式对玉米农艺性状的影响

2.3 不同种植方式对玉米果穗的影响

由表2 可以看出，不同种植方式处理对玉米单穗重、果穗粒重、穗轴率影响较大，M1 和M2 处理之间均存在显著性差异（P＜0.05）。不同种植方式对玉米穗轴重、出籽率均未达到显著水平（P＞0.05），影响较小。所测的玉米果穗各项数据除穗轴率外，其余指标均以M1 处理较大，进一步分析各项指标所得，M1 处理较M2 处理在单穗重和果穗粒重分别重13.46 g 和12.98 g；两处理在穗轴重和出籽率差异较小，在穗轴率方面，处理M1较处理M2 低1.21%。说明宽膜条件下1 膜4 行会使得玉米的果穗粒重和穗轴重减小，进而降低单穗重的质量，影响玉米产量。

表2 不同种植方式对玉米果穗的影响

2.4 不同种植方式对玉米产量及产量构成因素的影响

由表3 可看出，不同种植方式对玉米的产量及产量构成因素影响不同，除单位面积穗数外，M1和M2处理之间的穗粒数、百粒重、产量均达到显著差异水平（P＜0.05）。产量以M1 处理最高，为7 464.42 kg·hm-2，较 M2 处理多了 19.56%，通过方差分析产量构成因素可得造成这种情况与穗粒数和百粒重相关，比较M1与M2处理，其差值表现为穗粒数减少42.42 粒，百粒重减少1.44 g。说明宽膜条件下1膜3行能够促进玉米穗粒数、增加百粒重的质量，进而直接提高玉米的总产量。

表3 不同种植方式对玉米产量及产量构成因素的影响

3 讨论

玉米在生产中并不是单纯个体的总和，而是一个群体生产过程[8]。通过调整株距及行距的变化，改善玉米群体内部通风透光条件，改变群体微环境，为玉米高产创造合理的群体结构，进而有利于群体产量提高[9]。但曾苏明[10]等人研究认为不同种植行距对玉米苗情及生育期影响不大，不同行距种植下的玉米叶面积指数、穗位高、茎粗、植株干重差异不显著。与本试验研究结果不同，在本试验中 1 膜 3 行（M1 处理）与 1 膜 4 行（M2 处理）的种植方式在株高和茎粗、农艺性状、果穗发育等方面基本存在显著差异（P＜0.05）。造成这种原因可能有以下 2 点：（1）1 膜 3 行的行间距大，有利于对光照的充分利用，玉米光能利用率大于1膜4行 ；（2）1 膜 3 行的行间距大于 1 膜 4 行 ，行间通风透气性较优，喷洒药物和叶面肥时下部和中部的叶片更能够充分接触和吸收。

前人大量试验研究表明[11-12]，玉米可通过增加穗数、穗行数、行粒数，降低秃顶长，进而提高玉米产量。本试验研究表明，1 膜3 行和1 膜4 行处理之间的穗粒数、百粒重、产量均达到显著差异水平（P＜0.05），各指标均以1 膜3 行处理最高，产量为7 464.42 kg·hm-2，较1膜4行处理多了19.56%。

4 结论

综合考虑玉米的农艺性状、果穗性状及产量，认为1 膜3 行的种植方式优于1 膜4 行，有利于玉米获得较高的百粒重、穗长、穗粗、穗行数、行粒数等，进而得到更高的群体产量。