施氮量与密度对京农科728 生长发育及产量的影响

吴荣华，庄克章，张春艳，徐 杰，齐孝峰

（1.临沂市农业科学院，山东临沂276012；2.山东省农业科学院作物研究所，山东济南250100）

玉米在世界上的种植面积超过1.77 亿hm2，其总产超过其他粮食作物总产之和，同时也是我国种植面积最大的粮食作物[1-2]。玉米产量不仅与品种[3-7]、地域气候[8-10]有关，同时也与栽培措施[11-14]有关，合理的种植密度和肥料施用量能够最大限度的发挥玉米的产量优势。京农科728 是北京市农林科学院玉米研究中心培育的玉米新品种，是适宜玉米生产全程机械化的优良品种。氮肥是玉米生长过程中需求量最大的营养元素之一，合理的使用氮肥能够提高玉米的产量，但如果施氮量过高，会抑制玉米植株的氮素运转效率，抑制玉米的生长发育，降低玉米产量[15]，同时对土壤环境造成严重污染[16]。当前现阶段国家提倡减肥减药的大背景下，合理减少氮肥用量，不仅能降低生产成本，还可维持较高作物产量，提高氮素吸收利用率[17-19]，减少氮素损失[20-21]。

本试验通过设置氮肥和密度互作试验，确定京农科728 在鲁南地区中等地力条件下合理的施氮量和种植密度，旨在为该品种在本地区及相似生态区推广提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试玉米品种为京农科728，由北京市农林科学院玉米研究中心提供。

1.2 试验设计

试验于2018 年6 月在临沂市农业科学院试验田（118°26′92″N，35°10′83″E）进行。该地属温带季风区大陆性气候，常年年均气温12.3～13.3 ℃，年降雨量832.9 mm 左右，无霜期188.9～212.2 d。试验田土壤为潮土，前茬作物为小麦。0～20 cm 耕层土壤有机质11.9 g/kg，全氮127.6 mg/kg，碱解氮118.6 mg/kg，速效磷18.3 mg/kg，速效钾135 mg/kg。

试验采用裂区设计，主区因素（A）为氮肥，副区因素（B）为密度，每小区8 行，行距为60 cm，行长为6.67 m，3 次重复。施氮量设置4 个处理：N1.施氮量240 kg/hm2（农民习惯施氮量，CK）；N2.施氮量180 kg/hm2（减氮25%）；N3. 施氮量120 kg/hm2（减氮50%）；N4.不施氮。密度设置3 个处理：D1.6.0 万株/hm2（农民习惯种植密度）；D2. 7.5 万株/hm2；D3. 9.0 万株/hm2。以D1 为对照。统一磷肥（P2O5）用量为110 kg/hm2，钾肥（K2O）用量为110 kg/hm2。磷钾肥全部作底肥施入，氮肥40%作底肥，60%作为追肥，7 月2 日追施。田间病虫草害管理同常规管理方式，10 月5 日收获。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 株高、穗位高测定 在玉米吐丝后20 d，测量10 株玉米的株高和穗位高。

1.3.2 叶面积系数测定 在玉米6 叶展、12 叶展、吐丝期、灌浆中期和成熟期，取5 株根据长宽系数法计算叶面积系数。

13.3 相对叶绿素含量测定 在玉米吐丝期、吐丝期后10 d、吐丝期后20 d、吐丝期后30 d、吐丝期后40 d 和成熟期取5 株，每次在最上部展开叶或穗位叶叶片中部叶脉两侧均匀取6 个点，平均值作为该玉米植株相对叶绿素含量。

1.3.4 产量及产量构成因素的测定 成熟期取3 行进行收获，测定穗粒数和百粒质量，同时用PM- 8188谷物水分仪测定水分含量，最后计算出单位面积籽粒产量（14%标准含水量）。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2007 和SPSS 19 进行数据整理。

2 结果与分析

2.1 施氮量与密度对京农科728 株高、 穗位高的影响

由图1，2 可知，不同施氮量和密度对株高的影响不大，不同施氮量处理的穗位高在90.87～93.11cm，株高在267.18～273.04 cm；不同密度处理的穗位高在89.78～94.73 cm，株高在268.83～271.27 cm。

2.2 施氮量与密度对京农科728 相对叶绿素含量的影响

从图3 可以看出，随着生育期的推移（吐丝期后6 个时期），不同施氮量处理的叶片相对叶绿素含量均表现为先升高后降低的趋势，在吐丝期后20 d 达到最高，之后降低。施氮处理的叶绿素相对含量均高于不施氮肥处理，说明氮素促进了玉米叶绿素的合成，施氮量240，180 kg/hm2各时期的叶片相对叶绿素含量都高于另外2 个处理。由图4 可知，随密度增加，各个时期的叶片相对叶绿素含量降低，随着生育期推进，不同密度处理的相对叶绿素含量均表现为先升高后降低的趋势，吐丝期20 d达到最高，之后降低。

2.3 施氮量与密度对京农科728 叶面积系数的影响

从图5 可以看出，从玉米6 叶展到吐丝期，各施氮量处理间叶面积系数无明显差异，到灌浆中期， 施氮量240 kg/hm2处理的叶面积系数与180，120 kg/hm2处理的叶面积系数不存在明显差异，但240 kg/hm2处理的叶面积系数与不施氮素处理的叶面积系数存在明显差异，这表明在玉米生长发育前期，土壤中的氮素含量能够满足当前玉米生长需求，在玉米籽粒形成过程中会消耗大量养分，营养器官中的养分会不断地向籽粒中运输，在氮量供应不足的情况下，叶片会出现干枯、失绿现象，从而导致玉米叶面积系数的降低。

由图6 可知，6 叶展时叶面积系数以9.0 万株/hm2处理最大，其次为7.5 万株/hm2处理，6.0 万株/hm2处理最小，9.0 万株/hm2处理的叶面积系数与6.0 万株/hm2处理、7.5 万株/hm2处理存在明显差异，在12 叶展到灌浆中期这段时期，各处理间都存在明显差异，玉米成熟期3 个密度处理间均无明显差异，这表明在玉米生育后期，7.5 万，9.0 万株/hm2密度处理叶片衰老较快。

2.4 施氮量与密度对京农科728 产量构成因素及产量的影响

2.4.1 施氮量与密度对京农科728 产量构成因素及产量的影响 从表1 可以看出，施氮量240，180，120 kg/hm2处理的穗粒数无明显差异，但3 个处理与不施氮肥处理间存在明显差异，穗粒数分别为482.3，479.2，473.4，450.8 粒；施氮量240，180，120 kg/hm2处理的百粒质量存在明显差异，分别为34.2，33.9，33.2，32.7 g；施氮量240，180 kg/hm2处理的产量不存在差异，但2 个处理与120 kg/hm2、不施氮肥处理间存在差异，产量最高为9 767.2 kg/hm2，最低为8 196.0 kg/hm2。6.0 万，7.5 万株/hm2处理的穗粒数不存在明显差异，但与9.0 万株/hm2处理的穗粒数存在明显差异，分别为486.1，476.1，452.2 粒；6.0 万，7.5 万，9.0 万株/hm2处理的百粒质量、产量均存在明显差异，百粒质量分别为34.3，33.7，32.6 g，产量分别为9 613.7，9 287.3，8 575.6 kg/hm2。

表1 施氮量与密度对京农科728 产量构成因素及产量的影响

2.4.2 施氮量与密度对京农科728 产量的交互影响 从图7 可以看出，不同密度随着施氮量的减少玉米产量随之降低，密度6.0 万，7.5 万株/hm2处理的玉米产量相对于9.0 万株/hm2处理的玉米产量下降相对缓慢，这是由于高密度情况下，植株间争夺营养物质加剧，氮肥量的供应不足将导致玉米产量降低。

3 结论与讨论

玉米的株高、穗位高与玉米群体冠层结构及玉米的抗倒伏能力有关，相对叶绿素含量和叶面积系数是衡量玉米群体光合性能的重要指标，合理的氮肥和种植密度能够有效改善玉米群体结构，提高玉米的光合效率，保障营养成分的有效供应，将品种生产潜力发挥到最大，同时减少投入成本，实现玉米高产高效。京农科728 在鲁南地区中等肥力地块及相似生态区同等地力条件下，推荐施氮量180～240 kg/hm2，种植密度6.0 万～7.5 万株/hm2，产量可以达到9 200 kg/hm2以上。