种植密度与肥料运筹对“新丹336”玉米冠层透光率及产量的影响

王春莲，鞠方成，王 亮，丛 崇

(1.辽东学院 农学院，辽宁 丹东 118003； 2.丹东农业科学院，辽宁 凤城 118109；3.西丰县农业农村局， 辽宁 铁岭 112499)

玉米是中国的第一大粮食作物，对于国民经济的发展有重要的作用。2015年11月，农业部制定下发了《“镰刀弯”地区玉米结构调整的指导意见》，明确提出调减玉米种植面积[1-2]。在调减种植面积的条件下要保证并提高玉米的产量，增加密度是重要途径之一。中国工程院院士戴景瑞明确指出：品种是技术的载体，耐密是提高单产的关键，玉米高密度栽培已成为当前高产潜力挖掘的关键栽培措施[3]。前人针对种植密度对玉米产量及相关性状影响的研究较多[4-11]。种植密度是影响产量的关键因素，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[12]。而玉米生产中肥料的合理施用又具有重要意义[13]，人们已经认识到选用优良品种、适当增施肥料可以增加种植密度，从而实现玉米的高产稳产。玉米产量是基因型、生产环境和栽培管理措施共同作用的结果，密度与基因型和生产环境都存在互作[14]。前人已对较早审定的品种如辽单565、郑单958、先玉335、沈玉21等的密植栽培做了大量研究[7-12]，而对于新审定的密植型品种研究相对较少。

“新丹336”是辽宁辽丹种业科技有限公司选育的密植型新品种，该品种审定较晚，相关研究很少，近年来只有辽东学院种子科学与工程专业玉米育种团队进行了钾肥方面的研究。该品种具有纯度好、芽率高、芽势强、耐密强、抗性强且米质优的优势，辽宁省种植生育期为127d左右，株型紧凑，果穗筒型，穗行数16～20行，高产栽培具有很大的增产潜力。本文根据“新丹336”的品种特性，采用裂区设计设置4个不同种植密度3种不同肥料配比对“新丹336”的冠层主要特征和产量进行研究，为“新丹336”的高产栽培及推广提供理论依据和数据支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验材料“新丹336”由辽宁辽丹种业科技有限公司提供。

1.2 试验设计

试验于2018年在辽宁省丹东市辽东学院农学院玉米生产试验田进行，试验采用肥料与密度二因素裂区试验设计，肥料运筹作为主区设置3个水平，分别为F1、F2、F3；密度作为副区，分别为D1、D2、D3、D4共4个密度(各因素水平见表1)，主区重复3次。每个小区6行，行长为10 m，行距60 cm，小区面积36 m2，5月2日播种，9月26日收获测产。全部的磷肥做基肥一次性施入，氮肥分为基肥和追肥按3∶7施用，钾肥分为基肥和追肥按7∶3施用。追肥于玉米大喇叭口期按试验方案进行施用。其他田间管理同生产田。

表1 二因素裂区设计各因素及水平

1.3 测定指标

1.3.1 叶面积指数(LAI)

每个处理小区避开边际的2行，从中间的4行中每行选取生长一致的玉米5株，即每个小区选20株，做好标记，分别于苗期、拔节期、大喇叭口期、抽穗吐丝期和成熟期按照长宽系数法测定单株叶面积，然后计算叶面积指数(LAI)。

叶面积指数(LAI)=单株叶面积×单位土地面积内株数/单位土地面积。

1.3.2 玉米冠层透光率的测定

利用LAI-2000植物冠层仪测定玉米冠层透光率，在玉米的灌浆期晴天上午10：00进行测定，每个处理小区测定3个层次，分别是穗位层、穗位上层(穗上叶向上20 cm)和穗位下层(穗下叶向下20 cm)。

1.3.3 玉米产量及产量构成因素的测定

玉米收获时，小区产量进行实测，然后再折算成每公顷产量。每个小区避开边行边穗随机选取10穗，自然风干后进行室内考种，主要考种项目有秃尖长、千粒重、穗长、穗行数、行粒数等。

1.4 数据统计分析方法

数据的统计分析采用Microsoft Excel 2007和DPSv 7.05统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 密度与肥料运筹对“新丹336”玉米叶面积指数(LAI)的影响

对每个处理小区的“新丹336”主要生育期叶面积指数(LAI)进行方差分析(见表2)并作图(图1、图2)。

表2 “新丹336”主要生育期叶面积指数(LAI)方差分析

叶面积指数(LAI)决定了作物吸收光能效率的高低，是衡量作物群体结构的重要指标[15]。由表1可知，肥料运筹和种植密度对“新丹336”主要生育期叶面积指数(LAI)的影响有极显著差异，而肥料与密度的互作效应在苗期和拔节期没有显著差异，但是从大喇叭口期到成熟期LAI表现有极显著差异。由图1、图2可知，“新丹336”各生育期中LAI的变化表现为单峰曲线，从苗期开始逐渐增大到抽穗吐丝期达最高值。“新丹336”的LAI对不同肥料运筹的响应在各生育期中的表现为F3>F2>F1；从抽穗吐丝期到成熟期LAI逐渐下降，随肥料施用量的增加LAI下降的幅度逐渐降低，降低的百分比分别为47.03%、44.16%、44.85%。“新丹336”的LAI对种植密度的响应存在极显著差异，在各生育期中的LAI表现为D1

2.2 密度与肥料运筹对“新丹336”玉米冠层透光率的影响

对不同处理下“新丹336”玉米灌浆期的冠层透光率进行方差分析(见表3)并作图(图3、图4)。

由表3可知，肥料运筹及种植密度对冠层透光率有极显著的影响，肥料和种植密度的互作对穗位上层的透光率有极显著影响对穗位层和穗位下层的透光率没有显著影响。由图3可知，穗位上层的冠层透光率对肥料运筹的响应表现为随着肥料施用量的增加冠层透光率增大，F3处理的冠层透光率较F1处理的冠层透光率增加6.15%；由图4可知，穗位上层冠层透光率对种植密度的响应是随着种植密度的增大穗位上层的冠层透光率增大，7.5万株/hm2种植密度下的穗位上层冠层透光率比5.25万株/hm2种植密度下的穗位上层冠层透光率增加13.03%；这是由于“新丹336”为紧凑型玉米品种，在肥料充足密植条件下，上部叶片呈上冲状态，使大部分光能透射到穗位层，从而提高穗位层的光能截获量。根据图3和图4可知，肥料运筹和种植密度对穗位层和穗位下层透光率的影响变化趋势一致，随着肥料施用量的增加穗位层和穗位下层的冠层透光率降低，穗位层冠层透光率的降低幅度为6.93%，穗位下层冠层透光率的降低幅度为11.51%，随着种植密度的增大穗位层和穗位下层的冠层透光率下降，穗位层冠层透光率下降幅度为23.18%，穗位下层冠层透光率下降幅度为39.38%，穗位下层的冠层透光率下降幅度大于穗位层冠层透光率，保证大部分透射过来的光能被截获，减少漏光，从而提高光能利用率。

表3 种植密度与肥料运筹对“新丹336”冠层透光率(%)的影响

2.3 密度与肥料运筹对“新丹336”玉米产量及相关性状的影响

由表4可知，肥料运筹对“新丹336”玉米产量及秃尖长度的影响存在极显著差异，对穗长、穗粒数和千粒重的影响存在显著差异，对小区的有效穗数没有显著影响；相同种植密度条件下，随着肥料施用量的增加穗长增加，秃尖长度减少，穗粒数增加，小区产量增加。种植密度对“新丹336”玉米产量、穗长、秃尖长度、有效穗数及千粒重的影响存在极显著差异，对穗粒数的影响存在显著差异，随着种植密度的增大穗长降低、秃尖长度增加，有效穗数增加。肥料和密度的互作对“新丹336”的产量、穗长和穗粒数有极显著的影响，随着肥料施用量的增加产量逐渐增大；在种植密度小于6.75万株/hm2时，“新丹336”的产量随种植密度的增大而增大，当密度继续增大时产量不再增加。由表3可知，当施用肥料纯N 220 kg/hm2、P2O5110 kg/hm2、K2O 140 kg/hm2时，在6.75万株/hm2种植密度下产量最高，分别比5.25万、6.00万、7.50万株/hm2种植密度下的产量高出20.72%、16.25%、15.6%，由此可知，合理施肥条件下适当密植可保证“新丹336”的有效穗数，增加穗长降低秃尖长，保证穗粒数，增大千粒重，从而提高产量。

表4 种植密度与肥料运筹对“新丹336”产量及相关性状的影响

3 结果与讨论

本研究结果表明：肥料运筹和种植密度的互作对玉米品种“新丹336”主要生育期叶面积指数、冠层透光率、产量、穗长和穗粒数有极显著的影响，当施用肥料纯N 220 kg/hm2、P2O5110 kg/hm2、K2O 140 kg/hm2，种植密度为6.75万株/hm2时“新丹336”穗粒数最多，产量最高，效益最好。

3.1 密度与肥料运筹对“新丹336”叶面积指数(LAI)和冠层透光率的影响

叶面积指数(LAI)和冠层透光率直接影响玉米的光合作用，王富贵等研究指出，耐密型玉米品种能够长时间维持较高的叶面积指数，保证充足的光合叶面积，有利于籽粒的灌浆成熟[16]，柏延文等研究指出穗位层的光能截获量与产量呈显著正相关[17]，本试验结果表明，种植密度和肥料运筹对“新丹336”的LAI和冠层透光率有极显著的影响，“新丹336”主要生育期叶面积指数(LAI)，从苗期开始逐渐增大到抽穗吐丝期达最高值而后又逐渐降低，LAI随肥料施用量的增加而增大，随种植密度的增加而降低；穗上叶上层20 cm处冠层透光率随着肥料施用量的增加和种植密度的增大而增大，穗位叶和穗下叶下层20 cm处透光率的变化趋势一致，随着肥料施用量的增加和种植密度的增大而降低，这样可以保证大部分透射过来的光能被截获，减少漏光，从而提高光能利用率，这也验证了柏延文等研究指出的紧凑型玉米品种密植后中间层透光率由于其他品种。说明“新丹336”对合理施肥和增密种植后产生的植株LAI和冠层透光率的变化有很强的适应性，进行适当的肥料运筹和增密种植可使“新丹336”有较高的LAI，延缓叶片的衰老黄花进程，提供最佳的光合面积，随种植密度的增加和肥料的合理施用，玉米植株调控穗上叶更加直立, 有利于更多的光传递到植株下部[9]，保障穗位层的光能截获量，有利于植株进行光合作用，获得较高产量。

3.2 密度与肥料运筹对“新丹336”玉米产量及相关性状的影响

玉米是需肥量比较大的作物，而种植密度又是保证玉米获得高产的重要因素。杨锦忠等研究指出玉米生产中，密度与基因型和生产环境都存在着互作[14]，李炳昊等通过对8个玉米品种3个种植密度研究指出：密度对产量有极的显著影响，但是并不是随着种植密度的增加产量会无限制的增加，当超过一定种植密度以后产量就会降低[18]。本研究结果表明：相同种植密度条件下，随着肥料施用量的增加穗长增加，秃尖长度减少，穗粒数增加，小区产量增加。肥料运筹和种植密度的互作对玉米品种“新丹336”的产量、穗长和穗粒数有极显著的影响，在种植密度小于6.75万株/hm2时，“新丹336”的产量随种植密度的增大而增大，当密度继续增大时产量不再增加。当施用肥料纯N 180 kg/hm2、P2O570 kg/hm2、K2O 100 kg/hm2种植密度为5.25万株/hm2时， “新丹336” 的产量最低为8.36 t/hm2，当施用肥料纯N 220 kg/hm2、P2O5110 kg/hm2、K2O 140 kg/hm2时，在6.75万株/hm2种植密度下穗粒数最多产量最高，可达14.45 t/hm2，因此在增密种植的条件下配合肥料的合理施用可使“新丹336”穗长增大，秃尖长度降低，穗粒数增加，千粒重增大，借助有效穗数的增加，充分发挥玉米的群体优势从而使产量提高。