断垄对春玉米产量的影响

靳鲲鹏，李小霞，李 丹，李万星，刘永忠，韩文清，王丽霞，曹晋军

（山西农业大学谷子研究所，山西长治046011）

玉米是我国种植面积最大、总产量最高的作物，玉米单产水平不断提高，栽培技术的进步在玉米产量的增加中作出了重要贡献，苗齐、苗全、苗匀则是高产栽培技术的基本要求[1-4]。播种机械的多样化、播种质量、免耕技术、种子质量、土壤墒情、地下害虫等因素均会引起不同程度的缺苗断垄，导致玉米产量的降低[5-10]。前人就缺苗断垄的原因、对策进行了概述，对机播夏玉米的生长与产量进行了相关研究[11-14]，但对不同断垄长度对机播春玉米的产量影响机制研究尚未见相关报道。

针对山西长治地区机播春玉米过程中各种原因导致的断垄现象，农民通常在出苗后在断垄处补种，费时费工。为明确断垄长度对产量的影响，本试验设置了4个断垄处理和1个对照（均匀留苗）处理，研究不同处理对春玉米叶片叶面积指数（LAI）、PAR光截获、杂草数量和生物量、产量及其构成因子的影响，探讨断垄对春播玉米产量的影响机制，为指导农民生产提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试春玉米品种为晋单73号，由德农种业有限公司提供。

1.2 试验地概况

试验于2016—2017年在山西省农业科学院谷子研究所进行。试验田为沙壤土，0～20 cm土层有机质含量为3.84 g/kg，全氮含量为1.76 g/kg，碱解氮含量为58.9 mg/kg，有效磷含量为4.22 mg/kg，速效钾含量为193.0 mg/kg。2016年春玉米生育期降雨量为545.6 mm，2017年生育期降雨量为431.8 mm。播种后喷施48%乙·莠除草剂3 000 mL/hm2，对水300 kg。

1.3 试验设计

试验设5个处理（图1），分别为YM.均匀留苗，株距0.269 m；BY50.不匀苗，断垄50 cm，6个断垄；BY100.不匀苗，断垄100 cm，3个断垄；BY150.不匀苗，断垄150 cm，2个断垄；BY300.不匀苗，断垄300 cm，1个断垄。大区处理，每处理20行，每行20 m长，等行距0.55 m，面积220 m2，每行断垄总长度300 cm，断垄处随机。留苗密度每处理均为6.75万株/hm2，每行均留苗74株，排除了缺苗因子的影响。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 叶面积指数（LAI）的测定 选取生长一致且叶片完好的植株挂牌标记（避开每行及相邻行间断垄处），重复3株，分别于苗期、拔节、大喇叭口、开花、灌浆及成熟期测定LAI。

1.4.2 PAR截获率的测定 采用SunScan冠层分析仪（Delta，UK）在抽雄期（晴天9：00—11：00）测定。按对角线方式，分底层（离地面30 cm）及穗位叶层进行测量，4次重复，在非匀苗断垄处理中，测量位置在断垄处测量2次，其余位置测量2次，测量结果取4次平均值。

1.4.3 杂草数量调查 玉米抽雄期，每小区取9个样点，每个样点1.0 m2，样点位于断垄处，调查杂草株数、鲜质量。试验地主要双子叶杂草有藜、反枝苋、马齿苋、打碗花等；单子叶杂草有狗尾草、马唐等。

1.4.4 产量及其构成因子的测定 收获后测定果穗行数、行粒数、百粒质量等农艺性状，每处理收3行计产。

1.5 数据分析

试验数据应用SPSS 18.0软件进行方差分析和显著性差异比较。

2 结果与分析

2.1 不同断垄处理对春玉米叶面积指数的影响

由图2可知，各处理LAI随着生育进程的推进变化趋势基本一致，呈现单峰变化，开花期达到最高点，之后开始下降。各处理之间，从拔节期开始在不同生育阶段趋势基本一致，叶面积指数均呈现苗越匀LAI越大的规律，即YM＞BY50＞BY100＞BY150＞BY300。在开花期，YM、BY50、BY100处理的LAI分别为4.64、4.45、4.26，较BY150处理分别增加了11.5%、7.0%、2.4%，较BY300处理分别增加了15.4%、10.7%、6.0%；在成熟期，YM、BY50、BY100处理LAI分别为2.97、2.82、2.73，较BY150处理分别增加了11.9%、6.4%、2.6%，较BY300处理分别增加了15.6%、10.1%、6.2%。

2.2 不同断垄处理对PAR光截获的影响

从图3可以看出，随着断垄长度的增加穗位叶层PAR截获率、冠层PAR总截获率随之减小，呈现YM＞BY50＞BY100＞BY150＞BY300的规律。YM、BY50、BY100处理穗位叶层PAR截获率分别为84.1%、83.5%、83.2%，较BY150处理分别增加了3.3%、2.6%、2.2%，较BY300处理分别增加了14.4%、13.6%、13.2%；YM、BY50、BY100处理冠层PAR总截获率分别为94.7%、93.1%、91.3%，较BY150处理分别增加了7.7%、5.9%、3.9%，较BY300处理分别增加了9.5%、7.6%、5.5%。

2.3 不同断垄处理对杂草生物量的影响

从表1可以看出，各处理单子叶杂草株数普遍多于双子叶杂草，但双子叶杂草生物量普遍高于单子叶杂草。随着断垄长度的增加，杂草总株数和生物量均呈逐渐增加的趋势，即YM＜BY50＜BY100＜BY150＜BY300，当断垄长度大于150、300 cm时，总杂草株数和生物量极显著增加。BY150处理分别杂草总株数为197.4株/m2，较YM、BY50、BY100处理分别提高了101.4%、83.4%、65.9%，BY300处理杂草总株数为225.0株/m2，较YM、BY50、BY100处理分别提高了129.6%、109.1%、89.1%。BY150处理总杂草生物量为2 811.0 g/m2，较YM、BY50、BY100处理分别提高了149.0%、124.9%、102.5%，BY300处理总杂草生物量为3 462.8 g/m2，较YM、BY50、BY100处理分别提高了206.8%、177.0%、149.4%。

表1 不同断垄处理对杂草的数量和生物量的影响

2.4 不同断垄处理对产量及其构成因子的影响

由表2可知，2016年试验以YM处理产量最高，达13 008.0 kg/hm2，较BY50、BY100、BY150、BY300处理分别提高了1.1%、1.5%、2.2%、8.1%，YM、BY50、BY100、BY150处理之间无显著性差异。2017年试验BY50处理产量最高，较YM、BY100、BY150、BY300处理分别提高了2.8%、6.3%、7.4%、14.5%，YM、BY50、BY100处理之间无显著性差异。

表2 不同断垄处理对春玉米产量及其构成因子的影响

3 结论与讨论

通过对不同断垄处理叶面积指数、灌浆期穗位叶层光截获和冠层总截获、杂草的数量和总生物量、产量及其构成因子的研究，明确了断垄导致产量下降的原因。结果表明，YM、BY50、BY100处理在开花期的LAI分别为4.64、4.45、4.26，较BY150处理分别增加了11.5%、7.0%、2.4%，较BY300处理分别增加了15.4%、10.7%、6.0%；冠层PAR总截获率分别为94.7%、93.1%、91.3%，较BY150处理分别增加了7.7%、5.9%、3.9%，较BY300处理分别增加了9.5%、7.6%、5.5%；杂草总株数较BY150处理分别减少了50.4%、45.5%、39.7%，较BY300处理分别减少了56.4%、52.2%、47.1%；杂草总生物量较BY150处理分别减少了59.8%、55.5%、50.6%，较BY300处理分别减少了67.4%、63.9%、59.9%；2 a平均产量分别为11 736.4、11 811.7、11 458.3 kg/hm2，较BY150处理分别增加了3.2%、3.9%、0.9%，较BY300处理分别增加了9.5%、10.2%、7.0%，3个处理之间产量无显著差异。综上所述，各生育期LAI、PAR截获率、百粒质量、穗粒数、穗数的减少，杂草数量和生物量增加，是导致BY150、BY300处理减产的主要原因，在生产中只要断垄长度小于1.0 m，产量就不受断垄的影响。

叶面积指数（LAI）是衡量玉米产量及生长发育状况的一个重要指标，适宜的LAI有利于光能利用效率的提高，玉米群体对太阳有效辐射的截获率、产量与LAI密切相关[15-17]。本研究中各处理LAI大小、PAR光截获与产量呈正相关，这与前人研究结果一致。杂草通过与农作物竞争水、热、光、空间，传播病虫害等影响农作物的生长，有关玉米田杂草的研究主要集中在除草剂施用后一定时间内的防效方面，一般认为封垄后杂草对玉米影响作用减小[18-20]，本研究中由于断垄的存在有利于后期杂草的发生和生长，这也是大于1.5 m断垄处理减产的重要原因之一。密度是玉米高产的决定因素之一，本研究中设计了统一密度，排除了密度对断垄的影响，但提高了未断垄处的密度加剧了株间竞争，有必要在将来的试验中作进一步研究。