鲁西地区夏玉米增密种植的产量效应分析

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摘要：为研究鲁西地区高产玉米（>9 000 kg/hm2）适宜种植密度及其产量潜力，探索高产玉米产量形成机制，2012、2013年分别在茌平县韩屯镇和阳谷县七级镇高产玉米区，以中单909为试材，以1.5万株/hm2为密度梯度，设置从1.5万株/hm2至18.0万株/hm2 12个密度处理进行高产栽培试验。结果表明：两年共24个处理，最低和最高单产分别为3 424.5、12 676.5 kg/hm2，其中有10个处理单产超过9 000 kg/hm2；对产量构成因子的分析表明，要达到9 000 kg/hm2以上的高产，种植密度在6.0万～13.5万株/hm2，收获穗数在6.0万～11.5万穗/hm2；单产与密度呈抛物线关系，9.7万株/hm2密度处理单产最高；随种植密度增加，穗粒数和千粒重呈先升后降变化。

关键词：夏玉米； 密度；产量；鲁西地区

中图分类号：S513文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）05-0040-03

Effect Analysis of Increasing Planting Density

on Yield of Summer Maize in Western Shandong Province

Zhang Sufang1， Gao Shuang1， Liu Fang1， Zhang Jing1， Wang Keru2*， Li Shaokun2

（1.Liaocheng Agricultural Technology Extension Station， Liaocheng 252000， China；

2.Institute of Crop Science， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081， China）

AbstractIn order to study the suitable planting density and yield potential of high-yielding maize （>9 000 kg/hm2） in western Shandong， and explore the forming mechanism of high yield， the tests with 12 kinds of planting densities were conducted in 2012 and 2013 in Hantun Town of Chiping County and Qiji Town of Yanggu County respectively with Zhongdan 909 as material. The planting density was designed from 15 thousand to 180 thousand plants per hectare with 15 thousand as gradient. The results showed that in the two-year tests， the lowest and highest yields were 3 424.5 and 12 676.5 kg/hm2 respectively， and 10 treatments obtained the yield above 9 000 kg/hm2. The analysis on yield components showed that to achieve the high yield above 9 000 kg/hm2， the planting density should be in the range of 60 thousand to 135 thousand plants per hectare， and the number of harvested spikes should be from 60 thousand to 115 thousand per hectare. A parabolic relationship was present between yield per unit area and planting density， and the yield reached the highest at 97 thousand plants per hectare. With the increase of planting density， the grain number per spike and 1 000-grain weight increased firstly and then decreased.

Key wordsSummer maize； Density； Yield； Western Shandong area

国内外学者一致认为密度是影响玉米籽粒产量的重要因素之一，选择耐密品种、增加种植密度是玉米高产的关键措施。产量构成因子对玉米单产的影响程度为单位面积穗数>穗粒数>千粒重。研究表明，超过适宜密度后，密度成等差级数增加时粒重直线下降。近年来随着耐密品种与增密措施的推广，夏玉米产区单产超过9 000 kg/hm2的报道越来越多。聊城市地处鲁西黄泛平原，光温适宜，土层深厚，非常适合小麦-玉米一年两熟种植，玉米常年种植面积为36.7×104 hm2。近年来该市大田玉米单产在6 750 kg/hm2徘徊，其原因与种植密度偏低有很大关系，2011年调查全市玉米平均密度仅为5.2万株/hm2。本试验拟通过设置不同密度处理，研究9 000 kg/hm2以上产量水平上密度与产量及其构成因子的关系，以确定高产适宜密度，为鲁西地区今后玉米生产提供借鉴。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验分别在山东省茌平县韩屯镇张庄村（2012年）和阳谷县七级镇后郎湾村（2013年）进行。试验点属于温带季风气候区，处于黄河冲积平原，全年≥10℃积温4 404～4 524℃，无霜期平均为193～201 d，年均日照时数2 241 h，年均降水量578.4 mm，年均气温13.9℃。前茬作物为冬小麦。

1.2试验材料与设计

品种为中国农业科学院作物科学研究所选育的玉米新品种中单909（审定证号：国审玉2011011），种子由中农良种公司提供。

试验设置12个密度处理，分别为1.5万、3.0万、4.5万、6.0万、7.5万、9.0万、10.5万、12.0万、13.5万、15.0万、16.5万、18.0万株/hm2，用M1～M12表示，随机区组排列，60 cm等行距种植，6行区，行长32 m，小区面积115.2 m2。

1.3田间管理

茌平县韩屯镇试验点6月15日播种（2012年），10月6日收获；阳谷县七级镇试验点6月11日播种（2013年），9月25日收获。播种采用人工开沟点种，M1～M3每穴点播两粒种子，其它处理每穴点播一粒种子，出苗率超过95%，3叶期定苗。试验地四周设保护行。

苗期施氮磷钾复合肥（N∶P2O5∶K2O=18∶18∶18）600 kg/hm2，大喇叭口期追施尿素（含N 46%）525 kg/hm2。播后浇蒙头水1次，平均灌水量为750 m3/hm2。播种后出苗前喷施40%乙莠水进行地面处理，苗期喷施10%吡虫啉、4.5%高效氯氟氰菊酯防治蓟马、灰飞虱、蚜虫等害虫，大喇叭口期喷施50%多菌灵、10%吡虫啉、4.5%高效氯氟氰菊酯综合防治穗期病虫害。

1.4数据收集、调查与分析

完熟期，每个处理选长势均匀的两行（20 m长）计数穗数和空秆数，折算单位面积穗数。小区实收后按照14%水分折算单产。每个处理在长势均匀处连续取20个果穗用于室内考种，测定穗重、穗粒重和出籽率。试验数据采用Microsoft Excel 2003软件进行分析。

2结果与分析

2.1产量与种植密度、收获穗数的关系

两年的试验结果（图1）表明，单产与种植密度间相关达极显著（r=0.853**，n=24）水平，可用二次曲线y=-9×10-7x2+0.1841x+1492 （R2=0.7281**，n=24）进行产量拟合，并求得该方程的极大值分别为：x=9.7665万株/hm2和y=10 477.5 kg/hm2，即为该区域种植中单909的最高单产及其对应的最佳种植密度。

单产与收获穗数也呈极显著相关（r=0.839**，n=24），可用二次曲线y=-2×10-6x2+0.3553x-5200.5（R2=0.7037**，n=24）进行单产拟合，求得该拟合方程的极大值分别为，x=8.883万穗/hm2和y=10 579.5 kg/hm2，即为该区域种植中单909最高单产及其对应的收获穗数。

2.2收获穗数与种植密度的关系

由图2看出，收获穗数与种植密度呈极显著正相关（r=0.992**，n=24），可用y=0.7097x+21623 （R2=0.9836**，n=24）进行收获穗数的拟合。由2.1分析可知种植密度为9.7665万株/hm2时产量最高，此种植密度时则收获穗数为9.0965万穗/hm2；根据产量与收获穗数的拟合方程，收获穗数达8.8830万穗/hm2时的产量最高，此时种植密度为9.4658万株/hm2。

2.3单株产量、单穗粒重与种植密度间的关系

种植密度对单株产量和单穗粒重有显著影响，对其相互关系分析结果（图3）表明，单株产量与种植密度呈极显著负相关（r=-0.963**，n=24），可用线性模型y=-0.0013x+239.49（R2=0.9280**，n=24）进行单株产量的拟合，即，种植密度每增加1.5万株/hm2，单株产量下降19.0 g；单穗粒重与种植密度间的关系可用二次函数y=-7×10-9x2+0.0007x+122.74（R2=0.7474**，n=24）进行拟合，即，当种植密度为5.0145万株/hm2时单穗粒重达最大，为141.1 g。此时，收获穗数为5.7225万穗/hm2，单产为8 073 kg/hm2。当地农户多采用这种种植模式，但由于未能充分发挥群体效应，不能获得较高产量。

3结论与讨论

3.1处理M1可认为是中单909在该地区气象条件下，完全无个体竞争、水肥充足条件下的单株最大产量。但单株最大产量时的单产远小于群体最大产量时的单产。产量是受多基因控制的数量性状，稀植注重个体潜力而密植注重群体效应，玉米产量在一定范围内随密度增加而提高，合理密植可使群体和个体生长发育协调，解决单位面积穗数、穗粒数、粒重三者之间的矛盾，一个合理群体必须是三者乘积的最大值，密度达到一定程度后，随着密度的增加，产量反而下降。不同密度条件对中单909产量影响较为明显。拟合方程结果显示该品种在鲁西高产玉米区>9 000 kg/hm2产量水平，最适宜种植密度为6.0～13.5 万株/hm2之间，其中最佳密度为9.7万株/hm2左右，该密度下增产潜力能够得到充分发挥。

3.2值得注意的是，该地区玉米生育期相对较短，转圜余地较小，近年来，气象因子年际间的变化加剧，导致玉米生育期随之变化，进而影响玉米产量，应引起栽培、育种专家高度重视，研究应对策略。

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