摘要:探讨在水肥一体化条件下,干旱地区不同栽植密度对玉米生长的影响。结果表明,在生育前期各处理间的生育期差异不显著,而在喇叭口期之后,低密度处理所对应的生育期出现了提前的情况,且差异显著;随着种植密度的进一步提升,株高和穗位高都在一定程度上增加;7.5万株/hm2栽植密度所得到的理论产量(14010kg/hm2)和实际产量(12243kg/hm2)均最高。7.5万株/hm2为最佳栽植密度。
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水资源不足和化肥利用率低下是制约沙化地区作物产量增长的主要原因[1,2,3,4,5,6,7]。为了消除这些问题,本研究选择水肥一体化对作物进行培育,这项技术的优点是灌溉施肥的肥效快、养分利用率提高,可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢,最终肥效发挥慢的问题[8,9,10,11,12]。科学的密植可以提升作物产量,而且其推广的难度不大[13,14,15]。绝大部分学者都偏向于玉米不同种植密度的研究,然而对结合该技术的玉米种植密度研究为数不多[16,17,18,19],因此,2019年,笔者在水肥一体化条件下研究不同种植密度玉米的生长发育状况及产量,旨在为和顺县开展水肥一体化玉米生产提供理论依据。
1、材料和方法
1.1试验地概况
和顺县的土壤主要是褐土,淋溶程度不很强烈,有少量碳酸钙淀积,土壤呈中性、微碱性,矿物质、有机质积累较多,腐殖质层较厚,肥力一般。和顺县属温带大陆性气候。春季干燥多风,夏季温暖多雨,阴雨较多,气候比较寒冷,年平均气温大约为6.3℃,年降水量达到593mm,无霜期总共有124d。试验用田位于和顺县义兴镇尧村,2018年开垦,开垦的时间不长,土壤肥力相对较低,而且保水保肥性能不够理想,主要选择水肥一体化方法进行种植。
1.2试验材料
试验选用的玉米品种为龙高L2,由黑龙江省农业科学院玉米研究所育成,在高产田块其平均产量超过15t/hm2,远超过同熟期品种。龙高L2在黑龙江省已得到全面的推广,而在山西省的推广则刚刚起步。
1.3试验设计
4月18日耕地和施肥,应用专业设备完成覆膜、开槽等操作,26日按照5个种植密度(6.75万(处理1)、7.50万(处理2)、8.25万(处理3)、9.00万(处理4)、9.75万株/hm2(处理5))进行点播,并根据地区情况选择宽窄行种植。试验地共15hm2,每个小区面积为1hm2,种植行间距为35cm,每个密度设3个重复。5月30日,每公顷追施硝酸铵总量为225kg,同时浇水1t。6月3日,每公顷追施良友水溶肥225kg,同时浇水1t,在此后的2个月,每公顷追施丹王水溶肥300kg。结合除草和防治害虫的需求,5月每公顷喷施玉施喜2400mL,用于除草;在小喇叭口期,每公顷喷施高氯·马7500mL,防治病虫害。
1.4测定项目及方法
在玉米生长发育过程中,记录各处理的播种期、出苗期、拔节期、喇叭口期、抽雄期、吐丝期、灌浆期、成熟期的时间。玉米成熟期选择中间行未出现间断的作物,对穗长、秃尖长、棒周长、行数、行粒数、穗粒数、百粒质量等指标进行测定。玉米的理论产量由黑龙江省农科院玉米研究所高产育种室提供的参考值得到,实际产量通过称重法得出。
2、结果与分析
2.1不同种植密度对玉米生长发育进程的影响
从表1可以看出,在生育前期各处理间不具有显著的区别,而在喇叭口期之后,处理1与处理5抽雄期相比大概要早2d,而吐丝期要早13d;除此之外,处理1、2与处理3、4相比,其灌浆期大概要早2d;整体而言,不同处理间成熟期差异不显著。表明在种植密度相对较低的情况下,个体发育的时间会一定的提前,生育中后期则出现了完全不同的情况,在种植密度达到较高水平的情况下,个体发育出现了一定的迟缓,生育中后期也在一定程度上推迟。
表1不同种植密度对玉米生长发育的影响
2.2不同种植密度对玉米植株性状的影响
表2不同栽植密度对玉米植株性状的影响
从表2可以看出,处理4株高相对较高,处理1的株高最低,二者间的差值为14.4cm,差异非常显著。处理2与3的穗位高差值为12.2cm,差距也十分明显。整体而言,这2个指标在一定区间内与种植密度成正比例关系,当密度为9.75万株/hm2,其表现出不断减少的趋势。除此之外,穗位高伴随株高的提升而逐渐增加,伴随着株高的减少而不断减少。
2.3不同种植密度对玉米产量构成因素的影响
从表3可以看出,处理1的穗长相对较长,而处理5最小,二者间的差值为2.8cm。除此之外,处理5的秃尖相对较长,处理1与处理2间差异不显著,处理3与处理4间差异不显著。处理1的棒周长相对较长,而处理5较小,二者相差0.8cm,二者间差异显著。处理1的行粒数相对较高,处理5较小,它们相差9粒,因此,差异显著。另外,穗粒数处理1达到最大,处理5相对较低,它们相差191粒,因此,其差异显著。从整体而言,各指标伴随种植密度的提升而减少,这表明在密度达到较高水平的情况下,其必然对单个玉米果穗的发育产生负面影响。
表3不同栽植密度对玉米产量构成因素的影响
2.4不同种植密度对玉米产量的影响
由表4可知,处理2的理论产量和实际产量均最高,处理1次之。处理1和2的穗粒数和百粒质量达到较高的水平,二者弥补了缩减的收获穗数,由于沙土地力条件不够理想,水分、通风透光等多方面因素也阻碍了作物的发展,因此,玉米个体生长情况相对较差,收获穗数的提升无法弥补粒数的减少,进而导致玉米的实际产量低于理论产量。
表4不同栽植密度对玉米产量的影响
3、结论与讨论
许多学者研究表明,水肥一体化较之相对独立的浇水灌溉和施肥有十分显著的优势,主要表现为肥料的起效较快、养分送达率高等特点。本研究表明,种植密度对玉米生长过程中多项指标都产生了不可忽视的影响,在一定程度上改变了植株性状和产量。在种植密度相对较低的情况下,个体发育的时间出现了一定的提前,此外,在密度种植相对较高的情况下,个体发育的时间出现明显的推延,而到达生育中后期之后,其生育期也大幅度延后;从整体而言,株高、穗位高伴随种植密度的提升表现出现先增加后减少的态势;此外,穗长、行粒数等多项指标伴随种植密度的增加而减少,而在增加到一定水平后,产量发生的变化幅度不断减小。玉米的种植密度在7.50万株/hm2产量达到最大,因此,最佳的种植密度为7.50万株/hm2。
本研究虽然对水肥一体化条件下,不同栽植密度对玉米生长状况及产量的影响进行了研究,但是,没有对沙化土壤的影响因素进行具体分析,还需要开展相关研究。
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基金:山西省农业科学院生物育种工程项目(17YZGC028-2).
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期刊名称:植物营养与肥料学报
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主办单位:中国植物营养与肥料学会
出版地方:北京
专业分类:农业
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国内刊号:11-3996/S
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创刊时间:1994年
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