孟令貽,王潤琪,李紹杰,杜孝敬,馬 芯,唐江華
新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,烏魯木齊 830052
【研究背景】2017年我國玉米播種面積3 544.5萬 hm2,較 2016 年減少 132.3 萬 hm2,減幅 3.6%;總產(chǎn)量為 2.1589 億 t,比 2016 年減少 366.3 萬 t,降幅為1.7%[1]。【擬解決的關(guān)鍵問題】如何利用有限的土地資源以提高玉米單產(chǎn)已成為亟需解決的問題?!厩叭搜芯窟M展】在中國耕地面積不斷減少且有限的形勢下,增加作物總產(chǎn)量的途徑便只有借助于提高單位面積產(chǎn)量,而合理種植方式是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增加作物單產(chǎn)的重要方法之一。目前關(guān)于種植方式待有爭議,張曉麗[2]等人研究發(fā)現(xiàn)在密度相同的條件下,隨著增加行距、縮小株距有利于提高玉米的抗倒伏能力。劉輝[3]等人研究表明,通過改變壟向,擴大壟距等提高光能利用率,延長光照時間,提高玉米光合效率,增加玉米光合產(chǎn)物,實現(xiàn)玉米高產(chǎn)。高亞男[4]等人通過調(diào)整玉米種植的株行距,可以有效地調(diào)控作物群體的生態(tài)質(zhì)量,更有效的發(fā)揮群體中個體的生產(chǎn)潛力。但秦國成[5]等人研究認(rèn)為在60~70 cm 行距范圍內(nèi),無論采用等行距種植還是寬窄行種植對作物的株高、穗位高、葉面積指數(shù)等指標(biāo)均無顯著性的影響,玉米產(chǎn)量接近?!颈狙芯康那腥朦c】目前有關(guān)新疆地區(qū)玉米的研究多集中在窄膜方面,但對寬膜玉米研究較少。前人研究表明,寬膜種植研究可提高地膜覆蓋率;增加土地光照的面積,提高地溫;避免水分蒸發(fā)[6],進而提高作物產(chǎn)量,對減少土壤污染方面有著重要意義[7]?!狙芯磕康呐c意義】基于此,本試驗在寬膜條件下,探究玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量對不同種植模式的響應(yīng),以期為當(dāng)?shù)赜衩自霎a(chǎn)潛力提供理論及技術(shù)支撐。
本試驗于2019年5~10月在新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)三坪農(nóng)場教學(xué)實驗基地站進行。試驗地土地平整,土壤為壤土。0~20 cm 土層土壤有機質(zhì)含量17.8 g·kg-1、堿解氮 60.0 mg·kg-1、有效磷 23.6 mg·kg-1、速效鉀215.0mg·kg-1、pH 8.28。
采用單因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計。在翻耕覆膜的基礎(chǔ)上,設(shè) 2 種種植方式:1 膜 3 行(膜寬 140 cm,行株距配置為60 cm+18 cm。M1);1 膜4 行(膜寬140 cm,行株距配置為(50 cm+40 cm)+24 cm。M2);每個處理4次重復(fù),共8個小區(qū)。每個小區(qū)面積為 30 m2(5 m×6 m),2019 年 5 月 3 日為人工播種,10 月25 日人工收獲。供試品種為KWS2564,試驗地管理同當(dāng)?shù)卮筇镆恢拢诰嗨?次,灌水量4 500 m3·hm-2。
1.3.1 農(nóng)藝性狀
在玉米籽粒完全成熟以后,測量其株高,莖粗。用卷尺從天穗頂端第一花稃向下量一直到地平面即為成株株高。用游標(biāo)卡尺測量玉米第二節(jié)位粗細(xì)均勻處測量數(shù)據(jù)即為莖粗。
1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定
在玉米籽粒完全成熟以后,各小區(qū)進行實收測產(chǎn)。并在每小區(qū)選取長勢均勻一致的玉米10株進行室內(nèi)考種,測定玉米株高、莖粗、葉片數(shù)、穗位高、穗數(shù)、穗長、穗粗、禿頂長、空桿數(shù)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、單穗重、果穗粒重、穗軸重等指標(biāo)。
根據(jù)公式(1)計算出籽率,根據(jù)公式(2)計算穗軸率。
采用Microsoft Excel 2010 進行數(shù)據(jù)處理并制圖,用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析。
圖1 表明,寬膜條件下不同種植方式對玉米的株高、莖粗具有一定的影響,不同種植方式下M1 和M2 處理之間的株高、莖粗均存在顯著性差異(P<0.05),且株高、莖粗均以M1處理最大,分別為2.47 m 和21.69 mm,較M2 處理高出6.01%和6.95%。說明擴大株距、縮小行距增加其玉米行數(shù)不利于促進玉米生長,采取等行距種植方式更有利于玉米生長發(fā)育,促進植株形態(tài)的建成。
圖1 不同種植方式對玉米株高、莖粗的影響
由表1 可以看出,不同種植方式對玉米的穗位高、穗粗、禿頂長、穗行數(shù)無明顯差異,對葉片數(shù)、穗長、行粒數(shù)影響較大,M1 和M2 處理之間的葉片數(shù)、穗長、行粒數(shù)存在顯著性差異(P<0.05)。所測的農(nóng)藝性狀均以M1 處理較優(yōu),比較葉片數(shù),M1 處理較 M2 處理高 1.33 片 ;穗長比較,M1 處理較M2 處理穗位高0.87 cm;行粒數(shù)比較,M1 處理較M2 處理多1.78 粒。說明采取等行距種植方式更有利于玉米后期果穗的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。
表1 不同種植方式對玉米農(nóng)藝性狀的影響
由表2 可以看出,不同種植方式處理對玉米單穗重、果穗粒重、穗軸率影響較大,M1 和M2 處理之間均存在顯著性差異(P<0.05)。不同種植方式對玉米穗軸重、出籽率均未達(dá)到顯著水平(P>0.05),影響較小。所測的玉米果穗各項數(shù)據(jù)除穗軸率外,其余指標(biāo)均以M1 處理較大,進一步分析各項指標(biāo)所得,M1 處理較M2 處理在單穗重和果穗粒重分別重13.46 g 和12.98 g;兩處理在穗軸重和出籽率差異較小,在穗軸率方面,處理M1較處理M2 低1.21%。說明寬膜條件下1 膜4 行會使得玉米的果穗粒重和穗軸重減小,進而降低單穗重的質(zhì)量,影響玉米產(chǎn)量。
表2 不同種植方式對玉米果穗的影響
由表3 可看出,不同種植方式對玉米的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素影響不同,除單位面積穗數(shù)外,M1和M2處理之間的穗粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量均達(dá)到顯著差異水平(P<0.05)。產(chǎn)量以M1 處理最高,為7 464.42 kg·hm-2,較 M2 處理多了 19.56%,通過方差分析產(chǎn)量構(gòu)成因素可得造成這種情況與穗粒數(shù)和百粒重相關(guān),比較M1與M2處理,其差值表現(xiàn)為穗粒數(shù)減少42.42 粒,百粒重減少1.44 g。說明寬膜條件下1膜3行能夠促進玉米穗粒數(shù)、增加百粒重的質(zhì)量,進而直接提高玉米的總產(chǎn)量。
表3 不同種植方式對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
玉米在生產(chǎn)中并不是單純個體的總和,而是一個群體生產(chǎn)過程[8]。通過調(diào)整株距及行距的變化,改善玉米群體內(nèi)部通風(fēng)透光條件,改變?nèi)后w微環(huán)境,為玉米高產(chǎn)創(chuàng)造合理的群體結(jié)構(gòu),進而有利于群體產(chǎn)量提高[9]。但曾蘇明[10]等人研究認(rèn)為不同種植行距對玉米苗情及生育期影響不大,不同行距種植下的玉米葉面積指數(shù)、穗位高、莖粗、植株干重差異不顯著。與本試驗研究結(jié)果不同,在本試驗中 1 膜 3 行(M1 處理)與 1 膜 4 行(M2 處理)的種植方式在株高和莖粗、農(nóng)藝性狀、果穗發(fā)育等方面基本存在顯著差異(P<0.05)。造成這種原因可能有以下 2 點:(1)1 膜 3 行的行間距大,有利于對光照的充分利用,玉米光能利用率大于1膜4行 ;(2)1 膜 3 行的行間距大于 1 膜 4 行 ,行間通風(fēng)透氣性較優(yōu),噴灑藥物和葉面肥時下部和中部的葉片更能夠充分接觸和吸收。
前人大量試驗研究表明[11-12],玉米可通過增加穗數(shù)、穗行數(shù)、行粒數(shù),降低禿頂長,進而提高玉米產(chǎn)量。本試驗研究表明,1 膜3 行和1 膜4 行處理之間的穗粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量均達(dá)到顯著差異水平(P<0.05),各指標(biāo)均以1 膜3 行處理最高,產(chǎn)量為7 464.42 kg·hm-2,較1膜4行處理多了19.56%。
綜合考慮玉米的農(nóng)藝性狀、果穗性狀及產(chǎn)量,認(rèn)為1 膜3 行的種植方式優(yōu)于1 膜4 行,有利于玉米獲得較高的百粒重、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)等,進而得到更高的群體產(chǎn)量。