種植密度和肥料施用量對桂單0811產(chǎn)量的影響

蘇義成　田樹云　文仁來

摘要[目的]為推進(jìn)桂單0811在廣西的大面積推廣種植和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。[方法]以桂單0811為供試材料，采用416-B回歸最優(yōu)設(shè)計(jì)，分別于2015上半年和2015下半年試驗(yàn)種植兩季，研究玉米新品種桂單0811產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量及種植密度4因素的關(guān)系，建立產(chǎn)量的肥密方程，分析各因素對桂單0811產(chǎn)量影響的主效應(yīng)及互作效應(yīng)。[結(jié)果]4個(gè)因素變化的效應(yīng)曲線均為拋物線，對桂單0811產(chǎn)量的影響由大到小依次為種植密度、氮肥施用量、磷肥施用量、鉀肥施用量；通過對回歸模型的分析，篩選確定了桂單0811實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量高于9 300 kg/hm2的密度與肥料耦合優(yōu)化技術(shù)方案，合理種植密度為 69 321～90 000 株/hm2，適宜純氮、磷和鉀施用量分別為112.50～186.60、37.50～62.25、93.75～155.55 kg/hm2。[結(jié)論]桂單0811較耐密，密度在75 000、81 000、87 000、93 000株/hm2時(shí)產(chǎn)量差異不顯著，但考慮到廣西玉米的生產(chǎn)條件，在大面積推廣示范中推薦采用63 000～69 000株/hm2的種植密度。

關(guān)鍵詞桂單0811；玉米； 種植密度；肥料施用量

中圖分類號(hào)S513文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2017）36-0024-05

Abstract[Objective] To provide scientific basis for the largearea planting and application of Guidan 0811 in Guangxi.[Method] With Guidan 0811 as the test materials，416B regression optimum design was adopted.Guidan 0811 was planted in spring and autumn 2015，so as to research the relationship between yield of Guidan 0811 and N，P and K dosage and planting density.The fertilizer and density equation were established；and the main effect and interaction effect of the four factors on yield were analyzed.[Result]All the 4 factors performed upward parabolic change，and their influences on Guidan 0811 yield of in the two seasons from big to small were in the order of density，N fertilizer，P fertilizer and K fertilizer.Analysis of regression model showed that the optimum planting density was 69321-90000 plants/hm2 and N，P and Kfertilizer levels were 112.50-186.60，37.50-62.25 and 93.75-155.55 kg/hm2，respectively.[Conclusion] Guidan 0811 is tolerant to high density planting，and there is not significant differences in yield among the densities of 75 000，81 000，87 000 and 93 000 plants/hm2.However，considering the planting condition of corn in Guangxi，the density of 63 000-69 000 plants/hm2 was recommended for Guidan 0811 in the largescale promotion and demonstration.

Key wordsGuidan 0811；Corn；Planting density；Fertilizer application dosage

玉米是廣西重要的糧食作物，玉米種植密度的大幅度提高是玉米增產(chǎn)的一個(gè)重要原因。在增大密度后的群體條件下，如何協(xié)調(diào)個(gè)體與群體的關(guān)系、構(gòu)建高產(chǎn)體系，成為玉米高產(chǎn)栽培理論的關(guān)鍵[1-4]。桂單0811是廣西農(nóng)科院玉米研究所選育的玉米新品種，2013年通過廣西農(nóng)作物品種審定，該品種植株穗位整齊、果穗均勻、外觀品質(zhì)優(yōu)、出籽率高、綜合抗性強(qiáng)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣，在歷年試驗(yàn)中產(chǎn)量表現(xiàn)突出。研究種植密度和肥料施用量對桂單0811產(chǎn)量的影響，對提高廣西玉米的產(chǎn)量具有重要的意義。科學(xué)施肥能提高玉米產(chǎn)量和品質(zhì)；肥料種類及施肥的比例、數(shù)量、時(shí)間、方法的不合理會(huì)引起肥料大量揮發(fā)和流失，導(dǎo)致肥料利用率很低、施肥成本高、經(jīng)濟(jì)效益下降[5-8]。適宜的密度及平衡配方施肥是實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施之一[9-11]。因此，選用密植品種，適當(dāng)增加種植密度，合理搭配氮、磷、鉀肥比例及確定施用量是實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)的主要途徑。為進(jìn)一步發(fā)揮桂單0811的豐產(chǎn)、增產(chǎn)潛力，實(shí)現(xiàn)良種與良法配套，筆者開展了種植密度及氮、磷、鉀肥的施用量對桂單0811產(chǎn)量效應(yīng)的試驗(yàn)研究，探索其高產(chǎn)栽培技術(shù)的最佳方案，指導(dǎo)桂單0811合理施肥，提高肥料效益，減少化肥對環(huán)境的污染，為推進(jìn)桂單0811在廣西的大面積推廣種植和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試品種為桂單0811，由廣西農(nóng)科院玉米所生物技術(shù)研究室選育提供；供試肥料為氮肥（尿素，N 46%）、磷肥（鈣鎂磷肥，P2O5 18%）、鉀肥（氯化鉀，K2O 60%）。

1.2試驗(yàn)方法試驗(yàn)于2014—2015年在廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所試驗(yàn)地進(jìn)行。

1.2.1桂單0811耐密性鑒定試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，設(shè)9個(gè)處理（見表1），3次重復(fù)，每個(gè)處理作1個(gè)小區(qū)，小區(qū)為5行區(qū)，小區(qū)面積為5 m×0.7 m×5=17.5 m2。

試驗(yàn)肥料及田間管理如下：①種肥：復(fù)合肥 N∶P2O5∶K2O=16∶16∶16，187.5 kg/hm2（0.328 kg/區(qū)）。②第1次追肥，結(jié)合中耕進(jìn)行。尿素225 kg/hm2 + 復(fù)合肥150 kg/hm2；（尿素0.394 kg/區(qū) + 復(fù)合肥0.262 kg/區(qū)）；③第2次追肥，結(jié)合大培土進(jìn)行。尿素300 kg/hm2 + 復(fù)合肥150 kg/hm2（尿素0.525 kg/區(qū)+復(fù)合肥0.262 kg/區(qū)）。試驗(yàn)記載內(nèi)容：播種日期、出苗日期、抽雄期、吐絲期、成熟期、收獲期。調(diào)查內(nèi)容：成熟期：株高、穗位高；總株數(shù)/小區(qū)、空桿率、倒伏株數(shù)、病害種類、感病株數(shù)/病害種類；收獲以中間兩行計(jì)產(chǎn)，考種：穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長；千粒重/區(qū)、容重/區(qū)。

1.2.2桂單0811密度肥料耦合試驗(yàn)。播種前取土樣進(jìn)行分析。采用416-B最優(yōu)混合設(shè)計(jì)[12]，設(shè)置16個(gè)處理，分別于2015上半年和2015下半年試驗(yàn)種植兩季。每季試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理種5行區(qū)，行長5 m，行距0.7 m，小區(qū)面積17.5 m2 。416-B最優(yōu)混合設(shè)計(jì)以氮肥（X1）、磷肥（X2）、鉀肥（X3）施用量、種植密度（X4）4因子為自變量，玉米產(chǎn)量（Y）為目標(biāo)函數(shù)，試驗(yàn)各因素的上水平、下水平和零水平及變化間距、編碼值見表2。

施肥方法：氮、磷、鉀3要素按純N∶純P∶純K=3.0∶1.0∶2.5的比例施用，氮肥施用總量的20%、30%和50%分別在播種、中耕和大培土?xí)r施用；磷肥施用總量的60%和40%分別在播種和中耕時(shí)施用，鉀肥施用總量的50%、30%和20%分別在播種、中耕和大培土?xí)r施用。除試驗(yàn)因子外，各小區(qū)栽培管理一致，各個(gè)處理每小區(qū)實(shí)際稱取肥量和播種密度見表3。玉米成熟后，每小區(qū)取樣20株分別測量株高、穗位高，調(diào)查田間??；收獲中間兩行測產(chǎn)；脫粒時(shí)考種，測定穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)及千粒重。

1.3數(shù)據(jù)處理采用DPS軟件和Microsoft Excel 2007對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理。

2結(jié)果與分析

2.1桂單0811密度與產(chǎn)量關(guān)系

由表4可知，都安的產(chǎn)量較高，可能與當(dāng)?shù)氐氖┓仕脚c土質(zhì)有關(guān)；3地點(diǎn)試驗(yàn)中桂單0811的產(chǎn)量隨著種植密度的增加而增加，當(dāng)種植密度達(dá)87 000 株/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高，3地平均產(chǎn)量8 742.45 kg/hm2，但3地平均產(chǎn)量密度在75 000、81 000、87 000、93 000 株/hm2時(shí)差異不顯著。這說明桂單0811較耐密，密度超過75 000 株/hm2時(shí)，產(chǎn)量未降低?？紤]到廣西玉米的生產(chǎn)條件，在大面積推廣示范中推薦采用63 000～69 000 株/hm2的種植密度。

2.2桂單0811密度肥料耦合與產(chǎn)量結(jié)果多重比較

運(yùn)用“416-B”回歸最優(yōu)設(shè)計(jì)方案對2015上半年和下半年的種植密度、氮肥施用量、磷肥施用量、鉀肥施用量分別進(jìn)行耦合試驗(yàn)。從表5可以看出，16個(gè)處理中，F(xiàn)1處理兩季平均產(chǎn)量最高，為9 432.75 kg/hm2，F(xiàn)10處理產(chǎn)量次之，為9 318.6 kg/hm2，兩者差異不顯著。這2個(gè)處理種植密度、N、P2O5、K2O 分別為90 000 株/hm2、 112.5 kg/hm2、 85.95 kg/hm2、 112.5 kg/hm2和69 315 株/hm2、186.6 kg/hm2、 142.5 kg/hm2、187.5 kg/hm2。可見，合理施肥與最適密度對于桂單0811獲得高產(chǎn)都非常重要。

2.3桂單0811密度肥料耦合產(chǎn)量模型建立建立產(chǎn)量（Y）與氮肥（X1）、磷肥（X2）、鉀肥（X3）、密度（X4）的回歸方程：

Y=9 173.25+288X1+189.75X2+234.3X3+349.05X4-24.9X1X2-52.95X1X3+53.55X1X4-26.4X2X3+16.8X2X4+11.4X3X4-216X12-219X22-279.6X32-115.05X42。

對所得回歸方程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測驗(yàn)（F=30.72>F（0.01，14，81）=2.31），結(jié)果顯示所建立的回歸方程可靠，可用于預(yù)測桂單0811高產(chǎn)及篩選優(yōu)化栽培方案；剔除不顯著項(xiàng)后，簡化后的回歸方程為：

Y=9 173.25+288X1+189.75X2+234.3X3+349.05X4-216X12-219X22-279.6X32-115.05X42。

由于各因子的變異度（標(biāo)準(zhǔn)差）不同，數(shù)學(xué)模型中不同因子的系數(shù)大小不能反映各因子對因變量的影響程度。因此，在這里引用貢獻(xiàn)法來評(píng)價(jià)各因子的相對重要性。

首先依據(jù)回歸方程的各回歸系數(shù)的t值，求出某一因子的貢獻(xiàn)值（δ），當(dāng)t≤1時(shí)，δ=0；t≥1時(shí)，δ=1-1/t2；然后計(jì)算出該因子的綜合貢獻(xiàn)值（Δj）：Δj=δj+δjj+1/2∑δij，其中δj和δjj分別代表第j個(gè)因子的一次項(xiàng)和二次項(xiàng)的貢獻(xiàn)值，δij代表所有與j交互的交互項(xiàng)的貢獻(xiàn)值，經(jīng)計(jì)算得4個(gè)因子的貢獻(xiàn)值，可得到4個(gè)因子對產(chǎn)量的影響順序由大到小依次為密度X4（1.56）、氮肥X1 （1.45）、磷肥X2（1.09） 、鉀肥X3（0.99） 。

2.4桂單0811密度肥料各因子效應(yīng)分析

回歸分析表明，單個(gè)效應(yīng)都達(dá)到極顯著水平，在6組交互項(xiàng)中，兩兩因子的交互作用都未達(dá)顯著水平，單效應(yīng)分析時(shí)導(dǎo)出Xi的單效應(yīng)方程如下：

氮肥——X1的單效應(yīng)方程：Y=9 173.25+288X1-216X12；

磷肥——X2的單效應(yīng)方程：Y=9 173.25+189.75X2-219X22；

鉀肥——X3的單效應(yīng)方程：Y=9 173.25+234.3X3-279.6X32；

密度——X4的單效應(yīng)方程：Y=9 173.25+349.05X4-115.05X42 。

由單效應(yīng)方程作出各因子與產(chǎn)量的單效應(yīng)圖。從圖1可以看出，固定其他因子為0水平時(shí)，在-1.518≤Xi≤1.732 的約束范圍內(nèi)，氮肥、磷肥、鉀肥與產(chǎn)量基本呈拋物線關(guān)系，即產(chǎn)量隨著氮肥、磷肥、鉀肥的增加而提高，當(dāng)?shù)?、磷肥、鉀肥達(dá)到一定數(shù)值時(shí)產(chǎn)量達(dá)最大值。之后，產(chǎn)量隨其繼續(xù)增加反而下降；隨著種植密度的增加，產(chǎn)量持續(xù)提高。當(dāng)?shù)试?

水平，即氮186.60 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高；磷肥在0水平，即

P2O5 85.5 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高；鉀肥在0水平，即

K2O 112.5 kg/hm2

時(shí)，產(chǎn)量最高；種植密度在1.732水平，即90 000株/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高。

2.5桂單0811密度肥料耦合產(chǎn)量模擬尋優(yōu)依據(jù)桂單0811產(chǎn)量回歸方程，進(jìn)行全因子優(yōu)化組合頻次分析，產(chǎn)量高于9 300 kg/hm2的組合，各變量取值的頻率分布結(jié)果見表6。

玉米產(chǎn)量較高組合方案中，氮肥、磷肥、鉀肥以0水平和1水平較多，種植密度以0.604水平和1.732水平較多。從頻率分布看，氮肥以1水平取值頻率最高，為0.40，其次為0水平的0.35，因此適宜的氮為112.50～186.60 kg/hm2（折合尿素244.50～405.00 kg/hm2）；磷肥以0水平取值頻率最高，為0.55，其次為1水平的0.40，因此適宜的磷為37.50～62.25 kg/hm2（折合P2O5 85.50～142.50 kg/hm2）；鉀肥以0水平取值頻率最高，為0.60，其次為1水平的0.40，因此適宜的鉀為93.75～155.55 kg/hm2（折合K2O：112.50～187.50 kg/hm2）；種植密度以1.732水平取值頻率最高，為0.65，其次為1水平的0.35，因此適宜的種植密度為69 321～90 000株/hm2。

進(jìn)行全因子優(yōu)化組合頻次分析，根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益，按玉米

價(jià)格2.0元/kg，氮肥價(jià)格5.2元/kg，磷肥7.2元/kg，鉀肥5.9元/kg，最高產(chǎn)量時(shí)肥料與密度方案為N 181.50 kg/hm2，P2O5 118.95 kg/hm2，K2O 130.50 kg/hm2，密度為83 910株/hm2，產(chǎn)量為9 583.95 kg/hm2，利潤1 156元；最佳肥料施用量與密度方為

N 129.75 kg/hm2（折合尿素282.00 kg/hm2），P2O5 99.00 kg/hm2，K2O 130.50 kg/hm2，密度為83 910株/hm2，產(chǎn)量為9 583.95 kg/hm2，利潤1 169元。

2016年，在同一試驗(yàn)地塊進(jìn)行高產(chǎn)示范，示范面積0.17 hm2，用上述的最佳肥料施用量與密度方案種植，產(chǎn)量達(dá)9 525 kg/hm2，說明該方案對桂單0811的栽培有較好的指導(dǎo)作用。

3結(jié)論與討論

3.1結(jié)論

種植密度、氮肥、磷肥、鉀肥4個(gè)因素變化的效應(yīng)曲線均為拋物線，對桂單0811產(chǎn)量的影響由大到小依次為種植密度、氮肥、磷肥、鉀肥；產(chǎn)量隨著氮肥、磷肥、鉀肥、種植密度的增加而提高，當(dāng)?shù)?、磷肥、鉀肥密度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)產(chǎn)量達(dá)最大值，之后產(chǎn)量隨其繼續(xù)增加反而下降；產(chǎn)量較高組合方案中，氮肥、磷肥、鉀肥以0水平和1水平較多，密度以0.604水平和1.732水平較多；進(jìn)行全因子優(yōu)化組合頻次分析，適宜的純氮為112.50～186.60 kg/hm2（折合尿素244.50～405.00 kg/hm2）；磷肥以0水平取值頻率最高，為0.55，其次為1水平的0.40，因此適宜的磷為37.50～62.25 kg/hm2（折合P2O585.50～142.50 kg/hm2）；鉀肥以0水平取值頻率最高，為0.60，其次為1水平的0.40，因此適宜的鉀為93.75～155.55 kg/hm2（折合K2O：112.50～187.50 kg/hm2）；密度以1.732水平取值頻率最高，為0.65，其次為1水平的0.35，因此適宜的種植密度為69 321～90 000株/hm2。桂單0811較耐密，種植密度在75 000、81 000、87 000、93 000 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量差異不顯著，但考慮到廣西玉米的生產(chǎn)條件，在大面積推廣示范中推薦采用種植密度63 000～69 000株/hm2。

3.2討論

該試驗(yàn)研究的4個(gè)因子中，對產(chǎn)量的影響由大到小依次為種植密度、氮肥、磷肥、鉀肥，肥料和密度的交互效應(yīng)對產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為：種植密度的增加能在一定程度上增加玉米的產(chǎn)量，進(jìn)一步增加產(chǎn)量需要注意合理的施用肥料，這與前人的研究結(jié)果一致[13-18]。該試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)玉米產(chǎn)量隨各因素水平的增加而增加，當(dāng)?shù)试?水平，即氮186.60 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高，繼續(xù)增大各因子水平產(chǎn)量反而開始下降；磷肥在0水平，即P2O5 85.50 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高，繼續(xù)增大各因子水平產(chǎn)量開始下降；鉀肥在0水平，即K2O 112.50 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高，繼續(xù)增大各因子水平產(chǎn)量開始下降；種植密度在0.604水平，即69 321株/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高，繼續(xù)增大各因子水平產(chǎn)量開始下降。由此可知，肥料和密度各因子對產(chǎn)量的作用特點(diǎn)為：磷肥和鉀肥水平的變化對產(chǎn)量影響較小，在0水平達(dá)到最大，當(dāng)因子水平較低時(shí)，隨因子水平的增加產(chǎn)量的增幅較小，當(dāng)因子水平較高時(shí)，產(chǎn)量的降幅較??；氮肥在1水平達(dá)到最大，水平較低時(shí)，隨因子水平的增加，增產(chǎn)幅度較大，而當(dāng)?shù)仕捷^高時(shí)，產(chǎn)量的降幅相對較大；密度在0.604水平達(dá)到最大，對產(chǎn)量的影響與氮肥相似，只是在低水平產(chǎn)量的增幅和在高水平產(chǎn)量的降幅相對較大，而且密度比氮肥的影響大。因此，適當(dāng)增加種植密度，合理搭配氮、磷、鉀肥比例及確定施用量是十分重要的。桂單0811較耐密，在密度試驗(yàn)中，密度在75 000、81 000、87 000、93 000 株/hm2時(shí)產(chǎn)量差異不顯著。因此，適宜密度及合理施肥可獲得高產(chǎn)。生產(chǎn)中需保證肥料利用率，降低肥料的流失，減少施肥成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

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