施氮量與密度對京農(nóng)科728 生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

吳榮華，莊克章，張春艷，徐 杰，齊孝峰

（1.臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東臨沂276012；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，山東濟南250100）

玉米在世界上的種植面積超過1.77 億hm2，其總產(chǎn)超過其他糧食作物總產(chǎn)之和，同時也是我國種植面積最大的糧食作物[1-2]。玉米產(chǎn)量不僅與品種[3-7]、地域氣候[8-10]有關(guān)，同時也與栽培措施[11-14]有關(guān)，合理的種植密度和肥料施用量能夠最大限度的發(fā)揮玉米的產(chǎn)量優(yōu)勢。京農(nóng)科728 是北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心培育的玉米新品種，是適宜玉米生產(chǎn)全程機械化的優(yōu)良品種。氮肥是玉米生長過程中需求量最大的營養(yǎng)元素之一，合理的使用氮肥能夠提高玉米的產(chǎn)量，但如果施氮量過高，會抑制玉米植株的氮素運轉(zhuǎn)效率，抑制玉米的生長發(fā)育，降低玉米產(chǎn)量[15]，同時對土壤環(huán)境造成嚴重污染[16]。當前現(xiàn)階段國家提倡減肥減藥的大背景下，合理減少氮肥用量，不僅能降低生產(chǎn)成本，還可維持較高作物產(chǎn)量，提高氮素吸收利用率[17-19]，減少氮素損失[20-21]。

本試驗通過設(shè)置氮肥和密度互作試驗，確定京農(nóng)科728 在魯南地區(qū)中等地力條件下合理的施氮量和種植密度，旨在為該品種在本地區(qū)及相似生態(tài)區(qū)推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試玉米品種為京農(nóng)科728，由北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2018 年6 月在臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗田（118°26′92″N，35°10′83″E）進行。該地屬溫帶季風區(qū)大陸性氣候，常年年均氣溫12.3～13.3 ℃，年降雨量832.9 mm 左右，無霜期188.9～212.2 d。試驗田土壤為潮土，前茬作物為小麥。0～20 cm 耕層土壤有機質(zhì)11.9 g/kg，全氮127.6 mg/kg，堿解氮118.6 mg/kg，速效磷18.3 mg/kg，速效鉀135 mg/kg。

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)因素（A）為氮肥，副區(qū)因素（B）為密度，每小區(qū)8 行，行距為60 cm，行長為6.67 m，3 次重復(fù)。施氮量設(shè)置4 個處理：N1.施氮量240 kg/hm2（農(nóng)民習慣施氮量，CK）；N2.施氮量180 kg/hm2（減氮25%）；N3. 施氮量120 kg/hm2（減氮50%）；N4.不施氮。密度設(shè)置3 個處理：D1.6.0 萬株/hm2（農(nóng)民習慣種植密度）；D2. 7.5 萬株/hm2；D3. 9.0 萬株/hm2。以D1 為對照。統(tǒng)一磷肥（P2O5）用量為110 kg/hm2，鉀肥（K2O）用量為110 kg/hm2。磷鉀肥全部作底肥施入，氮肥40%作底肥，60%作為追肥，7 月2 日追施。田間病蟲草害管理同常規(guī)管理方式，10 月5 日收獲。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 株高、穗位高測定 在玉米吐絲后20 d，測量10 株玉米的株高和穗位高。

1.3.2 葉面積系數(shù)測定 在玉米6 葉展、12 葉展、吐絲期、灌漿中期和成熟期，取5 株根據(jù)長寬系數(shù)法計算葉面積系數(shù)。

13.3 相對葉綠素含量測定 在玉米吐絲期、吐絲期后10 d、吐絲期后20 d、吐絲期后30 d、吐絲期后40 d 和成熟期取5 株，每次在最上部展開葉或穗位葉葉片中部葉脈兩側(cè)均勻取6 個點，平均值作為該玉米植株相對葉綠素含量。

1.3.4 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定 成熟期取3 行進行收獲，測定穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量，同時用PM- 8188谷物水分儀測定水分含量，最后計算出單位面積籽粒產(chǎn)量（14%標準含水量）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007 和SPSS 19 進行數(shù)據(jù)整理。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量與密度對京農(nóng)科728 株高、 穗位高的影響

由圖1，2 可知，不同施氮量和密度對株高的影響不大，不同施氮量處理的穗位高在90.87～93.11cm，株高在267.18～273.04 cm；不同密度處理的穗位高在89.78～94.73 cm，株高在268.83～271.27 cm。

2.2 施氮量與密度對京農(nóng)科728 相對葉綠素含量的影響

從圖3 可以看出，隨著生育期的推移（吐絲期后6 個時期），不同施氮量處理的葉片相對葉綠素含量均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，在吐絲期后20 d 達到最高，之后降低。施氮處理的葉綠素相對含量均高于不施氮肥處理，說明氮素促進了玉米葉綠素的合成，施氮量240，180 kg/hm2各時期的葉片相對葉綠素含量都高于另外2 個處理。由圖4 可知，隨密度增加，各個時期的葉片相對葉綠素含量降低，隨著生育期推進，不同密度處理的相對葉綠素含量均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，吐絲期20 d達到最高，之后降低。

2.3 施氮量與密度對京農(nóng)科728 葉面積系數(shù)的影響

從圖5 可以看出，從玉米6 葉展到吐絲期，各施氮量處理間葉面積系數(shù)無明顯差異，到灌漿中期， 施氮量240 kg/hm2處理的葉面積系數(shù)與180，120 kg/hm2處理的葉面積系數(shù)不存在明顯差異，但240 kg/hm2處理的葉面積系數(shù)與不施氮素處理的葉面積系數(shù)存在明顯差異，這表明在玉米生長發(fā)育前期，土壤中的氮素含量能夠滿足當前玉米生長需求，在玉米籽粒形成過程中會消耗大量養(yǎng)分，營養(yǎng)器官中的養(yǎng)分會不斷地向籽粒中運輸，在氮量供應(yīng)不足的情況下，葉片會出現(xiàn)干枯、失綠現(xiàn)象，從而導(dǎo)致玉米葉面積系數(shù)的降低。

由圖6 可知，6 葉展時葉面積系數(shù)以9.0 萬株/hm2處理最大，其次為7.5 萬株/hm2處理，6.0 萬株/hm2處理最小，9.0 萬株/hm2處理的葉面積系數(shù)與6.0 萬株/hm2處理、7.5 萬株/hm2處理存在明顯差異，在12 葉展到灌漿中期這段時期，各處理間都存在明顯差異，玉米成熟期3 個密度處理間均無明顯差異，這表明在玉米生育后期，7.5 萬，9.0 萬株/hm2密度處理葉片衰老較快。

2.4 施氮量與密度對京農(nóng)科728 產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

2.4.1 施氮量與密度對京農(nóng)科728 產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響 從表1 可以看出，施氮量240，180，120 kg/hm2處理的穗粒數(shù)無明顯差異，但3 個處理與不施氮肥處理間存在明顯差異，穗粒數(shù)分別為482.3，479.2，473.4，450.8 粒；施氮量240，180，120 kg/hm2處理的百粒質(zhì)量存在明顯差異，分別為34.2，33.9，33.2，32.7 g；施氮量240，180 kg/hm2處理的產(chǎn)量不存在差異，但2 個處理與120 kg/hm2、不施氮肥處理間存在差異，產(chǎn)量最高為9 767.2 kg/hm2，最低為8 196.0 kg/hm2。6.0 萬，7.5 萬株/hm2處理的穗粒數(shù)不存在明顯差異，但與9.0 萬株/hm2處理的穗粒數(shù)存在明顯差異，分別為486.1，476.1，452.2 粒；6.0 萬，7.5 萬，9.0 萬株/hm2處理的百粒質(zhì)量、產(chǎn)量均存在明顯差異，百粒質(zhì)量分別為34.3，33.7，32.6 g，產(chǎn)量分別為9 613.7，9 287.3，8 575.6 kg/hm2。

表1 施氮量與密度對京農(nóng)科728 產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

2.4.2 施氮量與密度對京農(nóng)科728 產(chǎn)量的交互影響 從圖7 可以看出，不同密度隨著施氮量的減少玉米產(chǎn)量隨之降低，密度6.0 萬，7.5 萬株/hm2處理的玉米產(chǎn)量相對于9.0 萬株/hm2處理的玉米產(chǎn)量下降相對緩慢，這是由于高密度情況下，植株間爭奪營養(yǎng)物質(zhì)加劇，氮肥量的供應(yīng)不足將導(dǎo)致玉米產(chǎn)量降低。

3 結(jié)論與討論

玉米的株高、穗位高與玉米群體冠層結(jié)構(gòu)及玉米的抗倒伏能力有關(guān)，相對葉綠素含量和葉面積系數(shù)是衡量玉米群體光合性能的重要指標，合理的氮肥和種植密度能夠有效改善玉米群體結(jié)構(gòu)，提高玉米的光合效率，保障營養(yǎng)成分的有效供應(yīng)，將品種生產(chǎn)潛力發(fā)揮到最大，同時減少投入成本，實現(xiàn)玉米高產(chǎn)高效。京農(nóng)科728 在魯南地區(qū)中等肥力地塊及相似生態(tài)區(qū)同等地力條件下，推薦施氮量180～240 kg/hm2，種植密度6.0 萬～7.5 萬株/hm2，產(chǎn)量可以達到9 200 kg/hm2以上。