不同種植密度及深松深度對玉米產(chǎn)量的影響

朱麗紅，梁志翠

（臨汾市農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展中心，山西 臨汾 041000）

玉米是我國的三大糧食作物之一。自2013年起，玉米成為我國的第一大作物，在保障我國糧食安全中占據(jù)重要地位。2020 年，我國玉米高產(chǎn)紀(jì)錄為1 663.25 kg/0.067 hm2，但2018 年—2020 年我國玉米平均單產(chǎn)只有416.7 kg/0.067 hm2，僅相當(dāng)于美國的57.9%，單產(chǎn)增產(chǎn)空間很大[1]。眾多研究表明，未來我國玉米產(chǎn)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)保供主要靠單產(chǎn)提高，最積極有效的途徑就是通過合理密植實(shí)現(xiàn)玉米增產(chǎn)。

1 我國玉米種植發(fā)展的背景

黨的十八大以來，黨中央立足世情、國情、糧情，確立了“以我為主、立足國內(nèi)、確保產(chǎn)能、適度進(jìn)口、科技支撐”的國家糧食安全戰(zhàn)略。2018 年，國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系在全國900塊地展開了調(diào)研工作，發(fā)現(xiàn)我國耕地存在明顯的“淺、實(shí)、少”的問題，全國平均耕深16.5 cm，其中東北地區(qū)僅15.1 cm，遠(yuǎn)低于22 cm的基本要求[1]。根據(jù)已有研究表明，玉米產(chǎn)量的增加與耕層土壤的結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，耕層變淺與玉米根系發(fā)育存在直接的傳導(dǎo)機(jī)制，淺耕層會(huì)導(dǎo)致倒伏嚴(yán)重，并引起玉米早衰，嚴(yán)重影響玉米產(chǎn)量。通過深松土壤可以明顯改善玉米植株高度、干物質(zhì)積累，增加玉米群體產(chǎn)量[2]。近年來，我國開展的深松項(xiàng)目取得了很大的成就，但深度過淺將導(dǎo)致無法突破犁底層，深度過深則會(huì)造成動(dòng)力浪費(fèi)?；诖祟悊栴}，在山西省洪洞縣劉家垣鄉(xiāng)東義村開展玉米密植生產(chǎn)全程機(jī)械化高產(chǎn)高效試驗(yàn)示范項(xiàng)目，通過對玉米播種的深度和種植密度的對比試驗(yàn)，根據(jù)所獲得的玉米單產(chǎn)、百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)和含水率等數(shù)據(jù)，研究不同種植密度和不同深松深度對玉米產(chǎn)量的影響，以期為玉米產(chǎn)量的進(jìn)一步提高提供參考。

2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

本次試驗(yàn)土壤為壤土。以適宜當(dāng)?shù)胤N植的優(yōu)質(zhì)專用型玉米品種良玉99和東科909為供試材料。

2.2 試驗(yàn)過程

本試驗(yàn)按照項(xiàng)目實(shí)施方案的具體建設(shè)任務(wù)要求，在玉米機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)試驗(yàn)區(qū)統(tǒng)一生產(chǎn)流程。具體過程為：機(jī)械深松→機(jī)械勻撒基肥→機(jī)械整地→播種機(jī)播種→田間管理（中耕植保、水肥一體化）→玉米機(jī)械化收獲→秸稈還田。

2.2.1 整地

為保證試驗(yàn)區(qū)土地質(zhì)量，2022 年4 月在試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行了播前準(zhǔn)備工作及玉米機(jī)械化深松整地工作，并于4 月22 日施足底肥，為適期播種和一播保全苗創(chuàng)造條件。

2.2.2 選種

因地制宜地選擇適宜機(jī)械化作業(yè)的優(yōu)質(zhì)專用型玉米品種，如良玉99 和東科909，有效提高了出苗率和地塊整齊度，預(yù)防了苗期病蟲害和地下害蟲。

2.2.3 播種

根據(jù)土地墑情、氣溫和玉米品種生育期等確定最佳播期，做到用種精準(zhǔn)、下籽均勻、種肥隔離、鎮(zhèn)壓適度、深淺一致、覆土嚴(yán)密，適時(shí)適墑機(jī)械化播種。種植密度分為：4 000株/0.067 hm2、5 000 株/0.067 hm2、6 000 株/0.067 hm2；深松深度為25 cm、50 cm。共6 種規(guī)范化種植模式。行距統(tǒng)一設(shè)定53 cm。6 000 株/0.067 hm2播種株距設(shè)定21 cm，5 000 株/0.067 hm2播種株距設(shè)定24 cm，4 000株/0.067 hm2播種株距設(shè)定28 cm。

2.2.4 中期管理

5 月23 日用高地隙植保機(jī)噴施了玉部尚書除草劑，主要清除灰條、沙布等雜草；6月1日噴施了虱螨脲蟲螨晴殺蟲劑;7月20日進(jìn)行了水肥一體化管理。

2.2.5 收獲

9 月14 日，在玉米臘熟期進(jìn)行了玉米性狀考核和產(chǎn)量的測定，10月8日進(jìn)行了機(jī)械化收獲。

3 總投入

本試驗(yàn)采用控制投入的方式盡量減少試驗(yàn)組差異。深松25 cm 和50 cm 的5 000 株/0.067 hm2和6 000 株/0.067 hm2的4種模式各投入總費(fèi)用820元/0.067 hm2；深松25 cm和50 cm的4 000 株/0.067 hm2的2 種模式各投入總費(fèi)用800 元/0.067 hm2。投入差異性不大。

4 實(shí)證模型及數(shù)據(jù)說明

4.1 實(shí)證模型

本文采用線性回歸模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。

實(shí)證模型設(shè)定如下：

式中，Yi——試驗(yàn)田的折合單產(chǎn)；x1——玉米種植密度，株/0.067 hm2；x2——深松深度，cm；Zi——誤差項(xiàng)。

4.2 數(shù)據(jù)來源及處理方法

采用五點(diǎn)法，在玉米收獲時(shí)，對6種種植模式的地塊分別進(jìn)行測產(chǎn)，以此獲取試驗(yàn)田的平均單產(chǎn)量、百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、含水率的數(shù)據(jù)指標(biāo)，見表1。

表1 玉米密植試驗(yàn)田測產(chǎn)情況Tab.1 The yield of maize dense planting test field was measured

本試驗(yàn)中不同密植、不同深松條件下的玉米產(chǎn)量見圖1。

圖1 不同密植、不同深松條件下的產(chǎn)量關(guān)系Fig.1 Yield relationship under different dense planting and different subsoiling conditions

由于6 000 株/0.067 hm2深松25 cm 的地塊地勢較低，雨水較其他地塊容易聚集，在玉米發(fā)育過程中有充足的營養(yǎng)供應(yīng)，使土壤的物理性質(zhì)能夠得到改善，從而有利于玉米種子的根系發(fā)育，導(dǎo)致產(chǎn)量較高，作為異常值在本次實(shí)驗(yàn)中被剔除。

5 實(shí)證結(jié)果及分析

5.1 對種植密度、深松和產(chǎn)量的回歸分析結(jié)果

利用Stata17.0 進(jìn)行回歸分析，把解釋變量和被解釋變量代入模型檢驗(yàn)，得到見圖2的回歸結(jié)果。

圖2 使用Stata 17.0對種植密度、深松和產(chǎn)量作出的回歸分析結(jié)果Fig.2 Regression analysis of planting density,subdepth and yield using Stata 17.0

由此可得，產(chǎn)量與密度及深松的線性關(guān)系可以表現(xiàn)為：

5.2 對種植密度、深松和產(chǎn)量的回歸分析結(jié)果分析

（1）密度和深松的回歸系數(shù)大于0，說明密度和深松與產(chǎn)量都呈正相關(guān)關(guān)系。其中x1（密度）的相關(guān)系數(shù)為0.113 4，說明隨著密度的增加1 個(gè)單位（在本試驗(yàn)中表現(xiàn)為增加1 株玉米/0.067 hm2），產(chǎn)量約增加0.113 4 個(gè)單位（在本試驗(yàn)中表現(xiàn)為增加0.113 4 kg/0.067 hm2）。x2（深松）的回歸系數(shù)為2.232，說明隨著深松深度每增加1 cm，折合單產(chǎn)數(shù)約增加2.232 kg/0.067 hm2。此外依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，x2（深松）的回歸系數(shù)大于x1（密度）的回歸系數(shù)，說明深松增加一單位時(shí)比密度增加一單位帶來的產(chǎn)量增加幅度更大，即相比較于密度增加來說，深松深度的增加對提高產(chǎn)量更有意義。

（2）可決系數(shù)R-squared 值為0.96，高度接近1，說明x1（密度）與x2（深松）和y（產(chǎn)量）高度相關(guān)。

（3）x1（密度）P值為0.027＜0.05，說明密度是對產(chǎn)量影響顯著性更強(qiáng)的一個(gè)變量，在本試驗(yàn)中可以解釋為樣本中變量關(guān)聯(lián)有2.7%的可能性是由偶然造成的。即假設(shè)總體中x1（密度）與y1（產(chǎn)量）之間均無關(guān)聯(lián)，反復(fù)重復(fù)該實(shí)驗(yàn)也會(huì)發(fā)現(xiàn)有2.7%的可能性使x1（密度）與被解釋變量y1的關(guān)聯(lián)性將等于或強(qiáng)于該假設(shè)。而x2（深松）的P值為0.197，在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上被解釋為具有一定的偶然性，當(dāng)然該結(jié)果可能也受本次試驗(yàn)樣本過少，深松數(shù)據(jù)只有25 cm和50 cm兩種檔次的影響。

6 結(jié)論

經(jīng)過對回歸性結(jié)果的分析，可以得出在一定范圍內(nèi)，種植密度和深松深度對產(chǎn)量都有正向調(diào)節(jié)作用。通過試驗(yàn)與分析，可以得出在施肥水平高、土壤肥力好、墑情適宜、灌溉及生產(chǎn)條件好的情況下，合理密植、適度深松的種植模式下玉米可獲得更高產(chǎn)量。

7 借鑒意義及局限性

通過開展玉米密植生產(chǎn)全程機(jī)械化高產(chǎn)高效試驗(yàn)項(xiàng)目，為本市玉米密植試驗(yàn)積累了數(shù)據(jù)支持，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。玉米密植生產(chǎn)提高了玉米的質(zhì)量和產(chǎn)量，達(dá)到了增產(chǎn)增收，為進(jìn)一步推動(dòng)玉米密植生產(chǎn)全程機(jī)械化推廣打下了良好的基礎(chǔ)。

在開展試驗(yàn)項(xiàng)目過程中，由于第一次試驗(yàn)的過程有其局限性，試驗(yàn)的結(jié)果有其偶然性，今后本試驗(yàn)組將繼續(xù)推進(jìn)玉米密植生產(chǎn)試驗(yàn)項(xiàng)目，持續(xù)觀察試驗(yàn)過程，對比分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為玉米密植生產(chǎn)全程機(jī)械化高產(chǎn)高效試驗(yàn)項(xiàng)目提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。