肖啟銀， 張禎勇， 高明文， 岳麗杰， 馬松明， 張 英， 韋 瀟， 閆艷紅

(1.甘孜藏族自治州農業(yè)科學研究所， 四川 康定 626000；2.四川省農業(yè)科學院作物研究所， 成都 610066； 3.四川農業(yè)大學動物科技學院， 成都 611130)

玉米是川西高原藏族人民的主要糧食作物，從海拔1 200 m的低山河谷地帶到海拔3 000 m的高山高原區(qū)域均有玉米種植，主要分布在大渡河、雅礱江、金沙江流域的高山峽谷地帶，地勢復雜，生態(tài)氣候多樣。受地理環(huán)境、歷史、交通、人文、生產條件等眾多因素影響，該地區(qū)基礎研究薄弱、農業(yè)生產水平落后，玉米產量低。畜牧業(yè)一直以來是甘孜州的主要支柱產業(yè)，玉米是各種牲畜的優(yōu)質飼料來源，隨著甘孜州畜牧業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，對玉米的需求量越來越大。因此，研究與玉米產量相關的指標，探究最佳栽培植模式，對提高該地區(qū)玉米的產量具有重要意義。有研究表明，美國玉米增產原因有50%～60%歸功于玉米品種的創(chuàng)新[1-2]，40%～50%歸功于施肥量、灌溉量、播種密度的增加和機械化程度的提高等栽培手段[3]。合理提高種植密度是目前玉米最有效增產技術[4-5]，過量使用化肥不僅會使玉米產量降低，品質變差、而且會造成大氣、土壤和水源的污染[6-8]。因此，在保證產量的同時提高氮肥利用率，才能協(xié)調作物高產與生態(tài)保護共同發(fā)展[9]。本試驗以川西高原廣泛種植的涼單10號為試驗材料，設置4種栽培模式，研究其對春玉米葉面積指數(shù)、葉綠素含量、干物質積累、產量等的影響，探索定量栽培措施對產量的貢獻，找到玉米獲得高產的原因，為高原藏區(qū)春玉米的高產栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗于2018年在四川省甘孜州丹巴縣聶呷鄉(xiāng)聶呷村(E：101°51′50″， N：30°56′40″)實施，試驗地海拔2 550 m，供試玉米品種為凉單10號，土壤類型為棕壤，質地為沙壤土，耕作層(0～20 cm)土壤養(yǎng)分情況如表1所示。

表1 試驗地土壤理化性狀

1.2 試驗設計

采取大區(qū)對比設計，設4種不同栽培模式，即超高產模式(SH)、高產高效(HH)、農戶水平(FP)、不施肥處理(ck)，每個處理種植66.7 m2。其中，種植密度SH為9 萬株·hm-2(行距×窩距=0.65 m×0.33 m，每窩留2 株)，HH為7.5 萬株·hm-2(行距×窩距=0.65 m×0.4 m，每窩留2 株)，F(xiàn)P、ck均為6 萬株·hm-2(行距×窩距=0.65 m×0.24 m，每窩留1株)。各處理施肥量見表2，施肥比例為：SH氮肥按底肥∶苗肥∶拔節(jié)肥∶攻包肥=3∶1∶1∶5的比例施入，P2O5、K2O按底肥∶苗肥∶拔節(jié)肥=3∶1∶1的比例施入，有機肥作為底肥一次性施入；HH氮肥按底肥∶拔節(jié)肥∶攻包肥=1.5∶1∶2.5的比例施入，P2O5、K2O按底肥∶拔節(jié)肥=1.5∶1的比例施入，有機肥(牛糞)作為底肥一次性施入；FP氮肥按底肥∶拔節(jié)肥=3∶7的比例施入，P2O5、K2O作為底肥一次性施入。2018年4月15日播種，按常規(guī)栽培進行田間管理，適時收獲。

1.3 測定項目及方法

1.3.1不同生育時期葉面積指數(shù)(LAI)

每個大區(qū)選擇3個樣點，每個樣點不少于20 m2，分別于拔節(jié)期、吐絲期、成熟期，每個樣點取3株代表性植株，計算單葉葉面積及葉面積指數(shù)。

葉面積公式=葉長×葉寬×0.75；

葉面積指數(shù)=單株葉面積總和/單株所占土地面積(平均行距×株距)。

1.3.2不同生育時期地上部干物重

葉面積測定后，將樣株放入烘箱105 ℃殺青30 min，然后80 ℃下烘干至恒重，稱地上部干物質積累量。

1.3.3葉綠素相對含量

于吐絲期，每個大區(qū)選擇3個樣點，每個樣點取3株代表性植株，采用SPAD葉綠素測量儀測定穗位葉片的葉綠素相對含量值，每葉測定5點后求平均值。

1.3.4玉米產量及產量構成指標

每個處理選擇3個樣點，每個點面積不少于20 m2，每個點連續(xù)調查20株的有效穗數(shù)(少于20個籽粒即視為無效穗)，按平均穗重法選取20個樣穗，自然風干后進行室內考種，各處理實打實收，統(tǒng)計產量。

表2 試驗設計

表3 不同栽培模式對玉米產量及其構成因素的影響

1.3.5數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用DPS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1 不同栽培模式對玉米葉面積指數(shù)的影響

葉面積指數(shù)直接決定作物光能捕獲量以及光的吸收面積，對光合作用有重要的影響。由圖1可見，不同栽培模式在各個生育時期的葉面積指數(shù)均為SH>HH>FP>ck，其葉面積指數(shù)差異在吐絲期達最大。SH和HH模式明顯大于FP和ck模式，F(xiàn)P和ck間差異較小。這說明SH、HH 模式能大幅度提高植株葉面積指數(shù)。

注：EP為拔節(jié)期；SP為吐絲期；MP為成熟期。圖1 不同栽培模式下玉米葉面積指數(shù)的變化

2.2 不同栽培模式對玉米吐絲期穗位葉SPAD值的影響

SPAD值與葉片葉綠素含量密切相關，SPAD值越高，葉綠素含量越高，葉片光合作用就越旺盛[10]。從吐絲期穗位葉SPAD值來看(圖2)，4種栽培模式下SPAD表現(xiàn)為SH>HH>FP>ck。其中，SH模式與HH模式間差異不顯著，但顯著高于FP和ck模式。

注：圖中小寫字母表示差異達到0.05顯著水平。下同。圖2 吐絲期不同栽培模式下SPAD值變化

2.3 不同栽培模式對玉米干物質積累的影響

從圖3可看出，不同栽培模式下干物質積累量表現(xiàn)為SH>HH>FP>ck，SH和HH模式顯著高于FP和ck模式，SH與HH模式主要是顯著增加了花后干物質積累量。

2.4 不同栽培模式對玉米產量及其構成因素的影響

由表3可見，不同栽培模式的產量達到顯著差異，表現(xiàn)為SH>HH>FP>ck，其中SH、HH、FP分別較ck增產25.73%、20.78%、11.57%；從產量因素來看，不同栽培模式下有效穗數(shù)和千粒重達到顯著差異水平，穗粒數(shù)差異不顯著，其中有效穗數(shù)表現(xiàn)為SH>HH>FP>ck，千粒重表現(xiàn)為FP>HH>ck>SH，說明SH和HH模式增產的主要原因是有效穗數(shù)顯著提高。

注：BS為吐絲前；AS為吐絲后。圖3 不同栽培模式下玉米干物質積累的變化

2.5 不同栽培模式對氮肥偏生產力的影響

從圖4可以看出，隨著施氮量的增加，氮肥偏生產力顯著下降。不同栽培模式下氮肥偏生產力表現(xiàn)為FP>SH>HH， SH和HH模式較農戶模式氮肥偏生產力分別降低了24.87%和15.46%。

圖4 不同栽培模式下氮肥偏生產力的變化

3 討 論

LAI是衡量群體結構的重要指標，是決定群體吸收光能利用效率的重要因素。葉片SPAD值是多種因素綜合作用的結果。研究表明，配方施肥有利于增加玉米葉面積指數(shù)[11]，提高葉片SPAD值[10]，增強玉米吐絲后光合生產率[12]，高密度條件下SPAD值有所下降[13]。本研究結果表明，涼單10號在不同生育時期LAI和SPAD關系均為SH>HH>FP>ck，說明HH、SH栽培模式下，形成足夠的群體光合勢，提高玉米葉片的光合生產能力。

干物質是玉米籽粒產量的物質基礎[14]，玉米最終的籽粒產量是由生育期內干物質的積累分配與轉運規(guī)律所決定[15-16]。玉米產量是單位面積生產玉米籽粒的總量表現(xiàn)，由有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重三個要素構成。研究表明，施氮量[17-19]、種植密度[20]與玉米產量密切相關。本試驗條件下，HH與SH栽培模式較FP和ck提高了生育期內干物質積累量，為提高籽粒產量奠定了物質基礎。說明氮肥和有機肥有效改善了玉米的生存環(huán)境，促進了營養(yǎng)物質的吸收。產量與有效穗數(shù)關系密切，說明合理密植，適度提高有效穗數(shù)仍是目前決定玉米產量高低的關鍵因素。在HH、SH模式下進一步縮小千粒重和穗粒數(shù)的降幅是提高產量的關鍵。

4 結 論

SH和HH栽培模式較FP、ck栽培模式顯著增強了生育期內尤其是生育后期葉片的光合能力，提高了干物質積累量，最終促進玉米增產；HH模式與SH模式間產量差異不顯著，但其氮肥效率顯著提高。因此，通過加大種植密度，合理施氮，增施有機肥，進一步優(yōu)化玉米群體，有利于提高籽粒產量和氮肥效率，實現(xiàn)玉米高產高效。