盧亞妮 侯青光 李宏滇 黃柄壬 韋貴劍 丘立杭
摘要 以自主選育玉米新品種田潤189為試驗(yàn)材料,采用二因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì),主區(qū)為種植密度,設(shè)3個(gè)密度水平處理(A1處理42 000株/hm2;A2處理48 000株/hm2;A3處理54 000株/hm2),副區(qū)為施肥量,設(shè)4個(gè)施肥水平處理(B1處理為常規(guī)施肥,施用復(fù)合肥750? kg/hm2和尿素150? kg/hm2;B2、B3和B4處理分別施用緩釋肥600、750和900? kg/hm2),探究田潤189在3個(gè)密度4個(gè)施肥量水平條件下玉米主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的表現(xiàn)。結(jié)果表明,種植密度、施肥量及肥密互作對植株性狀、果穗性狀及產(chǎn)量均存在顯著或極顯著影響。在不同種植密度條件下,田潤189的產(chǎn)量以A3處理最高,且顯著或極顯著高于A1處理,但與A2處理差異不顯著;在不同施肥量條件下,田潤189的產(chǎn)量以B4處理最高,且極顯著高于B2處理,但與B3和B1處理差異不顯著;在肥密互作中,春播以A3B1處理的產(chǎn)量最高,達(dá)8 494.50? kg/hm2且顯著高于A3B2處理,但與A3B4和A3B3處理差異不顯著,而秋播以A3B4處理的產(chǎn)量最高(8 276.50? kg/hm2),顯著高于A3B2處理,但與A3B1和A3B3處理差異不顯著。從經(jīng)濟(jì)效益上看,施用緩釋肥處理(B2、B3和B4處理)的收益均比常規(guī)施肥處理(B1處理)高,尤其B3處理的收益最高,達(dá)12 353.59元/hm2,比B1處理平均增收10.77%。綜上所述,田潤189玉米的較佳種植密度為48 000~54 000株/hm2,在此密度下施用750~900? kg/hm2緩釋型復(fù)合肥(N-P2O5-K2O=24-6-10)可獲得較佳的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞 田潤189;施肥量;種植密度;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量
中圖分類號 S513? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A
文章編號 0517-6611(2024)10-0034-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.008
Effects of Fertilization Amount and Planting Density on Main Agronomic Characters and Yield of Tianrun 189 Maize
LU Ya-ni,HOU Qing-guang,LI Hong-dian et al
(Hechi Branch of Guangxi Academy of Agricultural Sciences / Hechi Institute of Agricultural Sciences,Hechi,Guangxi 546306)
Abstract A new maize variety Tianrun 189 was selected as experimental material,and a two-factor split plot design was adopted.Three treatments of density level were set up(A1 treatment 42 000 plants/hm2;A2 treatment 48 000 plants/hm2;A3 treatment,54 000 plants/hm2). 4 fertilizer application level treatments were as follows: B1 was treated with conventional fertilizer,750? kg/hm2 compound fertilizer and 150 kg/hm2 urea ;B2,B3 and B4 treatments were treated with slow-release fertilizer 600,750 and 900? kg/hm2,respectively. The main agronomic characters,yield and economic benefit of maize variety Tianrun 189 under 3 densities and 4 fertilization levels were studied. Results showed that planting density,fertilizer amount and interaction between fertilizer amount and planting density had significant or extremely significant effects on plant characters,ear traits and yield. Under different planting densities,A3 had the highest yield of Tianrun 189,was significant or extremely significant higher than treatment A1,but showed no significant differences with A2 treatment. Under different fertilization amount,B4 treatment had the highest yield of Tianrun 189,was extremely higher than B2 treatment,but had no significant differences with B3 and B1. Under the interaction between fertilizer amount and planting density,A3B1 treatment had the highest yield in spring sowing,which reached 8 494.50 kg/hm2 and was significantly higher than A3B2 treatment. But A3B4 and A3B3 treatments had no significant differences. In autumn sowing,A3B4 treatment had the highest yield (8 276.50? kg/hm2) but had no significant differences with A3B1 and A3B3 treatments. According to the economic benefits,benefits of B2,B3 and B4 treatments were all higher than normal application treatment B1,and B3 treatment had the highest benefit,reaching 12 353.59 Yuan/hm2,was 10.77% higher than B1 treatment. In general,proper density of Tianrun 189 was 48 000-54 000 plants/hm2. Under this density,applying 750-900? kg/hm2 slow release compound fertilizer (N-P2O5-K2O=24-6-10) could obtain better yield and economic benefit.
Key words Tianrun 189;Fertilizer application;Planting density;Agronomic traits;Yield
基金項(xiàng)目
國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系廣西玉米創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)河池綜合試驗(yàn)站項(xiàng)目(nycytxgxcxtd-2021-04-06);廣西創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目(桂科AA22068095-7) 。
作者簡介 盧亞妮(1982—),女,廣西宜州人,高級農(nóng)藝師,從事玉米遺傳育種與栽培技術(shù)研究。
收稿日期 2023-07-11;修回日期 2023-07-28
玉米是我國重要的糧飼作物,被廣泛種植于溫帶、熱帶和亞熱帶地區(qū)。玉米在廣西的種植歷史悠久,是鄉(xiāng)村振興的傳統(tǒng)優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè)之一。許多研究表明,品種更替[1]、種植密度[2]和肥料投入[3]是玉米高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵因素。新品種的選育和迭代積極地促進(jìn)玉米產(chǎn)業(yè)的增收,是玉米增產(chǎn)的根本[4-5],然而玉米屬于精耕細(xì)作的集約型作物,當(dāng)前農(nóng)村勞力匱乏,缺乏與品種配套的廣適性栽培技術(shù)導(dǎo)致田間管理粗放和千篇一律的技術(shù)模式已成為制約廣西玉米產(chǎn)量潛力的一大因素。合理密植是玉米品種生產(chǎn)力充分發(fā)揮的另一關(guān)鍵,是玉米高產(chǎn)栽培的必需條件[6]。另外,作物的生長離不開營養(yǎng)物質(zhì),玉米高產(chǎn)栽培與土壤中的養(yǎng)分狀況直接相關(guān),肥料的施用顯著影響作物的產(chǎn)量,施用緩釋肥既能實(shí)現(xiàn)化肥減量增效,又能滿足玉米生長需求,達(dá)到高產(chǎn)目的[7-8]。因此,在優(yōu)良品種的支撐下,因地制宜的配套良法可提高玉米產(chǎn)量,有效的栽培技術(shù)措施又是發(fā)揮良種優(yōu)勢和延長品種使用壽命的有效途徑。
田潤189是廣西河池市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的玉米新品種,2021年通過廣西壯族自治區(qū)審定,具有適應(yīng)性廣、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)、綜合抗性好等特點(diǎn),為充分發(fā)揮品種優(yōu)勢,增加大田推廣應(yīng)用面積,筆者采用常規(guī)施肥和緩控釋肥對其進(jìn)行肥料密度試驗(yàn),探究肥料、密度及其互作對玉米產(chǎn)量形成及主要農(nóng)藝性狀發(fā)育的影響,以期探明田潤189的輕簡高效栽培參數(shù),為其推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)于2022年在廣西河池市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所玉米繁育試驗(yàn)田(108°48′30″E、24°29′26″N)進(jìn)行。該地海拔148.0 m,位于廣西西北部喀斯特地區(qū),屬亞熱帶季風(fēng)性半干旱氣候,黃壤土,肥力中等,前茬作物為玉米。
1.2 試驗(yàn)材料
供試玉米為自主選育的玉米栽培種田潤189(桂審玉2021016號),經(jīng)母本河自BC-12和父本河自869雜交選育的玉米單交種,春植的生育期110 d,秋植為113 d。供試常規(guī)肥料為史丹利復(fù)合肥(N-P2O5-K2O: 15-15-15)和赤牌尿素(N≥46.2%),緩釋肥為天寶豐緩釋復(fù)合肥(N-P2O5-K2O: 24-6-10)。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
采用二因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì),主區(qū)為種植密度,分3個(gè)密植水平,分別為42 000株/hm2 (A1處理)、48 000株/hm2(A2處理)和54 000株/hm2(A3處理);副區(qū)為肥料施用量,設(shè)4個(gè)不同施用量水平,即常規(guī)施肥量,750? kg/hm2史丹利復(fù)合肥+尿素150? kg/hm2(B1處理);緩釋型復(fù)合肥600 kg/hm2(B2處理);緩釋型復(fù)合肥750 kg/hm2(B3處理);緩釋型復(fù)合肥900 kg/hm2(B4處理)。共12個(gè)處理,3次重復(fù)。小區(qū)面積為14 m2,4行區(qū),行長5 m,行距0.7 m,株距因種植密度而定。各處理除施肥量不同外,其他田間管理一致。
1.3.2 田間管理及特殊氣候情況。
春播于2022年3月10日播種,7月11日收獲,秋播于8月8日播種,11月26日收獲。田間管理同一般大田生產(chǎn)。常規(guī)施肥B1水平分別作基肥、追肥各施用一次,基肥在播種時(shí)施用量為復(fù)合肥375 kg/hm2,追肥于玉米大喇叭口期施用,施用量為復(fù)合肥375? kg/hm2、尿素150 kg/hm2。緩釋型復(fù)合肥B2、 B3和 B4水平在播種時(shí)一次性施用。
6月12、22日受大風(fēng)暴雨極端天氣影響,春季各處理倒伏率高。
1.3.3 測定項(xiàng)目及方法。在玉米播種期、出苗期、吐絲期、成熟期和收獲期記載生育進(jìn)程,乳熟后期測量玉米株高、穗位高,調(diào)查倒伏率,倒伏率=小區(qū)倒伏株數(shù)/小區(qū)總株數(shù)×100%。
每個(gè)小區(qū)收獲中間2行并折算計(jì)產(chǎn),玉米籽粒折算成標(biāo)準(zhǔn)含水量14%的理論產(chǎn)量。
收獲后隨機(jī)選取10個(gè)果穗測定其穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、禿尖,取平均值。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用Excel 2010進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理;采用DPS v16.0進(jìn)行方差分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 種植密度對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響
由表1可知,不同種植密度對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響存在差異。在秋播3個(gè)密度水平條件下,株高和穗位高隨密度的增加呈上升趨勢,以A3處理最高,且株高顯著高于A1和A2處理(P<0.05)。
秋播下玉米產(chǎn)量以A3處理最高(7 999.05 kg/hm2),且極顯著高于A1處理(P<0.01),但與A2處理間差異不顯著,A2與A1處理間產(chǎn)量差異顯著;穗部性狀在3個(gè)密度水平下差異不明顯。在春植玉米中產(chǎn)量以A3處理最高(8 037.47 kg/hm2),顯著高于A1處理,但與A2處理間差異不顯著。春播條件下行粒數(shù)以A1處理最大;百粒重以A2處理最大,均顯著高于A3處理,但與其他處理間差異不顯著(P>0.05);穗長、穗粗、禿尖長和穗行數(shù)在3個(gè)密度水平條件下差異不明顯。春季由于受極端天氣影響,所有處理均出現(xiàn)倒伏,A2、A3處理倒伏率明顯大于A1處理,說明倒伏這一性狀與密度密切相關(guān)。
2.2 不同施肥量對玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響
由表2可知,在春播不同施肥量水平條件下,株高和穗位高隨施肥量的增加而增高,穗位高以B4處理數(shù)值最大。春植玉米,產(chǎn)量以B4處理最高(7 983.17 kg/hm2),且與B2處理間差異極顯著,但與B1、B3處理間差異不顯著;穗粗和穗行數(shù)均以B1處理數(shù)值最大,且與B2處理間差異顯著,但與B3、B4處理間差異不顯著;倒伏率隨施肥量的增加而升高。秋植玉米,產(chǎn)量以B4處理最高(8 025.83 kg/hm2),且與B2處理間差異極顯著,但與B1、B3處理間差異不顯著;穗粗在B1、B3、B4處理間差異不顯著,但與B2處理間差異顯著;穗行數(shù)以B1處理最多,且與B2處理間差異顯著,但與B3、B4處理間差異不顯著;百粒重受施肥量影響較大,以B4處理數(shù)值最大,且與B1、B2、B3處理間差異達(dá)顯著水平。穗長、禿尖長和行粒數(shù)在4個(gè)施肥量水平條件下差異不明顯。
2.3 種植密度和施肥量對玉米產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀方差分析
由表3可知,不同密度水平條件間,產(chǎn)量、百粒重、行粒數(shù)和倒伏率在春播表現(xiàn)為差異顯著,穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、株高和穗位高無顯著差異;秋播玉米不同密度處理間的產(chǎn)量、株高達(dá)極顯著差異水平,穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和穗位高差異不顯著。在不同施肥量水平條件間產(chǎn)量和株高在春、秋播均達(dá)極顯著差異水平,穗粗、穗行數(shù)和倒伏率在春播條件下達(dá)顯著差異水平,穗長、禿尖長、行粒數(shù)、百粒重和穗位高不同施肥量處理間差異不顯著;秋播玉米,穗粗、穗行數(shù)、百粒重和穗位高在不同施肥量處理下達(dá)顯著差異水平,穗長、禿尖長、行粒數(shù)和倒伏率差異不顯著。肥密互作對春播和秋播條件下株高影響極顯著,對產(chǎn)量、百粒重和穗位高影響均達(dá)到顯著差異水平,另外春播對倒伏率、秋播對穗行數(shù)的影響均達(dá)顯著差異水平。
2.5 肥密互作對產(chǎn)量的影響
肥料施用量和種植密度間的相互作用對玉米的產(chǎn)量形成存在影響。從表4可以看出,A1密度水平下,春播玉米產(chǎn)量以A1B3處理最高(7 760.25? kg/hm2),秋播以A1B4處理產(chǎn)量最高(7 801.95? kg/hm2),且均與A1B2處理間達(dá)極顯著差異水平,但A1B1、 A1B3、A1B4處理間差異不顯著。A2密度水平下,春播玉米產(chǎn)量以A2B4處理最高(8 363.63? kg/hm2),與 A2B2、A2B3處理間差異達(dá)極顯著水平,但與A2B1處理間差異不顯著;秋播玉米產(chǎn)量以A2B3處理最高(8 173.45? kg/hm2),與A2B2處理間差異顯著,但與A2B1、A2B4處理間差異不顯著。A3密度水平下,春播玉米產(chǎn)量以A3B1處理最高(8 494.50? kg/hm2),且與A3B2處理間達(dá)極顯著差異水平,但與 A3B3、A3B4處理間差異不顯著;秋播玉米產(chǎn)量以A3B4處理最高(8 276.50? kg/hm2),且與A3B2處理間達(dá)極顯著差異水平,但與 A3B1、A3B3處理間差異不顯著。
2.6 經(jīng)濟(jì)效益分析
由表5可知,使用緩釋肥(B2、B3、B4)處理的收益均比常規(guī)施肥處理高。緩釋肥處理中收益最高為B3處理(12 353.59元/hm2),比B1處理高10.77%,其次為B4處理(12 092.60元/hm2),比B1處理高8.43%,最后是B2處理(11 957.60元/hm2),比B1處理高7.22%。總成本最高為B1處理(10 950元/hm2),最低為B2處理(8 880元/hm2),其中肥料成本由高至低依次為B1處理>B4處理>B3處理>B2處理;常規(guī)施肥B1處理因分次施肥,施肥頻次比B2、B3、B4處理多1次,追肥成本增加導(dǎo)致總成本增加。B2處理成本最低,收益卻不是最高,因此肥料密度相協(xié)調(diào)才能獲得高產(chǎn),取得最大經(jīng)濟(jì)效益。
3 討論
3.1 新品種對玉米產(chǎn)量的影響
種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”,玉米種業(yè)創(chuàng)新對國家糧食安全和高質(zhì)量農(nóng)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要[9]。我國玉米新品種主要以單交種為主,雜種優(yōu)勢突出,產(chǎn)量得到大幅度提高[1-5]。
孫海潮等[4]對黃淮海夏播區(qū)聯(lián)合體國審玉米新品種綜合性狀分析認(rèn)為,種植品種應(yīng)選擇產(chǎn)量比CK增產(chǎn)5%,抗性好,容重在720 g/L,千粒重在330 g以上的中大穗品種。田潤189是廣西河池市農(nóng)科所自主研發(fā)的玉米單交種,2021年通過廣西審定。該品種2020年參加廣西生產(chǎn)試驗(yàn),春秋兩季平均產(chǎn)量為7 738.5 kg/hm2,比CK增產(chǎn)9.2%,增產(chǎn)點(diǎn)次100%。平均穗長15.5 cm,穗行數(shù)17.5,容重769 g/L,粗蛋白8.81%,粗脂肪4.93%,粗淀粉71.2%,高抗莖腐病,抗小斑病,中抗大斑病、紋枯病、南方銹病,是近年市場的主推品種。
3.2 密度對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響
眾多研究結(jié)果表明,密度對玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素有一定程度的影響[10-13]。該研究顯示,株高、穗位高等植株性狀隨種植密度的增加而增高,在產(chǎn)量構(gòu)成因素中,密度主要影響行粒數(shù)和百粒重,穗長、穗粗、禿尖長和穗行數(shù)在3個(gè)密度水平條件下差異不顯著。究其原因可能是植株密度低,光照、水肥條件充足,對果穗性狀的影響較小,隨著密度的增加,田間密蔽,個(gè)體競爭激烈,小果穗比例增大,禿尖變長,導(dǎo)致行粒數(shù)減少,同時(shí)果穗充實(shí)度降低,百粒重減小。該研究中,春、秋植玉米產(chǎn)量以A3處理最高,且與A1處理存在顯著或極顯著差異,但與A2處理差異不顯著。在一定范圍內(nèi),產(chǎn)量隨著密度的增加呈上升趨勢,其原因可能是密度低,有效穗數(shù)少,導(dǎo)致產(chǎn)量低,而密度過高,植株發(fā)育不良,對果穗性狀存在一定影響,甚至造成空稈,同時(shí)存在倒伏風(fēng)險(xiǎn)。因此,合理的密度加上有效施肥能夠協(xié)調(diào)群體與個(gè)體間的平衡關(guān)系,能顯著提高玉米產(chǎn)量,這與前人研究結(jié)果一致[14-15]。
3.3 肥料種類及施肥量對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響
王春蓮等[16]通過對玉米品種“新丹336”的研究發(fā)現(xiàn),相同密度條件下,隨著施肥量的增加,玉米產(chǎn)量、穗長、穗粒數(shù)增加,禿尖減少。該研究發(fā)現(xiàn),同一密度水平條件下,株高、穗位高隨施肥量增加數(shù)值呈上升趨勢,穗長、穗粗、行粒數(shù)最大值分布于B3、B4施肥處理,B2處理最小。施肥量對穗位高、倒伏率、穗粗、穗行數(shù)、百粒重有顯著影響,對株高和產(chǎn)量影響極顯著。產(chǎn)量在B4水平最高,為8 004.5? kg/hm2,在B2水平最低,為7 442.0? kg/hm2。
趙歡等[17]對新型肥料的研究認(rèn)為,玉米莖葉和籽粒干物質(zhì)量與產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān),一次性施入穩(wěn)定性長效緩釋肥、千里馬緩控釋肥莖葉和籽粒干物質(zhì)總量與傳統(tǒng)施肥無顯著差異。該研究中,玉米產(chǎn)量以緩控釋肥B4處理最高,且與傳統(tǒng)施肥B1處理、緩控釋肥B3處理間差異不顯著。
3.4 肥密互作對玉米產(chǎn)量的影響
該研究發(fā)現(xiàn),肥料和密度存在互作關(guān)系,其互作對株高、穗位高、倒伏率、穗粗、穗行數(shù)、百粒重和產(chǎn)量產(chǎn)生顯著影響,與周剛等[12]的研究結(jié)果基本一致。在該試驗(yàn)所設(shè)的3個(gè)密度中,玉米產(chǎn)量在春播中以A3B1組合最高(8 494.50? kg/hm2),秋播以A3B4組合最高(8 276.50? kg/hm2)。肥料、密度及肥密互作均對玉米產(chǎn)量、植株性狀、果穗性狀、抗倒性產(chǎn)生顯著影響,這也與氣候條件密切相關(guān)。
3.5 不同類型肥料對經(jīng)濟(jì)效益的影響
緩釋型復(fù)合肥因其有效養(yǎng)分的釋放速度慢,釋放規(guī)律與作物養(yǎng)分吸收基本同步,能滿足作物整個(gè)生育期對肥料需求,又稱長效肥。該研究中,緩釋型復(fù)合肥(N-P2O5-K2O:24-6-10)處理(B2、B3、B4)于播種時(shí)一次性施入,比常規(guī)施肥(B1)處理少了追肥成本,總成本比常規(guī)施肥降低630~2 070元/hm2,收益比常規(guī)施肥增加7.22%~10.77%。由此可見,施用緩釋肥能夠滿足玉米各個(gè)生育階段對肥料的需求,提高玉米產(chǎn)量,同時(shí)減少施肥次數(shù),節(jié)省勞力,降低種植成本,增加經(jīng)濟(jì)效益,這與張宇等[18-20]研究結(jié)論相一致。緩釋肥的投入要與土壤肥力相結(jié)合,因地制宜地根據(jù)田間實(shí)際調(diào)整肥料的投入量,滿足玉米生長需求的同時(shí)減少肥料的流失,達(dá)到減量增效,獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
4 結(jié)論
綜上所述,田潤189玉米的較佳種植密度為48 000~54 000株/hm2,在此條件下施以750~900? kg/hm2緩釋型復(fù)合肥(N-P2O5-K2O: 24-6-10),易獲得較佳的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。
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