擴行縮株種植對春玉米氮素積累、轉運及產量的影響

梁忠宇，張玉芹，楊恒山，邰繼承，楊偉鵬

（內蒙古民族大學 農學院，內蒙古 通遼028043）

單產的提高是保證我國糧食安全的重要途經［1-2］.玉米是我國重要的糧食作物，種植面積大、單產水平高，對于保證我國糧食安全起至關重要的作用［3］.近年來，玉米高產栽培的生產實踐和理論研究表明，增加種植密度是提高玉米單產的有效途徑之一［4］.然而，增密種植下會造成田間通風透光條件變差，不但影響作物光合生產，也會導致倒伏和早衰現象.研究表明，在高密度高產水平下通過株行距的合理配置，可以增加群體的光能利用和干物質積累，進而實現玉米的增產與增收［5］.氮素是營養元素中限制產量的首要因子［6］，玉米在高產條件下干物質積累量能顯著增加，且在花后氮素積累比例增加更明顯［7］.花后籽粒氮素來源于花后吸收和花前營養器官的轉運［8］，玉米生育后期的氮素轉運量對籽粒產量起直接決定作用.影響氮素吸收轉運的因素較多，不同的行距配置改變根系分布及其冠層結構，勢必影響其氮素收利用，筆者以農華101為供試材料、當地常規種植模式為對照，研究擴行距、縮株距種植模式方式對春玉米氮素積累與轉運及產量的影響，為西遼河平原地區春玉米高產高效栽培提供理論指導.

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2015年和2016年在內蒙古民族大學試驗農場進行，耕層土壤狀況見表1.

表1 耕層土壤狀況Tab.1 Topsoil condition

1.2 試驗設計

供試品種為農華101，是當地主推品種.試驗設擴行縮距種植模式（KH：行距100 cm）和當地常規種植模式（CK：行距60 cm），2種種植方式、種植密度均為7.5萬株·hm-2，小區面積40 m2，3次重復，隨機排列.2個處理栽培管理措施均一致，基肥為硫酸鉀90 kg·hm-2，磷酸二銨150 kg·hm-2，小喇叭口期1次追施尿素320 kg·hm-2.2年均4月30日播種，9月28日收獲.

1.3 測定項目與方法

1.3.1 器官全氮含量 采用濃H2SO4-H2O2聯合消煮，用Easy Chem全自動化學/離子分析儀測定.

1.3.2 產量及其構成因素 各小區測產面積為24 m2，計算各測產區有效穗數、出籽率和含水率，并折算成含水量為14%產量.取10穗風干后考種，計算穗粒數并測定千粒重.

1.3.3 相關參數計算

1.4 數據處理與分析

運用Excel進行數據處理與作圖，DPS進行差異性顯著分析.

2 結果與分析

2.1 擴行縮株對春玉米各器官氮含量的影響

春玉米莖、葉、穗和籽粒氮含量2年均為吐絲期大于完熟期.除2015年完熟期莖外，各器官氮素含量吐絲期和完熟期均高于CK，吐絲期穗和葉中氮素含量差異較大，莖差異最??；完熟期籽粒和葉片中氮素含量差異較大，莖中氮含量差異最?。ū?）.

表2 春玉米各器官氮含量Tab.2 Nitrogen content in various organs of spring maize

2.2 擴行縮株對春玉米氮素積累量的影響

吐絲前各器官氮素積累量均表現為KH顯著大于CK，吐絲后莖鞘和籽粒中的氮素積累量呈顯著性差異.吐絲前穗中氮素積累量差異最大，KH較CK高30.43%（2015年）和21.68%（2016年），整株KH較CK高16.21%（2015年）和12.95%（2016年）；吐絲后莖鞘中氮素積累量差異最大，KH較CK高19.32%（2015年）和17.10%（2016年），整株KH較CK高9.12%（2015年）和6.25%（2016年）（表3）.

表3 不同處理下春玉米各器官氮素積累量Tab.3 Nitrogen accumulation in organs of spring maize under different treatments

2.3 擴行縮株對春玉米氮素積累率的影響

2015、2016 2 年的氮素積累率表現為吐絲前大于吐絲后，吐絲前均表現為擴行縮株種植模式大于對照，吐絲后兩者差異未達到顯著水平.吐絲前氮素積累率KH比CK高3.64%（2015年）和3.53%（2016年）（圖1）.

圖1 春玉米氮素積累率Fig.1 Nitrogen accumulation rate of spring maize

2.4 擴行縮株對春玉米氮素轉運的影響

2年各器官氮素轉運量均表現為KH大于CK，且都達到顯著性差異.其中，穗中氮素轉運量差異最大，KH較CK高41.14%（2015年）和29.95%（2016年）.整株的氮素轉運總量KH較CK高19.71%（2015年）和17.02%（2016年）.2年總轉運貢獻率表現為KH大于CK，在2016年KH為最高，達到了45.89%（表4）.

表4 春玉米各器官氮素轉運量及轉運貢獻率Tab.4 Translocation capacity and contribution rate of nitrogen in organs of spring maize

2.5 擴行縮株對春玉米產量及構成因素的影響

2015 年有效穗數差異不顯著，穗粒數、千粒重表現為KH大于CK，且差異達到顯著水平.2016年有效穗數、千粒重差異不顯著，穗粒數表現KH大于CK，且差異顯著.2年的實測產量均表現為KH大于CK，差異達到顯著性水平.2年的穗粒數都呈顯著性差異，可能是由于在KH種植模式下玉米生育后期通風透光條件改善，這也是KH實測產量高于CK的原因之一（表5）.

表5 擴行縮株種植下春玉米產量及其構成Tab.5 The yield and its components of spring maize in expanding line spacing and shrinking row spacing

3 討論與結論

3.1 擴行縮株對氮素積累與轉運的影響

玉米產量是由生育期內氮素及干物質積累、分配和轉運特性所決定的［9］.王云奇等［10］研究認為，玉米的籽粒蛋白質含量和籽粒產量的形成與氮代謝的調控過程密切相關.吳雅薇等［11］研究表明，玉米通過增加花前的氮物質以促進對籽粒的轉運從而保證產量.這說明提高吐絲前的氮含量和積累量是提高玉米產量的有效措施之一［12］.有關研究認為，氮素在玉米體內的分配和代謝決定其生產力和生產過程［13］.相關研究表明，超高產玉米籽粒中77.5%的氮素由營養器官轉運［14］.張鷹等［15］認為，玉米前期的氮素積累對生育后期籽粒的氮素積累具有重要的影響.本研究結果表明，擴行縮株模式下春玉米吐絲前各器官氮含量、氮素的積累量和積累率比吐絲后的高，為生育后期籽粒中氮素的形成奠定了基礎.擴行縮株下各器官氮素轉運量高于對照，對籽粒的總轉運貢獻率為39.50%～45.89%，提高了玉米籽粒產量.

3.2 不同的株行距對玉米產量的影響

合理的株行距配置能夠改善玉米群體對光能的利用，對提高玉米的產量具有重要意義［16］.譚華等［17］認為，不同的株行距配置和種植密度的交互作用能夠提高玉米產量.受不同地區環境因素制約，關于株行距配置對玉米產量影響的研究結果有所不同.王洪君等［18］認為，寬窄行行距70 cm+30 cm配置下玉米群體對太陽光能的利用達到最大，能夠提升玉米產量.丁相鵬等［19］研究表明，在高密度條件下，80 cm擴行的等行距模式能夠增加玉米干物質生產與積累及延緩葉片衰老，從而提升玉米產量.高亞男等［20］通過對不同種植行距的研究表明，等行距70 cm模式下玉米群體的光合特性和籽粒產量最具優勢，而且適應于機械化生產操作.梁曦彤等［21］研究表明，不同品種對行距反應不同，先玉335在70 cm行距處理下產量最高，軍單8號在50 cm處理下產量最高.本研究結果表明，農華101在7.5萬株·hm-2密度擴行縮株（行距100 cm）種植下較對照（行距60 cm）產量高7.81%（2015年）和6.96%（2016年）.