崔愛民, 張 松, 張 虎, 單 皓, 張久剛
(山西農業大學 小麥研究所, 山西 臨汾 041000)
玉米是我國播種面積和產量最高的糧食作物,是養殖業飼料加工、相關工業生產和食用的主要原料,其單產水平的提高對保障國家糧食安全、增加農民收入影響較大[1]。2020年底以來,玉米價格大幅上漲,國內玉米供需矛盾進一步擴大。在這種形式下,如何提高玉米生產水平、保障供給、穩定相關產業發展就成為玉米產業發展的關鍵。
種植方式是影響玉米產量的重要因素,在玉米生產中常見的種植方式有一穴單株和一穴多株,其中一穴多株主要是一穴雙株和121種植方式。不同的種植方式對玉米高產群體的大小、個體發育的影響不同,導致產量差異顯著。前人研究中往往種植方式間密度不一致,筆者研究是在統一種植密度和水肥藥等田間管理的前提下,設6個品種、3個種植方式多處理研究種植方式對產量要素的影響,探索最佳的種植方式,為玉米生產尤其是高產創建提供理論支撐。
試驗于2015-2016年在襄汾縣永固鄉(35°72′78″N,111°35′73″E)進行,年平均氣溫為12.6℃,無霜期185 d,年降雨量為450~540 mm,海拔高度為443 m,土壤性質為中壤石灰性褐土,前茬為冬小麥。試驗田土壤有效磷56. 27 mg/kg,速效鉀162 mg/kg,堿解氮87.38 mg/kg,有機質2.19%。
供試品種均為當地主推品種,在農資市場采購,包括鄭單958、金博士658、浚單29、中種8號、華科1號、晉單63號等6個品種。
試驗采用種植方式、品種二因素多水平處理,種植方式有3個水平,品種有6個水平,共設18個小區(水平組合)。每小區8行,等行距種植,行距60 cm,行長69.5m,小區面積333.4 m2,種植密度為5 000株/667 m2,一次重復隨機排列。各種播種方法詳見表1。
表1 試驗小區設計
A1單穴單株,每穴種植3粒種子留苗1株,株距22 cm;A2 121模式,每穴種植4粒,穴留苗以1株、2株循環進行,株距33 cm;A3一穴雙株種植方式,每穴種植4粒,穴留苗2株,株距44 cm。
玉米成熟后,每一處理內按“S”型選點法選取3點,每點選取不缺株處連續收獲10株玉米進行考種,測量其行數、粒數、穗粒數和百粒重,折算其產量。
利用Excel 2010對采集到的相關信息進行整理分析。
表2是不同種植方式下不同玉米品種的平均穗粒數。由表2可知,不同種植方式對玉米平均穗粒數的影響較大,單穴單株穗粒數>121模式穗粒數>一穴雙株穗粒數。單穴單株的平均玉米穗粒數較121模式穗粒數平均高10.81粒(2.70~25.27),平均增幅2.39%(0.4%~6.2%),較一穴兩株平均穗粒數高16.43粒(9.33~21.83),平均增幅3.68%(2.10%~5.26%),121模式穗粒數較一穴雙株穗粒數高5.62粒(-3.44~16.04),平均增幅1.27%(-0.75~3.63%)。6個品種中除B2晉單63號外,其它5個品種均表現為單穴單株穗粒數>121模式穗粒數>一穴雙株穗粒數,晉單63號的121模式穗粒數<一穴雙株穗粒數,但二者差異極小(-0.75%)。方差分析(表3)表明,不同品種、種植方式間玉米穗粒數差異均達到顯著水平(P<0.05),兩因素間交互作用差異不顯著(P>0.05)。
表2 不同種植方式對玉米穗粒數的影響
表3 不同種植方式對玉米產量要素影響方差分析
表4是不同種植方式下不同玉米品種的百粒重。由表4可知,不同種植方式對玉米百粒重有一定的影響,但不如穗粒數的影響大。種植方式間平均百粒重單穴單株的高于121模式0.34g(-1.87~1.06),平均增幅1.14%(-6.36~3.47),高于一穴兩株0.47g(-0.67~1.03),平均增幅1.56%(-2.38~3.37),121模式較一穴雙株平均百粒重高0.13g(0.97~1.2),平均增幅0.50%(-3.08~4.26)。品種間6個品種中只有B1金博士658的平均百粒重單穴單株種植方式低于121模式和一穴雙株,4個品種的百粒重121模式低于一穴雙株,但其中3個品種差異較小。方差分析(表3)表明,品種間玉米百粒重差異均達到顯著水平(P<0.05),而種植方式間和兩因素間交互差異不顯著(P>0.05)。
表4 不同種植方式對玉米百粒重的影響
表5是由取樣計算的玉米單產和由穗粒數、百粒重折算的玉米單產,二者均表現為單穴單株產量>121模式產量>一穴雙株產量,其中單穴單株較一穴雙株增產顯著,單穴單株較121模式增產不顯著。取樣計算的玉米單產,單穴單株較121模式增產17.46 kg(4.80~33.33),增幅2.26%(0.62~4.42),單穴單株較一穴雙株增產54.81 kg(42.57~61.93),增幅7.44%(5.74~8.43),121模式較一穴雙株增產37.35 kg(23.10~53.20),增幅5.07%(3.16~6.44)。由穗粒數、百粒重折算的玉米單產,單穴單株較121模式增產24.37 kg,增幅3.56%,單穴單株較一穴雙株增產35.72kg,增幅5.30%,121模式較一穴雙株增產11.11 kg,增幅1.79%。6個試驗品種由取樣折算的玉米單產均符合上述規律,由穗粒數、百粒重折算的玉米單產只有B1金博士658表現為121產量最高,單穴單株產量次之。方差分析(表3)表明,種植方式間、品種間及兩因素間交互作用取樣計算的產量差異均達到顯著水平(P<0.05),而根據穗粒數和百粒重折算的玉米產量,種植方式間和品種間差異達到顯著水平(P<0.05),兩因素間交互差異不顯著(P>0.05)。
表5 不同種植方式下667 m2玉米產量比較 (kg)
分析穗粒數、百粒重與用其折算的產量間關系,探索二者對產量貢獻的大小(表6)。單穴單株與121模式、一穴雙株比較,增加的穗粒數和百粒重對產量的貢獻不同,穗粒數增加對產量的貢獻大于百粒重增加的貢獻。單穴單株與121模式比較,在剔除異常數據B1和B5后,穗粒數增加對玉米增產的貢獻平均為57.92%(34.34~82.22),百粒重增加對產量增加的貢獻平均為42.08%(17.78~65.66%)。單穴單株與一穴雙株比較,在剔除異常數據B5后,穗粒數增加對玉米增產的貢獻平均為68.92%(51.46~77.90),百粒重增加對產量增加的貢獻平均為31.08%(22.10%~48.54%)。就品種而言,單穴單株對121模式增產比較中異常數據有B1金博士658和B5浚單29,單穴單株對一穴雙株增產比較中異常數據是B5浚單29,可能是取樣造成的誤差。
玉米的不同種植方式能夠影響玉米的穗粒數、百粒重,進而顯著影響產量。在群體大小一致的情況下,單穴單株、一穴雙株和121模式三種種植方式的區別主要是個體發育的差異。單穴單株種植方式下,個體發育更為均衡,更有利于獲得高產。筆者只對三種種植方式下的玉米穗部性狀做了研究,玉米植株的光合作用、果穗孕育、籽粒灌漿等深層次的增產機理有待進一步研究。
采用單穴單株種植方式,選用高芽率強芽勢種子,精細整地、足墑播種、播機勻速慢行,能夠實現苗全、苗齊、苗壯的精播目標,可以為玉米高產群體創建奠定好的基礎。
表6 穗粒數、百粒重對產量的貢獻
A1與A2比穗粒數對產量的貢獻(%)= 100* A1與A2比穗粒數對產量的貢獻(kg)/(A1-A2產量)
A1與A2比百粒重對產量的貢獻(kg)= 5 000*A1穗粒數*(A1-A2百粒重) /100/1 000
A1與A2比百粒重對產量的貢獻(%)= 100* A1與A2比百粒重對產量的貢獻(kg)/(A1-A2產量)
A1與A3比穗粒數對產量的貢獻(kg)= 5 000*(A1-A3穗粒數)*A3百粒重/100/1 000
A1與A3比穗粒數對產量的貢獻(%)= 100* A1與A3比穗粒數對產量的貢獻(kg)/(A1-A3產量)
A1與A3比百粒重對產量的貢獻(kg)= 5 000*A1穗粒數*(A1-A3百粒重) /100/1 000
A1與A3比百粒重對產量的貢獻(%)= 100* A1與A3比百粒重對產量的貢獻(kg)/(A1-A3產量)
“*”為數據異常項。
3.2.1 單穴單株是玉米單產最高的種植方式 在保持群體大小一致的情況下,單穴單株雖然穗粒數增加和百粒增加均不顯著,但二者共同作用,玉米增產可達到顯著狀態。
3.2.2 穗粒數的增加比百粒重的增加對單穴單株增產的貢獻大 在統一種植密度下,單穴單株玉米單產的提高,穗粒數增加的貢獻大于百粒重增加的貢獻,尤其是與一穴雙株相比前者大約是后者的兩倍。