干旱對不同種植密度玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

　　摘要：【目的】確定干旱條件下玉米適宜的種植密度。【方法】在移動式防雨棚內(nèi)設(shè)5個種植密度，分別為5.0萬、5.5萬、6.0萬、6.5萬和7.0萬株/hm2以及5個水分處理，即CK（全生育期土壤水分下限控制在田間持水率的75%±5%）、T1（拔節(jié)期，中度脅迫，土壤水分下限控制在田間持水率的50%±5%）、T2（拔節(jié)期，重度脅迫，土壤水分下限控制在田間持水率的40%±5%）、T3（灌漿期，中度脅迫，土壤水分下限控制在田間持水率的50%±5%）、T4（灌漿期，重度脅迫，土壤水分下限控制在田間持水率的40%±5%），研究了不同干旱程度對不同種植密度玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響?！窘Y(jié)果】中度和重度干旱處理對玉米的生長發(fā)育和產(chǎn)量均有影響，拔節(jié)期中度水分脅迫對玉米的株高與干物質(zhì)積累影響不大，對莖粗和葉面積指數(shù)有一定影響；灌漿期中度和重度的水分脅迫對玉米的形態(tài)指標(biāo)及干物質(zhì)積累均有顯著影響。重度干旱對玉米的產(chǎn)量影響較大，較CK最大減產(chǎn)30.87%。水分正常或中度水分脅迫時，種植密度為6.5萬株/hm2的處理產(chǎn)量最高，重度水分脅迫時，種植密度為6.0萬株/hm2時產(chǎn)量最高?！窘Y(jié)論】玉米植株種植密度過大或水分虧缺均會導(dǎo)致產(chǎn)量下降。因此，在較為干旱的地區(qū)，建議玉米種植密度為6.0萬株/hm2，適當(dāng)降低玉米的種植密度，可減少產(chǎn)量損失。

　　關(guān)鍵詞：玉米；干旱；密度；生長發(fā)育；產(chǎn)量

　　0引言

　　玉米是需水量大同時對水分脅迫比較敏感的作物。春玉米整個生育期的耗水總量為2550～6000m3/hm2[1-3]。季節(jié)性干旱已成為半干旱區(qū)玉米生產(chǎn)的主要限制因素之一。干旱影響玉米生理特性，導(dǎo)致玉米生長發(fā)育緩慢、產(chǎn)量降低[4]。嚴(yán)重干旱年份，可減產(chǎn)20%～40%[5]。吉林省地處東北黃金玉米帶，是我國重要的商品糧基地。每年不同區(qū)域降雨量差異明顯，由東向西呈減少趨勢。不同地區(qū)年際降雨量差異較大，其中，降雨量最少的是吉林省西部地區(qū)，年降雨量為300～500mm。春旱、夏旱、伏旱、秋旱通常會貫穿在玉米的整個生育期[6]。吉林省西部地區(qū)玉米生產(chǎn)占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的60%，玉米播種至出苗期、生長發(fā)育中期和灌漿成熟期干旱發(fā)生頻率分別為60%～96%、20%～40%和30%～52%，伏秋連旱時有發(fā)生，對玉米的播種、生長發(fā)育以及產(chǎn)量影響較大，阻礙了吉林省西部地區(qū)玉米產(chǎn)量的提高。

　　1材料與方法

　　1.1研究區(qū)概況

　　試驗于2014年5—10月在吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院洮南試驗站進行。該區(qū)的年平均降雨量為430mm，年內(nèi)降雨量分布不均，屬于西部半干旱地區(qū)。≥10℃的有效積溫平均在2900℃左右，年平均日照時間為3005h，無霜期140d左右。玉米播種前0～20cm土層基礎(chǔ)pH值為7.93，有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.4g/kg，水解性氮、有效磷和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為62.76、56.76和161mg/kg。

　　1.2試驗設(shè)計

　　試驗玉米品種為鄭單958。試驗設(shè)5個種植密度，分別為5.0、5.5、6.0、6.5和7.0萬株/hm2。參照鄭盛華的水分處理[10]，5個水分處理分別為CK（全生育期土壤水分下限控制在田間持水率的75%±5%）、T1（拔節(jié)期，中度脅迫，土壤灌水下限控制在田間持水率的50%±5%）、T2（拔節(jié)期，重度脅迫，土壤灌水下限控制在田間持水率的40%±5%）、T3（灌漿期，中度脅迫，土壤灌水下限控制在田間持水率的50%±5%）、T4（灌漿期，重度脅迫，土壤灌水下限控制在田間持水率的40%±5%），用二因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計，共25個處理，每個處理3次重復(fù)。小區(qū)長8m，寬3.6m。每個小區(qū)采用壟播方式，壟寬0.6m，通過控制株距設(shè)計種植密度梯度。脅迫處理時，利用可移動防雨棚遮擋自然降水，采取實測計算補水量的方式進行人工灌溉，非處理的其他生育時期進行正常供水，保證玉米正常生長發(fā)育。每次灌水量按W=r·H·A·(W1-W0)計算，其中r為土壤體積質(zhì)量（g/cm3）；H為土層深度，茲為20cm；A為小區(qū)面積（m2）；W1為設(shè)計土壤含水率（%）；W0為灌前實測土壤含水率（%）。灌水量采用水表控制[11]。

　　2結(jié)果與分析

　　2.1干旱對不同種植密度玉米形態(tài)指標(biāo)的影響

　　表1為干旱條件下不同種植密度玉米的株高。由表1可知，不同處理玉米的株高均隨著種植密度的增加而增加。在拔節(jié)期，除CK種植密度為6.5萬株/hm2和7.0萬株/hm2處理的株高差異不顯著外，CK、T1、T2處理的不同密度之間株高差異顯著（P＜0.05）。對比同一密度不同水分處理間的株高，T1處理與CK各密度之間差異不顯著，而T2處理與CK、T2處理與T1處理各密度之間差異顯著（P＜0.05）。灌漿期無論是同一密度不同水分處理間，還是同一水分不同密度處理間株高均有顯著差異（P＜0.05）。

　　2.2干旱對不同種植密度玉米產(chǎn)量的影響

　　表5為干旱處理條件下不同種植密度玉米的產(chǎn)量。從表5可以看出，在同一水分處理條件下，產(chǎn)量隨著種植密度的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。CK和中度水分脅迫處理（T1、T3）在種植密度為6.5萬株/hm2時產(chǎn)量最高，而重度水分脅迫處理（T2、T4）則在種植密度為6.0萬株/hm2時產(chǎn)量最高。同一種植密度條件下，除拔節(jié)期種植密度5.0萬株/hm2和6.0萬株/hm2產(chǎn)量變化規(guī)律不明顯外，其余各處理的產(chǎn)量均隨著脅迫程度的增加而降低。中度干旱（T1、T3）處理玉米產(chǎn)量的減產(chǎn)率小于重度干旱（T2、T4）處理。拔節(jié)期干旱玉米產(chǎn)量的減產(chǎn)率小于灌漿期干旱，灌漿期重度干旱條件下玉米減產(chǎn)最多，較CK最大減產(chǎn)率達到30.87%。

　　3討論與結(jié)論

　　水分脅迫對玉米的生長發(fā)育造成一定的影響，但并不一定導(dǎo)致玉米減產(chǎn)[3-5]，其原因是玉米各階段的生長發(fā)育并不是相對獨立的，當(dāng)玉米苗期經(jīng)受適當(dāng)?shù)乃置{迫，在控制植株生長的同時，可促進根系生長發(fā)育，增加其對深層土壤水分的吸收，使莖稈生長健壯，增強玉米的抗倒伏性能，減少葉片蒸騰，從而增強中后期的抗旱能力，這有利于節(jié)約水分、增加產(chǎn)量，問題的關(guān)鍵在于適度的水分脅迫指標(biāo)的確定[13]。有研究表明玉米三葉期干旱脅迫后，生育階段推遲了13d，葉面積偏小，但復(fù)水后株高和產(chǎn)量得到較大提高，而且最終產(chǎn)量差異不大[14]。筆者認(rèn)為，在拔節(jié)期中度水分脅迫對玉米的株高與干物質(zhì)積累影響不大，對莖粗和葉面積指數(shù)有一定影響；而灌漿期中度和重度的水分脅迫對玉米的形態(tài)指標(biāo)及干物質(zhì)積累均有顯著影響，這一結(jié)果與白莉萍等[15]研究結(jié)果相似，說明在拔節(jié)期前，適當(dāng)?shù)乃置{迫對玉米植株的生長影響不大，灌漿期的水分脅迫對玉米的干物質(zhì)積累有較大的影響。但也有研究顯示，干旱脅迫導(dǎo)致玉米生長發(fā)育緩慢和減產(chǎn)程度的大小因脅迫時期、脅迫程度及持續(xù)時間而不同[16]。白向歷等[17]研究表明，拔節(jié)期水分脅迫導(dǎo)致植株矮化、穗位高降低，從而使產(chǎn)量下降，特別是抽雄吐絲期干旱致使花期不遇，穗粒數(shù)大幅度下降，從而嚴(yán)重影響玉米的產(chǎn)量，這與本研究存在差異。

　　綜合分析認(rèn)為，拔節(jié)期中度脅迫對產(chǎn)量的影響不大，但重度脅迫時6.5萬～7.0萬株/hm2種植密度嚴(yán)重減產(chǎn)。在灌漿期干旱脅迫，隨著種植密度的增加，玉米產(chǎn)量隨之降低，特別是高種植密度下產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響。因此，在較為干旱的地區(qū)，建議種植密度為6.0萬株/hm2，這樣可彌補水分虧缺造成的單株玉米所需水分，從而有效減少產(chǎn)量損失。

　　參考文獻：

　　[1]VAMERALIT,SACCOMANIM,BONAS,etal.Acomparisonofrootcharacteristicsinrelationtonutrientandwaterstressintwocornhybrids[J].PlantSoil,2003,255:157-167.

　　[2]李樹軍,黃先順,張建國.不同玉米雜交種萌發(fā)期及花期抗旱性研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(12):1-3.

　　[3]谷巖,孫楊,郭占全,等.膜下滴灌不同玉米品種水分利用效率及產(chǎn)量研究[J].灌溉排水學(xué)報,2016,35(3):51-55.

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