增密增肥对雨养旱作春玉米产量及农艺性状的影响

摘要 为了探索冀西北雨养区春玉米单产提升技术，试验设置春玉米增密增肥处理、单施有机肥处理，以当地种植模式为对照，监测春玉米农艺性状、穗部及产量性状。结果表明，增密增肥处理增加了春玉米植株的秃尖率，降低了千粒重及穗粒数，较CK显著增产5.3%；单施有机肥处理增加了春玉米植株的穗粒数和千粒重，降低了秃尖率，较CK显著增产10.4%。2个处理的千粒重、产量与对照间均有显著差异。因此，增加密度、增施有机肥能提升雨养旱作区春玉米产量。

关键词 雨养区；春玉米；种植密度；有机肥；产量

中图分类号 S 513  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2025）02-0022-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.005

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Increasing Density and Fertilizer on Yield and Agronomic Characters of Rain-fed Spring Corn

YIN Wen-xu，LIU Chen，BAI Xue-dong et al

（Key Laboratory of Analysis and Inspection of Agricultural Products and Food Safety of Hebei Province/Key Laboratory of Quality and Safety of Characteristic Agricultural Products of Zhangjiakou City， Hebei North University， Zhangjiakou， Hebei 075000）

Abstract In order to explore the techniques to improve the yield of spring corn in the rain-fed area of northwest Hebei Province， we set up treatments of density and fertilizer increasing treatment and single application of organic fertilizer treatment， with local planting patterns as the CK. The agronomic， ear and yield characters of spring corn were monitored. Results showed that density and fertilizer increasing treatment enhanced the bald tip rate， reduced the 1 000-grain weight and ear per grains， and its yield enhanced by 5.3% significantly. Single application of organic fertilizer treatment enhanced the grains per ear and 1 000-grain weight， reduced the bald tip rate， and its yield enhanced by 10.4% significantly. Compared with CK， the 1 000-grain weight and yield of the two treatments had significant differences with those of CK. Thus， increasing planting density and fertilizer could enhance the yield of rain-fed spring corn in dry farming areas.

Key words Rain-fed area;Spring corn;Planting density;Organic fertilizer;Yield

雨养旱作农业就是巧用天然降水，在无灌溉条件下发展农业生产。在降水不多的干旱和半干旱地区，雨养旱作农业是发展农业生产的有效途径。 我国河北北部地区的年降水量一般不低于300 mm^［1］，有发展雨养旱作农业的良好条件。河北北部属于春玉米区，玉米是该区的优势作物，种植面积大，但产业发展水平滞后于东北春玉米区，造成产需矛盾进一步拉大，通过增加种植密度及增施有机肥来提高玉米单产和总产水平是缓解区域产需矛盾、保障国家粮食安全的根本途径^［2］。玉米生产是群体条件下的生产，密度是影响籽粒产量的重要因素之一，合理密植是获得玉米高产的重要途径^［3-4］。在一定范围内玉米单产与密度呈正相关，密度过高则导致玉米产量降低^［7-8］。王楷等^［9］研究指出，实现玉米 15 t/hm2以上产量水平的最适种植密度范围为 7.15万～14.45万株/hm2 。同时，在目前的生产力水平下，有机肥也是玉米增产的关键措施之一，对玉米增产的贡献率达到了40%^［10-11］，有机肥料的使用能够在提高土壤肥力和缓解环境污染问题上有较大的应用潜力^［4-5］。研究表明，有机肥部分替代化肥，能协调有机与无机养分的平衡供应，满足作物生长发育需求，保持作物高产稳产^［12-13］。农田施用有机肥不仅能够改善土壤理化特性，而且能够增加作物产量^［14］。农田施有机肥可以改善土壤容重、孔隙度，提高土壤蓄水保墒性^［15-17］，增加土壤有机质和各种养分含量，提高土壤供肥能力^［18-19］。雨养春玉米增密增肥对增产的效应受土壤水分不足制约，针对冀寒旱地区密度低、施肥种类单一等玉米生产中的主要问题，确定冀寒旱地区易旱区旱地玉米合理的种植密度及施肥种类，有利于发挥增产效应，挖掘旱地玉米生产潜力，而目前关于冀寒旱地区春玉米合理密植及施加有机肥效应的研究报道较少。鉴于此，笔者通过旱作覆膜玉米连作定位试验，系统研究了全膜双垄沟种植雨养旱作春玉米增密增肥对产量、植株性状及经济效益等问题，旨在为冀寒旱地区雨养旱作春玉米合理密植、施肥和增产稳产提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在河北省张家口蔚县西合营镇南大坪村进行（114°13′～115°04′E，39°34′～40°10′N），属暖温带大陆性季风气候。夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，低温持续时间长。年降水量为400 mm，平均气温在7.2 ℃。试验地是河北省典型的雨养旱作春玉米种植区。

1.2 试验设计

试验于2023年进行，玉米播种期为2023年5月2日，收获期为2023 年9 月 29日。试验设置增密增肥处理和单施有机肥处理，其中春玉米增密增肥处理为T1处理（密度67 500株/hm2、增施化肥150 kg/hm2和有机肥1 500 kg/hm2），单施有机肥处理为T2处理（密度52 500株/hm2、有机肥3 750 kg/hm2），以当地种植模式（密度52 500株/hm2、化肥750 kg/hm2）为对照。化肥采用玉米锌动力包膜控释（N∶P2O5∶K2O=26∶10∶12），有机肥采用山东源沃生物科技有限公司的根果多微生物菌剂（N+P2O5+K2O>5%，氨基酸>10%，有机质>70%）。从施肥方式来看，在春玉米播种时人工将肥料撒施入试验田块，再通过旋耕机旋地时混入土壤，采用覆膜播种一体机进行地膜全膜覆盖种植。每个处理种植0.33 hm2。

1.3 项目测定与方法

在春玉米成熟期，各小区选取连续10株长势一致玉米，测其株高、穗位高、茎粗、茎叶干重；随机选取3个50 m2样方进行测产，记录空秆率，测定小区玉米穗数、穗重、含水率，按14%含水量换算产量，之后随机取其中10穗，测定穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖长、千粒重。计算春玉米经济系数，经济系数=籽粒生物量/地上部生物量。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2013和SPSS 16.0软件进行各性状的计算、作图和方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对春玉米植株性状的影响

增加种植密度和施用有机肥对雨养旱作春玉米植株性状及其构成因素的影响见图1。由图1可知，密度由52 500株/hm2（T2处理）增加到67 500株/hm2（T1处理），平均茎粗降低了6.9%，平均株高减少了2%，平均穗位高增加了7.4%。增加密度对春玉米植株的株高和穗位高影响均不显著，但对茎粗影响显著。与CK相比，T2处理春玉米平均茎粗增加了6%，平均株高增加了4.2%，平均穗位高增加了2.2%。T2处理与CK间春玉米植株的株高、茎粗和穗位高均无显著差异。由此可见，与CK相比，T1处理降低了春玉米植株的茎粗，但增加了穗位高和株高；T2处理增加了春玉米植株的茎粗、株高和穗位高。

2.2 不同处理对春玉米穗部性状的影响

增加种植密度和施用有机肥对雨养旱作春玉米穗部性状及其构成因素的影响见图2。由图2可知，密度由52 500株/hm2（T2处理）增加到67 500株/hm2（T1处理），穗粒数减少了10.7%，秃尖率增加了0.5%，千粒重降低了10.1%。T1、T2处理间春玉米植株的千粒重和穗粒数有显著差异，但穗行数和秃尖率间均无显著差异。与CK相比，T2处理平均穗粒数增加了3.6%，千粒重增加了3.2%，秃尖率降低了0.9%。T2处理与对照间春玉米植株的千粒重有显著差异，但穗行数、穗粒数和秃尖率间均无显著差异。可见，与CK相比，T1处理增加了春玉米植株的秃尖率，降低了千粒重及穗粒数，但穗行数无明显变化；T2处理增加了春玉米植株的穗粒数和千粒重，降低了秃尖率，但穗行数无明显变化。

2.3 不同处理对春玉米产量及经济效益的影响

增加种植密度和施用有机肥对雨养旱作春玉米经济效益及产量的影响见图3。由图3可知，密度由52 500株/hm2（T2处理）增加到67 500株/hm2（T1处理），干物质量降低了11.1%，空秆率增加了8.2百分点，产量减少了5.3%，经济系数减少了2%。T1、T2处理间春玉米植株的干物质量、产量、经济系数有显著影响。与CK相比，T2处理干物质量增加了11%，空秆率增加了3.8百分点，产量增加了10.4%，经济系数增加了6%。T2处理对产量、经济系数影响显著，对干物质量和空秆率影响不显著。由此可见，与CK相比，增密增肥处理（T1处理）春玉米植株的空秆率、产量、经济系数呈增加趋势，干物质量呈降低趋势。与CK相比，施用有机肥处理（T2处理）春玉米植株的干物质量、空秆率、产量、经济系数均呈增加趋势。从经济效益角度分析，复合肥5元/kg，玉米2元/kg，种子、人工暂不计入，结果表明，T1处理比CK经济效益增加4 299元/hm2，T2处理比CK经济效益多4 740元/hm2，表明施用有机肥更有利于提升春玉米的产量和经济效益。

3 讨论

3.1 增密增肥对雨养旱作春玉米农艺性状的影响

增加种植密度是提高玉米产量的重要途径，密度增加后作物群体结构的变化会影响作物生长发育，产量构成因素及农艺性状也会发生改变。卢军帅等^［19］研究认为，玉米株高、穗位高随密度的增加而增大，而茎粗、穗粗、穗长、穗粒数、百粒质量随密度增加而减小，这与该试验结果相同。有机肥含有丰富的作物生长必需的营养物质，增施生物有机肥能促进玉米的生长，增加农艺性状和生物量。李丽丽等^［20］研究表明，相同种植密度下增肥对玉米穗部性状，如穗长、穗粗、千粒重均有所增加。该试验表明，增施有机肥与常规施氮肥相比春玉米的株高、茎粗、穗位高增加，穗粒数、千粒重显著增加，穗行数受增肥影响较小，这与上述研究结果基本一致。

3.2 增密增肥对雨养旱作春玉米产量性状的影响