滴灌水肥一体化模式下夏玉米品种筛选研究

宋朝玉，修翠波，黄俊杰，范学鹏，王圣健，宫明波

(1.青岛市农业科学研究院，山东 青岛 266100；
2.即墨市农业农村局，山东 即墨 266073)

目前，滴灌已被证明是节水高产高效的有效技术，滴灌施肥在以色列、美国、澳大利亚等农业发达国家已大面积应用，其中以色列80%以上的土地灌溉采用水肥一体化技术[1]。与传统方式相比，水肥一体化可以减少肥料挥发、固定以及淋洗带来的损失，肥料利用率可达30%～50%，氮肥利用率可达75%～80%[2，3]，水分利用率可提高40%～50%[4]。杜文波[5]研究表明，与常规漫灌相比，滴灌水肥一体化每公顷节水1 192 m3，节水119.9%。滴灌水肥一体化追施氮肥对玉米籽粒灌浆和脱水过程调控具有明显促进作用[6]，显著提高玉米产量[7]。由于玉米遗传背景的差异，根系在土壤中的空间分布不同，对水分、肥料养分的利用效率也存在显著差异。种植密度是影响产量的重要因素之一，但不同品种对种植密度反应并不一致[8]。玉米品种都是在常规水肥条件下选育而成，多数品种筛选试验也是在常规水肥条件下进行，在滴灌水肥一体化模式下进行的品种筛选试验研究很少。因此，本研究选择12个夏玉米品种，3个种植密度，在5个试验点进行水肥一体化栽培模式下玉米品种筛选试验，以期筛选出该模式下‘密度＋品种’的高产组合。

1.1 试验地概况

试验设在山东省青岛市即墨区大信镇(N36°27′33.70″，E120°18′9.21″)、蓝 村 镇(N36°25′41.35″，E120°11′48.34″)、移 风 店 镇(N36°32′43.38″，E120°14′12.85″)、段 泊 岚 镇(N36°30′10.47″，E120° 22′29.19″)和 灵 山 镇(N36° 36′11.38″，E120°31′8.10″)共5个试验点。试验地土壤基本理化性状见表1。

表1 试验地耕层土壤基本理化性状

1.2 试验设计及方法

试验采用裂区设计，主处理为种植密度，设60 000株·hm－2(低密度)、67 500株·hm－2(中密度)和75 000株·hm－2(高密度)共3个水平，副处理为夏玉米品种，分别为郑单958(对照品种)、登海605、立原296、登海1717、天塔619、惠民157、正大1473、YF3240、登海6188、隆平904、鲁单9088和科腾518共12个品种，‘中密度＋郑单958’为对照组合。小区面积20 m2。随机区组排列，重复3次。

每小区种植玉米5行，行距60 cm。玉米播种后，每行铺设一根滴灌带，采用滴灌水肥一体化模式管理肥水，分别于苗期、小口期、大喇叭口期浇水3次，每次40 m3。施用复混肥(N－P2O5－K2O为15－9－26)750 kg·hm－2，大喇叭口期随浇水追施尿素225 kg·hm－2。

于2021年6月26—28日播种，10月15—17日收获。每小区连续收获双行20穗供测产。随机选择其中10穗调查行数、行粒数并计算穗粒数。风干后脱粒称重，测籽粒含水率，换算14%含水率籽粒产量；
测百粒重，重复4次，取平均值并换算成14%含水率的百粒重。

1.3 数据处理与分析

试验数据采用Microsoft Excel进行整理，采用SPSS软件进行统计分析及显著性检验。

2.1 参试因素对玉米产量及构成的影响

从多点试验各处理数据统计结果(表2)可以看出，地点和品种对夏玉米穗粒数、百粒重、籽粒产量均存在极显著影响；
密度对百粒重存在显著影响，对穗粒数、籽粒产量存在极显著影响。密度和品种的交互作用对夏玉米穗粒数、百粒重、籽粒产量影响均不显著。

表2 夏玉米产量及其构成的方差分析F值

2.2 种植密度对夏玉米产量及其构成的影响

比较所有参试品种在不同密度水平的籽粒产量、穗粒数和百粒重平均值(表3)可以看出，中、高密度处理的穗粒数、百粒重均显著低于低密度处理，而由中密度提高到高密度时，玉米的穗粒数、百粒重没有显著变化。随密度增加夏玉米产量逐渐提高，且高密度处理显著高于中低密度处理。

表3 密度对夏玉米产量及其构成的影响

2.3 不同品种籽粒产量及其构成的比较

比较所有密度下不同品种的产量性状(表4)可以看出，正大1473平均穗粒数最多，比对照品种郑单958多55.1粒，增幅达10.7%，也是唯一一个穗粒数显著高于对照的品种。而登海1717、立原296、鲁单9088、登海6188和隆平904的穗粒数显著低于对照品种，分别比对照品种少78.2、71.1、63.9、39.7粒和39.6粒。

表4 不同品种的夏玉米产量及其构成

参试品种中，以立原296和登海1717百粒重较高，分别为36.2 g和34.3 g，比郑单958分别高5.7 g和3.8 g，增幅达18.7%和12.5%；
正大1473和科腾518百粒重较低，分别比郑单958低13.4%和8.5%。

立原296、隆平904比郑单958显著增产，增幅分别为15.5%和9.2%；
鲁单9088、YF3240、登海6188、登海1717、惠民157、登海605比郑单958增产，但不显著；
科腾518和天塔619产量较低。

2.4 不同密度水平下品种籽粒产量的比较

由表5看出，不同密度水平下品种籽粒产量也存在差异。低密度水平下，籽粒产量前5位的玉米品种为隆平904＞立原296＞鲁单9088＞登海605＞登海6188；
中密度水平下为立原296＞鲁单9088＞隆平904＞登海6188＞登海1717；
高密度水平下为立原296＞YF3240＞鲁单9088＞隆平904＞登海1717。

表5 不同密度水平下品种籽粒产量的比较

2.5 ‘密度＋品种’组合的比较

在36个‘密度＋品种’组合中，产量前5位的依次为高密度＋立原296＞高密度＋YF3240、高密度＋鲁单9088＞高密度＋隆平904＞高密度＋登海1717，比对照组合中密度＋郑单958分别增产30.8%、21.1%、16.2%、15.1%和13.0%。

在各试验点籽粒产量前5位的‘密度＋品种’组合中(表6)，高密度＋立原296出现4次，比对照组合增产20.9%～45.9%，且在大信镇、蓝村镇、段泊岚镇均居第1位；
低密度＋立原296出现1次，在蓝村镇位居第4位，比对照组合增产21.4%。

表6 试验点产量较高的‘密度＋品种’组合

高密度＋YF3240、高密度＋鲁单9088和高密度＋登海605均出现2次，比对照模式组合分别增产28.6%～37.1%、21.3%～26.3%、21.5%～25.6%。高密度＋登海1717出现2次，在大信镇、段泊岚镇，比对照组合分别增产22.6%和21.0%；
中密度＋登海1717出现1次，在移风店镇，比对照组合增产31.1%。高密度＋惠民157共出现3次，在大信镇、蓝村镇和段泊岚镇，分别比对照模式组合增产10.2%～20.6%。高密度＋6188、中密度＋登海6188、高密度＋隆平904、低密度＋隆平904、高密度＋正大1473、高密度＋科腾518、高密度＋郑单958均出现1次，比对照组合增产10%以上。

2.6 滴灌水肥一体化模式下夏玉米产量及其构成因子的相关性分析

通过对夏玉米籽粒产量及其构成因子的相关性分析(表7)可以看出，玉米籽粒产量与密度、百粒重呈极显著正相关，而与穗粒数无明显相关性；
穗粒数与密度、百粒重呈极显著负相关；
百粒重与种植密度无明显相关性。表明在一定范围内增加种植密度、选择百粒重较高的玉米品种利于获得较高的产量。

表7 产量及其构成因子的相关性分析

3.1 密度对夏玉米产量及其构成的影响

增加种植密度是提高玉米单产的有效措施，但当密度增加时，植株个体之间争夺光照和养分，会导致单株前期干物质积累减少，影响干物质后期转运，导致穗粒数减少和百粒重降低[9，10]。本研究中，67 500株·hm－2和75 000株·hm－2两个密度水平，玉米穗粒数和百粒重无显著差异，可能与采用滴灌水肥一体化种植模式有关；
以往研究认为穗粒数显著影响籽粒产量，但本研究结果表明穗粒数与籽粒产量无明显相关性，可能与参试品种中多粒型偏少、2021年降雨偏多等条件有关。

受种植习惯影响，农户的夏玉米种植密度一直难以提高，一般播种按照67 500株·hm－2进行，田间实际留苗63 000株·hm－2左右[11]。研究推荐种植密度提高到67 500～75 000株·hm－2[8，11，12]。本研究表明密度由60 000株·hm－2提高到67 500株·hm－2，籽粒产量虽有增加但不显著，当密度增加到75 000株·hm－2时，才能达到显著增产效果。在5个试验点产量前5位的‘密度＋品种’组合中，籽粒产量比对照组合(67 500株·hm－2＋郑单958)增产均在10%以上，种植密度绝大多数为高密度水平(75 000株·hm－2)。

3.2 品种对夏玉米产量的影响

穗粒数和百粒重是玉米品种的重要遗传性状，在不同栽培环境下，两者均会发生较大的变化。在高密度条件下百粒重是决定产量的主要因素，密度对粒重的影响低于对穗数和穗粒数影响[13－15]。本研究参试品种中，密度对百粒重有一定影响，但是3个密度水平下百粒重仅相差0.6～1.3 g，绝对数值变化较小。立原296百粒重最高，在高、中、低密度水平下产量分别位居第1位、第1位和第2位；
登海1717百粒重仅低于立原296，在中、高密度水平产量均位居第5位。鲁单9088百粒重居第3位，在高、中、低密度水平产量分别位居第3位、第2位和第3位。隆平904百粒重居第4位，在高、中、低密度水平的产量分别位居第4、第3、第1位。YF3240百粒重居第7位，在高密度水平产量位居第2位。由此可见，百粒重较高的品种在适宜的密度条件下容易获得高产。

3.3 ‘密度＋品种’最优组合推荐

通过以上比较分析，在滴灌水肥一体化模式下，推荐玉米种植密度为75 000株·hm－2，推荐玉米品种为立原296、鲁单9088、隆平904、YF3240和登海1717。