刘胜男 朱建义 郑仕军 王东风 王彬 张建军 周小刚
摘要：通过田间小区试验，研究了不同种植密度39000～63000株/hm2对春玉米和夏玉米田间杂草数量和生物量、玉米株高、产量构成因素及产量的影响。结果表明，随着种植密度增加，春玉米田总杂草的数量，春玉米田和夏玉米田总杂草的生物量、穗粒数和千粒质量均呈逐渐降低趨势；春玉米的株高随种植密度的增大而增高，夏玉米的株高变化不明显；随着种植密度增加，玉米的产量呈现增加趋势，尤其是种植密度较低时，春玉米的产量增幅明显。因此，在四川省适当提高玉米的种植密度既可以降低田间杂草发生量，又可以增加玉米产量，但春玉米种植密度不宜高于57000株/hm2，夏玉米最高可达63000株/hm2。
关键词：玉米；种植密度；杂草；产量
中图分类号：S451文献标志码：A文章编号：1003-935X（2016）02-0053-05
玉米是世界上种植最广泛、影响最大的谷类作物。近年来，我国的玉米种植面积和总产量逐年上升，2012年首次成为第一大粮食品种[1]。四川省是我国重要的玉米产区，常年种植玉米面积超过130万hm2，占西南地区的1/4，其中以种植春播玉米为主，有少量的夏播玉米和秋播玉米。由于四川省气候多变、地形复杂、雨量丰沛，玉米田杂草的发生具有种类多、杂草群落复杂的特点。玉米田杂草主要是通过与玉米争水、肥、光和生存空间，传播病虫害，影响籽粒品质，造成玉米减产。
研究发现，田间杂草的群落组成、多样性及稳定性受玉米的种植密度影响，随着种植密度增加，杂草的总数量和生物量减少[2-4]。玉米的产量也随种植密度的增加而增加，但达到一定的密度时，产量不再增加，甚至是呈二次抛物线形，导致产量的降低[5]。杨继芝等以半紧凑型和紧凑型玉米品种为材料，研究密度和品种对玉米田杂草及玉米产量的影响，结果表明随着玉米种植密度的增加，杂草的总数量和鲜质量减少，半紧凑型品种对杂草数量和生物量的抑制作用大于紧凑型品种；但是密度对玉米产量的影响差异不显著[4]。由于密度对不同品种产量及产量性状的影响不同，最适的种植密度应该结合当地的生产实际来确定[6]。因此，笔者针对四川省内春玉米和夏玉米2种主要种植模式，在2014年开展试验，研究不同种植密度对玉米田杂草及玉米产量的影响，为玉米田杂草的科学防控和玉米产量的提高提供参考。
1材料与方法
1.1供试材料
作物：春玉米、夏玉米的品种均为“成单30”。
1.2试验设计
试验区玉米的种植密度设置9个梯度（处理号A至I），分别为39000、42000、45000、48000、51000、54000、57000、60000、63000株/hm2，整个生育期内不进行杂草防除；对照区（CK）玉米按常规种植密度42000株/hm2，多次人工拔除区内杂草，作为无草对照（表1）。每处理重复3次，随机区组排列，小区面积30m2。试验分别在春玉米及夏玉米上进行。
1.3试验地及田间管理概况
春玉米试验在四川省青神县黑龙镇曹庙村4社进行，2014年3月13日播种，对照区分别于5月5日、5月25日、6月18日进行人工除草；夏玉米试验在青神县黑龙镇肖坝村2社进行，2014年5月28日播种，对照区分别于6月12日、7月4日、7月16日进行人工除草。两地土壤均属沙壤土，pH值6.5，有机质含量2.2%。水肥管理和病虫害管理按常规。
1.4调查时期和方法
调查分为2个时期：（1）玉米抽雄期：小区对角线5点取样，每样方0.25m2，调查杂草种类、株数（或禾本科杂草的分蘖数）和鲜质量。（2）玉米成熟期：各小区随机选取30株，测量玉米株高后考种，调查穗行数、行粒数、千粒质量，根据公式穗粒质量（g）=穗行数×行粒数×千粒质量/1000和公式公顷产量（kg）=穗粒质量×种植密度/1000计算出穗粒质量和公顷产量。
用统计软件SPSS17.0中的邓肯氏新复极差法（Duncansmultiplerangetest）进行方差分析，比较所有密度梯度之间各项指标值的差异。
2结果与分析
2.1种植密度对玉米田杂草数量和生物量的影响
2.1.1杂草发生的数量
春玉米田禾本科杂草发生数量最大，其次为阔叶杂草，莎草科杂草最少（表2）。当种植密度为39000株/hm2时，田间总杂草株数显著大于种植密度在54000～63000株/hm2时的总杂草株数。随着种植密度增大，总杂草株数呈逐渐降低趋势，至种植密度为63000株/hm2时，总杂草株数已降至最低。
夏玉米田内，禾本科杂草占绝对优势，仅有少量的阔叶杂草和莎草科杂草发生（表3）。随着种植密度增加，禾本科杂草发生的株数呈波浪式变化趋势。由于各种植密度处理区内阔叶杂草和莎草科杂草的发生数量均不超过14株/m2，所以总杂草的株数变化趋势与禾本科杂草一致。
总体上，就田间杂草发生的数量而言，种植密度对春玉米的影响大于夏玉米。
2.1.2杂草生物量
虽然春玉米田内禾本科杂草发生的株数最多，但其生物量仅占总杂草的7.94%～11.93%；阔叶杂草的生物量占总杂草生物量的86.34%～90.20%（表2）。随着玉米种植密度增加，禾本科杂草、阔叶杂草、莎草科杂草和总杂草的生物量均呈现逐渐降低趋势。当种植密度增加到54000株/hm2及以上时，总杂草的生物量较低密度时显著降低。
不同的是，夏玉米田9种密度梯度处理区内禾本科杂草的生物量在460.00～786.67g/m2之间，占总杂草生物量的97%以上（表3）。随着玉米种植密度增加，禾本科杂草的生物量也呈降低趋势。各处理区内阔叶杂草和莎草科杂草的生物量所占比例较低，并且在不同的玉米种植密度之间没有明显的变化规律。因此，与禾本科杂草一致，总杂草的生物量也随着种植密度的增加而降低。
2.2种植密度对玉米株高和产量的影响
2.2.1玉米株高
从春玉米收获期的测量结果（表4）来看，玉米株高在290.67～306.93cm之间，总体上随种植密度的增加，玉米株高呈增加趋势，在种植密度为60000株/hm2时达到最高值。但当种植密度增加至63000株/hm2时，玉米的株高反而降至290.67cm。
就夏玉米的株高而言，在种植密度为39000、42000、63000株/hm2时，玉米的株高显著低于种植密度在51000株/hm2时。其余各密度处理之间玉米的株高差异不显著。
2.2.2玉米产量构成因素及产量
从表4结果可以看出，在春玉米田内，人工除草对照区中玉米的穗粒质量和39000～45000株/hm2处理区相当，千粒质量则与42000～45000株/hm2处理区相当。当种植密度增加到48000株/hm2或更高时，玉米的穗粒质量和千粒质量则显著低于对照区。在夏玉米田内，人工除草对照区的穗粒质量、千粒质量和39000～48000株/hm24种植密度处理区相当。随着种植密度增加，穗粒质量和千粒质量逐渐降低。总体上，无论是春玉米还是夏玉米，随着种植密度的增加，玉米的穗粒质量、千粒质量均呈现下降趋势。
对于春玉米，在种植密度39000株/hm2时，虽然玉米的穗粒质量和千粒质量较高，但其产量最低。随着种植密度增加，当种植密度为57000株/hm2时，玉米的产量最高，为9538.00kg/hm2。对于夏玉米，种植密度为39000～45000株/hm2时的产量在8186.84～8450.67kg/hm2之间，显著低于密度为60000、63000株/hm2时的产量（图1）。总体上，随着种植密度增加，玉米的产量呈现增加趋势，尤其是种植密度较低时，春玉米的产量增幅明显。
此外，在常规的种植密度42000株/hm2条件下，比较春玉米、夏玉米在人工除草处理区与未除草处理区的产量，发现人工除草并不能显著提高玉米产量。结果表明，当种植密度较低时，玉米产量主要取决于种植密度。因此合理密植，既可以达到控制田间杂草的发生数量和生物量的目的，又可以提高玉米产量。
3结论与讨论
春玉米和夏玉米田间杂草的优势种群有所不同，春玉米田禾本科杂草的发生数量最大，阔叶杂草的生物量却是最高；夏玉米田禾本科杂草的数量和生物量均居于优势地位。但是，总体上随着玉米种植密度增加，春玉米和夏玉米田总杂草的数量和生物量均呈逐渐下降趋势。说明增加玉米种植密度可以有效抑制田间杂草的生长[7]。研究表明，增加作物种植密度，可以增强作物植株整体竞争能力，同时导致作物和杂草间的种间竞争加剧，压缩杂草的生存空间，使杂草数量和生物量降低，尤其对杂草生物量的影响更大[8-12]。玉米是高秆作物，随着种植密度增加，春玉米的株高有明显的增加趋势，玉米的整体竞争力得以提高，可以较早形成玉米覆盖层，提高田间郁闭度，玉米对杂草的荫蔽作用增强，导致玉米和杂草间的种间竞争加剧，最终导致杂草数量和生物量降低。
试验结果表明，尽管春玉米和夏玉米的穗粒质量、千粒质量均随种植密度的增加而呈现降低趋势，但是，种植密度的增大使得玉米产量在一定范围内呈现逐渐增高趋势。先前也有研究表明，影响玉米产量潜力提高的主要因素是密度，适当提高种植均匀度和密度有利于提高玉米群体质量，有效利用自然资源，抑制杂草生长，改善玉米生长的生态环境，从而提高产量[2，13]。此外，也有研究表明玉米产量可随种植密度的增大而增加，但达到一定的密度时，产量不再增加，甚至是呈二次抛物线形，导致产量的降低[5]。本试验结果表明，四川省常规采用的42000株/hm2种植密度偏低，在肥水充足、病虫害防治良好的情况下，可以合理密植，既能控制田间杂草的发生，又能增加玉米产量，但春玉米的种植密度不宜超过57000株/hm2，夏玉米的种植密度最大可达63000株/hm2。
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