华北热资源限制区实现夏玉米高产高效和机械粒收的适宜种植密度和施氮量

[目的]华北平原夏玉米高效生产不仅取决于产量和肥料利用率,也依赖于高效的机械粒收.本研究探讨了密度与氮肥用量对夏玉米产量形成和收获期籽粒水分含量的影响.[方法]以玉米'京农科728'为材料,采用裂区试验设计,主区设置2个密度:7.5×104株/hm2(D7.5)和9.0×104株/hm2(D9.0),副区设置5个施氮(N)水平:0、180、240、300和360kg/hm2(分别表示为N0、N180、N240、N300和N360).测定了不同密度和氮肥用量下玉米叶片SPAD值、叶面积指数(LAI)、干物质积累(DM)、籽粒灌浆、产量及其构成因素、氮肥偏生产力(PFPN)和农学利用效率(AEN).[结果]与D7.5相比,D9.0处理V6和R1期LAI和DM分别提高5.0％～26.3％和3.7％～34.8％;籽粒最大灌浆速率(Gmax)提高0.35～1.33 g/(100-grain·d),灌浆速率最大时日期(Tmax)提前4.4天但灌浆持续期缩短6.9～12.2天,穗粒数减少15.0～51.3粒,实现增产2.4％～28.3％,达7.36×103～12.22×103 kg/hm2;PPFN和 AE分别显著提高10.1％～17.2％和72.0％～94.4％.与N0 相比,夏玉米叶片SPAD值随施氮量增加显著提高,施氮处理LAI和DM分别提高3.5％～171.3％和5.0％～177.7％;N240～N360水平Gmax达峰值1.33～1.39 g/(100-grain·d),施氮处理Tmax提前4.1～4.6天,灌浆速率最大时生长量(Wmax)提高5.7％～9.4％;百粒重提高0.5％～18.4％,穗粒数显著增加62.8～79.2粒,产量提高3.2％～115.7％,达 10.10×103～11.33×103 kg/hm2.在D7.5和D9.0下,随施氮量增加夏玉米PFPN、AEN分别显著降低24.2％～46.6％和21.2％～43.1％、21.1％～32.5％和13.0％～32.9％.[结论]较高的夏玉米密度可以有效提高玉米干物质积累速度,降低籽粒含水量至15.4％～24.8％,满足籽粒机收的要求.施氮量控制在180～240 kg/hm2,可进一步降低籽粒收获时的含水量,提高叶片SPAD值、叶面积指数及干物质积累,改善籽粒灌浆提高粒重,实现产量稳定在10.5×103～11.2×103 kg/hm2,氮肥偏生产力和农学利用效率高达47.0～59.7和27.6～30.9 kg/kg.因此,机收夏玉米适宜的密度为9.0×104株/hm2,施氮水平为180～240 kg/hm2.