黄淮海地区作为我国的粮食主产区之一,其主要农作物的发展事关粮食安全和农民增收致富。在黄淮海区域特有的小麦玉米一年两熟的耕作模式中,玉米又显得尤其重要。近年来,黄淮海地区的玉米发展出现了一些新动向,一方面,籽粒机收的出现改变了传统的玉米收获方式,对玉米品种的熟期、脱水速度等特性提出了要求;另一方面,种植密度的提高和频发的极端天气,提高玉米的抗逆性显得更为重要。“矮、早、密”已经成为很多品种突出其亮点宣传用语标配。
黄淮海地区一直是我国玉米品种更新换代较快的区域,从最开始的郑单958,到2021年审定玉米品种2847个,极大丰富市场品种资源。特别是在产量、性状上,也有着很大幅度的提高,品种的单产上去了,但是仍不能满足黄淮海区域市场需求,能不能通过提高种植密度来进一步挖掘高产潜力?
“提高种植密度的想法很早便提了出来,但很快发现,并不是密度越大产量就越高。”河南省鹤壁市农科院研究员程相文提到。早在1999年时,鹤壁农科院就对郑单958进行了密度试验,从每亩3000株到5500株,每隔500株一个密度梯次。实验结果发现,从3000株增密到4000株时的产量提高最大,达到了100公斤,此后随着密度的提高,产量反而下降,到5500株时,已经出现了减产。按照一般的逻辑,种得越多,长得也应该越多,为何在玉米身上却不适用呢?“玉米受到株形的影响,会遮挡住一部分太阳光,如果密度过高,株形又是大穗型,那单株的产量必然降低。”
过去在不重视密度的时代,农民普遍喜欢稀植大穗,看到玉米长得高、棒子长得大,就是高产的象征。但这种偏好在密植时代却行不通了,过于庞大的单株玉米遮挡了其他玉米的阳光,整体的产量就受到了影响。“因此提高种植密度的关键就是要通过优化株形,提高阳光的利用率。”程相文表示。
密植栽培促进玉米增产已成为学术界共识。在特定环境条件下,产量与种植密度的关系符合等差与等比的混合模型,品种和栽培措施共同决定了适宜种植密度。在高种植密度条件下,需更加关注玉米冠层结构引起的群体光合特性改变,通过栽培管理协调群体与个体的发展,促进玉米群体产量的提高。西北灌溉玉米区充分满足水肥供应的条件下,密度在 10.5 万株/h㎡(7000株/亩)时实现了最高产量。在西南海拔较高的地区种植密度增加到 8.95—9.86 万株/h㎡(6000-6600株/亩)时对增产作用较大。全国玉米主要产区种植密度与高产研究种植密度相比尚有较大差距,如何推动区域种植密度进一步提升将是未来玉米栽培研究工作的重点。同时,在种植密度变化过程中,玉米产量变化在区域间存在较大差异,不同区域玉米种植密度和产量的变化关系非常复杂。对于黄淮海玉米主产区来说,多方面因素制约,达到西南和西北那种高密度是不现实,那黄淮海最佳种植密度提高到多少实现最高产量目的?
“黄淮海玉米主产区,因其具有全球独特、中国特色一年两熟制(小麦/玉米),玉米贴麦茬直播、免耕、秸秆还田的生产种植模式,一般在100天的有限生育期时间内,伴随着高温多雨的雨热同步,风灾倒伏,高温热害,阴雨寡照,干旱涝渍的频发重发灾害性天气。因此,黄淮海玉米品种不仅要具备耐干旱、耐瘠薄、抗倒伏、耐阴雨寡照、耐高温热害;抗南方锈病、抗茎基腐病、抗穗粒腐病,抗多种逆境及病虫害侵袭;有要有广泛的区域适应性,能对不同年份气候环境、土壤条件、等生产方式的适应性。目前评价黄淮海一个好的玉米品种应该具备:高产、优质、多抗、广适、易制种等综合优良性状加特殊优点(亮点、卖点、痛点等)。对于种植密度,特别建议黄淮海区域一般合理种植密度为4500-5000株/亩。合理的种植密度,既能满足达到高产要求,又能降低高密度因气候条件和种植模式带来的风险。”北京农林科学院玉米研究中心主任赵久然说。
单纯提高种植密度并不能带来产量提高。高密度下群体源不足往往是增产的主要限制因素。种植密度增加会改变茎秆干物质积累和分配,增加倒伏风险;增密改变了群体结构和通风透光条件,病、虫危害的风险也随之增加。比如先锋和孟山都的品种差别就很大,先锋公司的品种一般中等密度,营养生长茂盛,果穗粗大。而孟山都的品种则一般株高较矮,穗位中等偏上,根系发达,这三个特征决定了品种能上密度,且多为中型果穗,在较高密度下能获得较高产量。玉米品种在每一个密度下都需要调动成千上万的基因能够相互磨合好以适应这个密度下的基因最优表达,株型是密度设计里的重要内容,但是并不见得株型紧凑就适合高密,还与品种的抗倒伏能力、养分水分利用效率等有关。这些都是生产中限制种植密度提高的主要障碍因素。
西北灌溉玉米区和北方高纬度春玉米区是近年来玉米发展最快的种植区域,以耐密品种推广为契机,应用膜下滴灌、合理施肥、精量播种、机械粒收等技术,在中国率先实践了密植高产机械化栽培技术模式,产量和效益均领先于全国水平。但对于黄淮海玉米主产区来说,因气候环境、土壤条件、生产方式等因素制约,象西北玉米主产区密度在 10.5 万株/h㎡(7000株/亩)时实现了最高产量,确实还有很长的一段路要走。
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