种植密度与施氮量互作对不同玉米品种产量和水分利用效率的影响

【目的】合理增密配合适量施氮是玉米丰产增效的重要技术途径,研究氮密互作对玉米生长、生育期内耗水量及水分利用率的影响,可为玉米增密控氮条件下水资源的高效利用提供技术依据。【方法】分别于2022和2023年在吉林省设置田间试验,采用良玉99和德美亚3两个玉米品种,设置5、7、9万株/hm^(2)3个种植密度和0、100、200、300 kg N·hm-24个施氮水平,研究种植密度和施氮量对不同品种玉米各生育时期植株干重、土壤含水量、耗水量、水分利用效率和籽粒产量及水分生产力的影响。【结果】种植密度显著影响玉米植株干重和籽粒产量,但品种间响应趋势不同。良玉99在种植7万株/hm^(2)的产量较5、9万株/hm^(2)两年平均分别显著提高11.1%和18.3%,德美亚3种植7、9万株/hm^(2)较5万株/hm^(2)两年平均分别显著提高10.5%和9.3%。施氮显著提高玉米植株干重和产量,且与品种、密度存在显著交互作用。与N0相比,良玉99施氮增产38.0%—60.7%,德美亚3增产24.4%—38.2%,良玉99施氮产量增幅更高。随种植密度的提高,2个品种在低施氮量与高施氮量下产量差距均呈逐渐增大趋势,且良玉的表现更为明显。种植密度和施氮量也显著影响玉米对水分的消耗和利用,且密度与品种间存在交互作用。德美亚3的生育期总耗水量随密度的增加呈持续上升趋势,而良玉99以种植7万株/hm^(2)显著高于其他密度。不同密度条件下,2个品种的耗水量均随施氮量的增加而持续上升。受年际降雨量及分布的影响,玉米不同生育时期的水分利用效率对种植密度和施氮表现出复杂的响应趋势。良玉99在种植5、7万株/hm^(2)的水分生产力较9万株/hm^(2)两年平均增幅为8.6%和10.4%;德美亚3则在种植7万株/hm^(2)的水分生产力最高,较5、9万株/hm^(2)增加5.8%和5.3%。施氮对玉米水分生产力的影响在不同密度下存在差异,总体上低密度下施氮处理间差异较小,而中、高密度下显著增大。相比德美亚3,良玉99的水分生产力在中、高密度施氮后的增幅更高。相关分析表明,氮密互作通过影响玉米植株各生育阶段对水分的利用而显著影响产量和水分生产力。【结论】氮密互作显著影响东北雨养区玉米产量与水分利用,良玉99和德美亚3在适度增密至7万株/hm^(2)配合200 kg N·hm-2施氮量条件下可获得较高产量和水分生产力。