植物密度对尼泊尔中部山区玉米/小米系统生产力的影响

摘要

玉米/小米种植制度对于促进尼泊尔中部山区的可持续粮食安全至关重要。然而，最近它的生产率要么保持不变，要么下降。植物密度不足是该系统生产率低的主要原因之一。进行了一项研究，以确定不同玉米种群密度下玉米/指谷子系统的生产力。测试了两个玉米群体:一个群体在收获时密度为36000株ha-1，另一个群体为53333株ha-1。这两种群体处理在帕尔巴特和巴格隆中部山区的5个农民田间实施。每个农场在两个地点有四个成对的地块。从每一块地的每一个样方观察收获时的最终株数以及玉米和小米的产量和产量组成。结果表明，较高的初始玉米种群使该系统的生产力提高了约150%。然而，随着最终玉米种群从36000株hm -1增加到53333株hm -1，手粟产量平均降低了32%。 The recommended plant population of 53,333ha-1 is necessary for increasing productivity of maize/millet systems in the mid hills of Nepal.

关键字

玉米/小米，植株密度，玉米产量

介绍

玉米(Zea mays L.)和指谷子(Eleusine coracana Gaertin)分别是尼泊尔第二大和第四大最广泛生产的谷类作物，超过70%的玉米和75%的指谷子在中部山区生产。在尼泊尔，指谷子种植总面积的85%是玉米。玉米-谷子系统对农民有利，因为它减少了土地准备，更有效地利用了水分、养分和劳动力资源[12］．

但玉米-谷子系统产量较低(玉米平均产量为2.5 mga -1，指-谷子平均产量为1.13 mga -1) [1正在阻碍中部山区的粮食安全。导致系统生产率低的一个因素是错误的间伐操作，导致收获时的植株数量低于最佳水平。然而，这些地区玉米-谷子系统缺乏关于最佳植物种群的信息。因此，目前的调查是为了确定增加玉米种群是否会增加尼泊尔中部山区的产量。

材料与方法

研究地点描述

这项研究分别在巴格隆和帕尔巴特山区的庞村和朗冈村进行。两地土壤均呈红褐色，质地为粘土壤土，龙冈pH值为6.0 ~ 6.5，庞城pH值为6.0。龙冈为0.18%、71ppm、111mg kg-1，庞区为0.21%、65 ppm、95mg kg-1。两个地点的土壤有机碳均为1.6%。

2010年4月的第二周，这两个地点都种植了玉米。整地时每公顷施用10吨农场粪肥(鲜重)，作物膝高期每公顷施用40公斤尿素(46%氮)作追肥。所有作物都在不灌溉的雨养条件下维持。在当地锄头的帮助下，在一个季节内完成了两次人工跨文化操作;播种后35天(DAS) 1次，及膝高期1次。任何剩余的管理决定都是按照农民现有的做法进行的。

实验设计与布置

本研究采用传统农户操作(FPP)和基于研究的推荐操作(RPP)两种玉米群体处理。两种处理的初始玉米种群均为65,000株/公顷，而FPP和RPP处理收获时的最终种群分别为36,000株/公顷和53,333株/公顷。FPP处理的最终玉米种群是根据2010年在巴格隆区和帕尔巴特区Pang和langgaon村周围分别种植玉米之前进行的实地调查确定的(见结果和讨论)。RPP处理的最终种群是根据每公顷53333株的研究建议确定的。值得注意的是，根据农民的实践，RPP处理在30 DAS时稀释至最终密度，而FPP处理在60 DAS时稀释至最终密度(见结果和讨论)。FPP和RPP的比较在Pang和laggan的五个农民的田地上进行。每块田包含4个FPP和RPP处理的地块，每个地块呈条状平行运行。样方为5mx5m (25m2)，初始玉米种群记录在20 DAE，最终植株种群记录在收获时。测定了玉米和小米的籽粒产量、产量构成和株高。

数据分析

利用GENSTATC Discovery版本对玉米和小米的种群和产量参数进行方差分析。各处理采用f检验进行比较，各处理之间的显著差异采用5%概率水平的最小显著差异(LSD)进行比较。

结果与讨论

调查结果

2010年在庞和拉格昂周边地区进行的调查结果显示，这些地区的标准农民做法是初始玉米种植密度分别为每公顷约65,000株和62,000株(表1)．然而，由于用于动物饲料的植物数量减少，这两个地区收获时的最终玉米种群减少到每公顷约36,000株(图1和图2)。根据牲畜饲料的需要，农民将玉米田按30、45和60 DAS进行疏耕。其他研究也证实了尼泊尔山区的这种植物种群波动。苏贝迪和达塔尔[12]的研究发现，尼泊尔西部山区的初始和收获植物林分分别为每公顷69000±1800株和37000±1700株，比初始林分减少了46%。在东部山区进行的一项研究Tiwari等。[13]，结果表明，在三个不同的地点，初始平均种群比国家推荐的玉米种群分别高102、100和38.5%，但在相同的地点，最终平均种群分别少45、42和28%。在中央山区的类似研究中，Bisworkama也发现了类似的结果[3.］．

密度对玉米高度的影响

玉米株高与地理位置无显著差异，但与最终种群密度有显著差异。在Pang和lungaun, FPP处理的株高比RPP降低了约68% (表2)．虽然RPP处理有较高的最终种群，但在30 DAS时变薄，而FPP在60 DAS左右变薄。因此，FPP的矮小很可能是由于在其营养阶段，即生物量积累的关键时期，种内资源竞争的时间更长且越来越激烈。对于FPP来说，在繁殖发育阶段，在季节早期高密度植物的有害影响超过了较低的植物种群(相对于RPP)的任何好处。这一假设已得到其他对雨养玉米研究的支持[7，11］．

密度对产量组成的影响

产量组成包括穗轴直径和长度、每行粒数、每穗轴粒行数和千粒重。除了每行籽粒数外，庞和龙高两个地点的这些参数均无显著差异。相比之下，RPP处理的各产量组成参数均显著高于FPP处理(表3)．大量研究表明，玉米种群密度对本研究中测量的所有成分都有影响[11，5，14］．同样，相对于FPP, RPP更大的产量构成可以归因于季节早期较低的植物种群(见密度对玉米的影响)。桑戈伊等人[9]还发现，由于玉米种群密度高，早期生长阶段的压力，发育较晚的远端小穗不能结粒，因为营养缺乏导致吐丝延迟，导致很少或没有花粉可用于受精。同样地，较高的林分密度会减少穗梢的生长，导致开花时转化为功能小花的原始小穗减少。穗部有限的碳和氮供应促使幼粒受精后立即流产[9］．

密度对玉米籽粒产量的影响

庞氏区RPP和FPP的产量均明显低于龙高区，这可能是由于后者的土壤肥力较高。此外，根据RPP处理相对于FPP处理的产量组成部分的改善，RPP也在两个地点表现出显著的玉米籽粒产量。密度越高，玉米籽粒产量就越低，因为玉米的穗型越小，每株的穗数也越少[2］．其他研究也报告了类似的结果[4，6，8］．

密度对手谷子产量的影响

手谷子在不同产地间产量差异较大，以龙冈产量较高。与玉米作物一样，小米产量的提高很可能是由于土壤肥力的提高。然而，与玉米作物不同的是，FPP表现出明显高于RPP的指谷粒产量，尽管差异没有那么大(表4)．RPP的产量较FPP分别降低28%和36%。一个可能的原因是由于RPP处理的最终植株密度较高，玉米对传代的指谷子有较大的遮挡。相反，由于FPP处理间伐延迟，季初的高竞争降低了玉米产量，但由于植株数量少，季末的低竞争导致手粟产量较高。增加种植密度可提高玉米单位面积产量[8］．

密度对粮食总产量的影响

通过研究手粟和玉米的总籽粒产量，可以清楚地看到，由于低密度，FPP对手粟籽粒产量的轻微增加远远超过高密度RPP处理中发现的玉米籽粒产量(表5)．RPP在龙高和庞区分别增产78%和72%。

结论

本研究的结果证明了两个非常重要的概念:a)适当的间伐时机对玉米产量最大化至关重要。玉米发育的早期阶段对竞争和资源争夺很敏感。因此，在60 DAS之前不减薄的田地将导致玉米产量下降;b)玉米种群密度显著影响籽粒产量构成，进而影响籽粒产量。根据这项研究，农民通常的做法是每公顷36000株(最终密度)，这对于实现最高粮食产量来说太低了。将最终植株数量维持在每公顷约53,000株已证明可以大大提高产量。

密度与产量的关系很可能遵循钟形曲线，也就是说，存在一个最佳密度，使粮食产量最大化，任何偏离该密度(低或高)都会导致产量下降。鉴于此，需要进行包括更多密度处理在内的进一步研究，以确定该地区及其玉米品种的最佳密度。

确认

作者非常感谢CIMMYT总部给予的财政援助和NARC的学习假，以执行Karki先生的论文研究。尼泊尔拉姆普尔地区农业研究站和国家玉米研究项目提供的技术和日常帮助也得到高度肯定。

参考文献

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