種植密度和種植方式對夏玉米群體根冠特性及產量的影響探討

田發榮

摘 要 不同的植物密度條件下，種植方式的不同對夏玉米的冠層、根系的結構和物質積累、葉綠素的熒光和光合特性、產量等都有影響。試驗表明，將留苗方式和種植方式改變，玉米根冠特性及產量就會發生不同的表現。

關鍵詞 種植方式；根冠生長；種植密度；夏玉米

中圖分類號：S513 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.031

根和冠的結構與功能如果關系協調，那么作物的產量就會很高，這是經過農業科技實驗得出的結論。本文就夏玉米的根冠生長態勢與種植密度、種植方式之間的關系，論述采用科學的種植密度、種植方式和留苗方式，對于夏玉米的根冠結構與功能的良好態勢及籽粒產量的增加所產生的影響。

1 材料與方法

本文談及的試驗選取了多年灌溉條件好、土質生態環境保護得當，常年種植夏玉米的地區，這里的夏玉米種植采用了密植種植的方式，株數基本采用雙株種植，每個區組種植夏玉米約為12行，行距約為67 cm，在播種前期和大喇叭口期施肥。

1.1 試驗目標

夏玉米的冠層、根系。

1.2 試驗內容

冠層：拔節、大喇叭口、開化、成熟等階段，分別進行采樣，包括對冠層部分的葉、籽粒、莖稈等采用科學方法進行測定。如葉面積、葉指數、單株干物質量、相對生長率，花期群體結構、籽粒、果穗和雄穗等，單位面積，物質量及群體結構圖等。

根系：采集根系樣品進行取樣分析，按照土層下根系深度分別取得樣品，對根系垂直分布、根系總干質量、根系分布、根系總體積、根系吸收面積和活力等進行測算和實驗。

1.3 試驗目的

觀測相同種植密度條件下，不同類型夏玉米的種植方式對根冠垂直分布的影響，包括葉片干質量垂直分布的趨勢；莖鞘垂直分布的趨勢；果穗干質量的集中趨勢；根系干質量的深度；雄穗等的分布和占比等。

觀測夏玉米的生長發育過程中的葉面積指數的峰值變化，包括開花期、拔節期和乳熟期等。觀測不同時期夏玉米根系體積的變化趨勢，如改變種植方式后，各個品種的夏玉米的單位面積根系體積發生的變化。

種植方式不同的前提下，夏玉米根系吸收活力的曲線變化，根系還原強度的變化趨勢。

種植方式的變化給夏玉米冠層結構帶來的變化，包括群體總葉面積、凈同化率、相對生長率、開花后葉面積持續率及總葉面積持續率等。

種植方式的變化對產量的影響，包括穗粒數、干粒質量、籽粒庫容、群體產量、單株產量和單位面積穗數的變化[1]。

2 結果與分析

第一，夏玉米的根冠狀態是通過垂直結構和分布表現出來的在密植條件下，玉米田間的空間和密度都發生了變化，這時如果研究根冠垂直結構，會發現玉米根冠的垂直分布發生了層次分明的變化。冠層頂部接滿了雄穗，冠層中上部分布著大量的葉片，且數量有所增加，冠層中下部分布著眾多的莖鞘，冠層中部則密集分布著果穗；而根系的狀態也隨著密植密度的增加而發生上粗下細的變化，粗壯部分主要分布在地表的吸收層處。整體夏玉米的根冠干質量增加，但葉片和果穗也呈現了干質量減少；同時，冠層的垂直分布由原來的中下部轉移為向上移動的趨勢，根系則向下部扎根。這種現象是根冠對于種植密度變化進行自動調節的結果，在雙株種植狀態下尤為明顯。經過對2塊玉米田的不同種類的夏玉米進行測算和分析發現，合理地改變種植方式對于根冠生長和群體生物量都有促進作用。這是由于種植方式改變后，增加的光合作用促使冠層的中下部也由于得到了光照而發生了更好的擴展，而且我們發現根系對生長空間的敏感度還要高于冠層，這是在對其中一塊夏玉米田進行觀測后得出的結果。

例如，在開花期對不同種植方式下的群體冠層進行大田切片分析可以看出，其他處理開花期的單位面積群體莖、葉、果穗等總干質量均降低，從各器官來看，群體冠層葉的比例明顯增加，0～90 cm的莖和90～180 cm的葉的比例權重明顯增多，比常規種植相應層位分別提高了8.8%、7.5%、9.8%，改變了常規的種植垂直結構，群體冠層葉、莖發生了比例權重俠義，從蘑菇型變為紡錘型。其中雙株種植最明顯。（見表1）

第二，種植方式的變化植株個體形態特征在對緊湊型植株個體的形態進行分析時，相比單株常規種植方式，使用不同種植排布的各層位莖葉夾角呈現了不同程度的增加。例如，雙株種植的穗位以下的莖葉夾角增加3.1°～3.4°，一穴雙株與行間錯位的種植方式確實能溝擴展高密群體內的空間生態位，有效調節密植的植株狀態。（見表2）

第三，不同種植方式還會對葉片SPAD（葉綠素測量值）起到作用，通過對葉綠素含量與葉片光合性能高低進行觀測后，除了穗下葉層、灌漿期不同處理葉片SPD（葉綠素測量值）隨著生育進程而升高，而在吐絲期，葉片SPAD值低于常規DD（種植密度）種植，灌漿期SC（含水率）、SD（群體內光截獲總量）、DC（透光率）處理間的數值明顯高于常規DD（種植密度）種植，穗下葉和穗位葉分別高出3.1%、4.3%、3.69%、2.95、2.7%。

第四，不同種植方式會影響到根冠單位面積、根系面積，根冠吸收活力、還原強度。根據試驗觀察，種植方式改變后，根冠群體結構就發生了變化，群體根冠吸收功能隨著株數的增加而增加，根系的生長空間受到擠壓后反而激發出根系的更強烈的新陳代謝，根系的強度和吸收能力進一步提升，吸收面積、體積、還原總量發生了增長，根系的自我調節能力向著抵抗生長空間壓縮努力著。此外，在將單株變為雙株之后，每顆玉米的競爭力增強，根系變得發達，吸收面積增大，活躍度增加，根系還原總量增加。就冠層而言，高密度群體葉片衰老期發生了提前的變化，尤其是在乳熟期過后，葉片衰老的比低密度種植來的要快一些。品種不同的夏玉米在內層結構指標上略有不同，但情況是相似的。說明種植方式的變化使夏玉米的群體結構和功能發生了變化，根系發生了積極的抵抗空間壓縮的功能，變得更加活躍和發達，而冠層出現了快速衰老的情況，對種植密度遞增更為敏感一些[2]。

第五，種植方式的變化對玉米產量的影響。一是光合作用對玉米穗粒發生了影響。試驗表明，光合作用對玉米生長發育中籽粒的產量起著直觀重要的作用。通過對玉米單葉光合速率的計算，中部葉片發生光合作用對籽粒產量的貢獻最大。隨著種植方式的改變，光合作用由于冠層的通風能力和觀照能力的變化而增加的話，玉米穗粒從拔節期到盛花期，單株的光合速率也會增加，群體光合態勢發生了增長態勢。緊湊型玉米和半緊湊型玉米的這種增長態勢不明顯，平展式玉米的反應最大。相同的行種植和行距種植下，玉米冠層群體的水、熱、氣等微環境發生了很大改善，作物產量增加[2]。二是夏玉米的種植時群體種植，群體發生的光合速率是一個系統工程。雙株種植的光合速率比單株種植更為復雜。雙株種植條件下，玉米的通風透風條件、葉片衰老期，葉面積指數、光片光合能力、截光能力都發生了變化。株數和高度、密度增加后群體呼吸和光合得到了提高，適宜的行距幫助群體降低了呼吸消耗，提高了光合速率，增加了籽粒的產量。三是夏玉米的干物質與產量有著密切的聯系。種植方式的改變對干物質的面積指數、葉片光合勢和凈同化率都產生了影響。試驗表明，玉米干物質積累是隨著不同種植方式的變化而增加著，雙株的干物質比單株的干物質多，在平展式玉米中影響尤為顯著。但需要注意的是，在等行距前提下過度增加面積會造成光合度差降低群體質量，采用大小行種植才能充分發揮光合作用，且不減少單位種植株數，提高產量[3]。四是種植方式改變后，不同的行距對玉米的生長發育造成了影響，玉米的株高、莖粗、根系及籽粒產量都不同。尤其是采用大小行種植手法，進一步促進了玉米的生長，增加了籽粒產量。根據多年的產量計算，玉米實行寬窄行雙株種植，出現了增產態勢。最佳產量的夏玉米種植行距約為50 cm，行株比為1.85∶1，在這種行株比條件下，公頃籽粒數、千粒質量、株高等均出現了不同程度的提高。五是從產量構成因素來看，不同種植處理方式可以影響穗粒數，使用實際有效穗粒和千粒質量高于常規種植方法，尤其是千粒質量差異達到了很高的水平。

3 結語

通過對不同類型的夏玉米進行種植密度、行距和方法等的改變，玉米群體的垂直分布、結構、產量等都發生了變化。在種植密度的合理配置、種植行距的科學分布、種植手法的巧妙運用上，只有根據科學合理的數值來進行種植，才能在密植條件下使根冠良好生長，最終促使產量的增加。

參考文獻

[1]李宗新，陳源泉，王慶成，等.密植條件下種植方式對夏玉米群體根冠特性及產量的影響[J].生態學報，2012，32（23）：7391-7401.

[2]曹慧英.播深對夏玉米產量形成及其生理特性的影響[D].濟南：山東農業大學，2015.

[3]蘇仲華.玉米通透密植技術[J].農民致富之友，2015（13）：95.

（責任編輯：劉昀）