從田間結構配置角度談玉米的光能高效利用

于吉琳

從玉米的群體結構和冠層結構闡述了田間結構配置對玉米光能利用效率的影響，通過兩者間相互制約、相互作用，進行田間結構的優化配置，建立高光效群體，說明緊湊型玉米品種在適宜密度下能夠有效地利用光能，具有較高的群體光合速率和干物質生產率，并分析其與高產的關系。

玉米的產量很大程度上受光照的影響，光合作用的產物占其總產量的95%，因此將玉米稱為光合作用敏感產物。當玉米不能被太陽光照射到時，其相應也不能進行光合作用。光照的強度大小不能被人為決定，不過可以控制田間作物的分布結構來間增大光能利用率，從而提高作物的產量。例如：規劃作物的排列方式和單位面積上作物的種植密度，運用科學合理的技術進行施肥和灌溉等。

在生產實踐上，可以通過合理密植，調整行株距布局等措施建立最優的田間結構配置，形成良好的冠層環境，進而充分利用光能，使群體在吐絲-乳熟期處于較好的光照條件，獲得高產。因此，提高光能利用率和增加干物質生產，即建立高光效的基礎群體成為提高各類玉米產量的一個重要措施。

1 建立高光效的基礎群體

1.1 合理密植

光照強度與種植密度成反比關系，種植密度越大，那么單株接收的光照強度則越小，特別是在玉米的后期生長過程中，這種關系更是被充分體現。當作物下部葉片通過光合作用產生的能量與葉片呼吸作用消耗的能量相抵消時，一般認為此時整個群體對光能的利用達到了最大程度，這一時刻也被稱為下部葉片的光補償點。若光合作用產生的能量大于呼吸作用消耗的能量，說明作物種植的密度過小，冠層的葉片沒有最大程度的利用光能，光能的利用率較低，屬于浪費行為。相反地，若下部葉片光照作用產生的能量小于呼吸作用消耗的能量，說明作物種植的密度偏密，上部的葉片遮擋了下部葉片的太陽光，下部葉片不能吸收光能進行光合作用，這會使玉米嚴重減產。

合理密植是要取得一個合適的“度”，是一個相對概念。種植密度太大，雖然單位面積的植株總量增加，但是每株的產量會因為不通風，光照不夠而影響生長發育，造成穗小、粒輕，甚至是空桿的現象，而且密度過大，單株發育也不好，種子成本也會增加，這些都是得不償失的。但是密度過稀，是對空間、光照的一種浪費，雖然單株發育好了，但是單位面積上的農作物數量大大減少了，這也會造成總產量的減少。所以要合理的密植，而對于不同的農作物品種以及農田環境，合理種植的密度也不一樣，這就需要在實際種植過程中去探索。

1.2 行株距布局

作物的行株距會直接影響群體捕獲光能的情況，從而間接影響作物的產量情況。行間距的影響程度雖然沒有密度的大，但也是一個重要因素。一般情況下，在密度條件固定時，行株距布局如何，對產量有一定的影響。行株距不同將決定單株作物具有不同的營養面積，從而決定作物對光的利用情況及對肥料、水分的吸收情況都有所差異。當單株作物的營養面積不正常，會出現各種問題，如上層葉片遮擋了下層葉片的光照，地里的根系相互交錯纏繞在一起對肥料等養分進行競爭。當密度為某固定值時，通過增大行間距固然可以增強行間的透光能力，可是株距的縮小惡化了小行間的光照條件，當密度較大時，考慮寬窄行種植是毫無意義的。因為，寬窄行能夠使產量增加的原理是讓玉米處于通風透光的環境，這也許適用與種植密度適中和平均行距較大的情況。當種植密度過高時，單株的均衡發育成為制約高產的首要因素。應該采取合理縮小行距和等行距種植的方法，讓作物葉片互相遮擋以及根系互相交叉的程度降到最低，這在提高光能和養分利用率的同時還能增強玉米與田間雜草的競爭力，提高作物產量。

2 建立合理的冠層結構

2.1 冠層結構和光分布對光能利用的影響

光照強度是決定光合速率最重要的因素。作物吸收光能并對其進行轉換，很大程度上受冠層的結構的影響，也就是說冠層結構會間接影響作物的產量。不同品種玉米構成的作物群體，其相應具有不同的冠層結構，這也會導致其光合生產力的不同。由此可以得出結論，要想建立高產玉米光合作用體系，就要有合理的群體冠層結構。玉米冠層的光照受到許多因素的影響，如太陽輻射變化以及冠層結構。冠層結構具體來講又可分為許多類，如葉面積大小、葉面積指數、葉片的形狀以及葉片空間分布等。這些都與合理的作物田間結構配置密不可分。

2.2 冠層結構對田間作物群體結構的影響

光能利用率由冠層的結構以及大小所決定。緊湊型的玉米其葉向值一般較大，因為其穗位以上的葉片都是接近直立的，使得太陽光能夠透過頂層的葉片照射到下層葉片，整個群體的受光程度較高，光能的利用程度也間接地提高了。玉米株型不同決定其形成的群體結構也各不相同，同時也決定了群體冠層的受光情況各不相同。

緊湊型的玉米其上部葉片直立、上挺，這種葉分布使得陽光能夠照射到下層，下部葉片能夠被陽光充分的照射。這種受光特點使緊湊型玉米可以被種植在密度較大的環境下，其群體結構決定了光能夠充分的照射到各個葉層，使得群體的光合效率較高。合理的群體結構決定了合理的光分布，這樣才能讓作物的光能利用程度達到最大，光合效率達到最佳，給玉米的高產營造了良好的光條件，為高產做準備。

（作者單位：116400 遼寧省市莊河市農業技術推廣中心）