錯株增密種植對夏玉米光合特性及產量的影響

張春雨，白晶，丁相鵬，張吉旺，劉鵬，任佰朝，趙斌

錯株增密種植對夏玉米光合特性及產量的影響

張春雨，白晶，丁相鵬，張吉旺，劉鵬，任佰朝，趙斌

（山東農業大學農學院/作物生物學國家重點實驗室，山東泰安 271018）

【目的】增密是玉米增產的重要途徑之一，但隨種植密度的增大，往往會造成群體郁閉，光能利用率下降。因此，本研究探索通過改變種植模式削弱增密后對植株產生的負面效應?！痉椒ā吭囼炗?018和2019年，以登海605和鄭單958為試驗材料，設置67 500株/hm2、82 500株/hm22種密度，以常規對株種植為對照，研究錯株種植和密度對夏玉米產量與光合特性的影響，以期探明錯株種植與密度的互作機理，提出高產夏玉米適宜的種植模式?！窘Y果】增密降低了群體整齊度，穗位葉凈光合速率（n）、光合關鍵酶活性及葉綠素含量有所下降；光合關鍵酶活性在高密度下隨生育期推進降幅更大，表明增密會使葉片衰老速率增大，不利于植株的光合作用。錯株種植模式下群體整齊度提高，莖葉夾角增大，葉片更為平展，光能截獲率增大，n、光合關鍵酶活性及葉綠素含量提高，群體干物質積累量及干物質向籽粒中的分配比例增大，進而顯著提高了產量，錯株種植較對株種植2個品種平均增產3.8%—6.1%。錯株種植在保證群體數量的前提下削弱了群體內個體植株間對光溫資源的競爭，保證玉米個體發育潛力的充分發揮，使玉米群體與個體協調發展?！窘Y論】錯株種植能顯著改善群體冠層結構，優化群體的光照條件，增強其光合性能及物質生產能力，提高玉米產量。在本試驗條件下，綜合分析認為，82 500株/hm2密度條件下錯株種植的模式表現最好，可為創建玉米高產栽培模式提供借鑒。

夏玉米；錯株種植；密度；光合特性；產量

0 引言

【研究意義】合理密植是實現玉米高產的關鍵措施之一[1]，今后超高產栽培的發展趨勢是在穩定單穗粒重或小幅降低的前提下，提高種植密度，合理增加群體數量[2-3]。但隨著種植密度的增加，群體內植株相互遮蔭，冠層中下部透光率大幅下降，引起葉片早衰并導致群體的光合性能減弱[4-7]。在玉米生產中，種植模式是在高密度協同條件下影響個體通風透光、營養狀況和最終產量的因素之一，可以協調玉米群體與個體的關系[8]。利用栽培技術建立科學合理的群體結構，盡可能地提高玉米群體的光能利用率，是提高群體質量和生物產量的重要技術手段[9-10]。因此，探索如何改變種植模式來削弱密度過大對植株產生的負面作用意義重大。【前人研究進展】密度是影響玉米產量的關鍵因素，玉米群體產量取決于密度壓力，合理密植是獲得高產的重要栽培措施[2,11-12]。但密度過高會導致養分供應差，光照條件惡劣，玉米穗位葉凈光合速率顯著降低，單株干物質積累量下降，單位面積穗數的增加無法彌補因密度過大造成的空稈增加和穗粒數及千粒重銳減帶來的損失[14-15]。當密度較高時，合理的種植模式能使植株在田間分布合理，從而改善植株的群體結構，并在一定程度上改善田間的通風、透光條件。有研究表明，改變種植模式使植株在田間的分布及群體內光分布更加均勻的做法可以提高產量[16-17]。不同的種植模式，不同的密度、植株空間排布方式，形成了不同的冠層結構，因此光截獲也存在差異。錯株種植可有效提高植株分布均勻度，使葉片空間分布更加合理，吐絲期更加均勻的植株空間分布提高了光截獲[13,18]。合理的種植模式可以有效地改善高密度下作物群體間的光分布，行間錯株形成的菱形分布既提高了冠層內的透光率又保證了最大光截獲，因而中后期光能利用率較高，穗位葉同化物持續積累，保證了高產潛力的發揮[19-21]?！颈狙芯壳腥朦c】前人對“蜂巢式種植”“雙行交錯種植”“三角留苗式種植”等相鄰行間植株交錯的錯株種植模式開展了相關研究，并且多為增產效應[13,19-20]。但黃淮海夏玉米區，在玉米季光溫資源有限的條件下，可否通過改變種植模式和提高密度改變群體結構，進而實現光能利用率和產量協同提高，尚未可知?！緮M解決的關鍵問題】本試驗設置不同種植模式和密度，研究錯株種植與密度對夏玉米產量與光合特性的影響，明確錯株種植與密度互作對夏玉米產量形成的調控機理，探索高產夏玉米適宜的種植模式，為高產夏玉米的科學種植提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

田間試驗于2018年在泰安市馬莊試驗基地進行，2019年在山東農業大學黃淮海區域玉米技術創新中心進行，兩地土壤肥力高，水利設施條件良好。2個試驗點均為溫帶大陸性季風氣候，土壤為棕壤土，土壤基礎地力如表1所示。

1.2 試驗設計

2年試驗均采用三因素裂區設計，大田種植。主區為種植模式：錯株種植和對株種植；副區為種植密度：67 500株/hm2（LD）和82 500株/hm2（HD）；副副區為品種：登海605（DH605）和鄭單958（ZD958）。8個處理，重復3次，共24個小區，行距0.6 m，等行距種植，行長10 m，小區面積為30 m2。田間管理同一般高產田，種植模式如圖1所示。

表1 土壤養分含量

圖1 錯株種植與對株種植田間模擬圖

1.3 測定項目及方法

1.3.1 群體整齊度 計算穗粒數整齊度及各個取樣時期干物質重量、葉面積的整齊度，取平均值。

1.3.2 莖葉夾角 在開花期各小區選取具有代表性的植株6株，使用量角器測量棒三葉（穗位葉、穗位上葉、穗位下葉）的莖葉夾角。

1.3.3 葉面積指數（LAI） 在大喇叭口期（V12）、開花期（VT）、花后20 d（VT+20）、花后40 d（VT+40）和成熟期（VT+60），選取具有代表性的植株5株，量取每片葉長度和中部寬度，計算葉面積和葉面積指數。

單葉葉面積=葉長×葉寬×0.75；

LAI=單株葉面積（m2）×每公頃株數/10000。

1.3.4 植株地上部干重 在V12期分為莖和葉，VT、VT+20、VT+40和VT+60分為莖稈（含穗軸）、葉片、雄穗、籽粒、苞葉5部分，各時期取樣5株，將各部分樣品在烘箱內105℃殺青15 min，80℃烘干至恒重后稱重。

1.3.5 光能截獲率 選擇晴天無云天氣，在11：30—14：30，采用SunScan冠層分析儀進行測定，移動手柄，采集探棒上64個傳感器的瞬時讀數。每個小區選取中間2個行間，按對角線方式，測定6個不同點，取平均值。分3層測量，即底部（離地面10—15 cm），中部（穗位葉及其上下葉）和頂部。光合有效輻射計算公式如下：

式中，I：冠層頂部光合有效輻射，I：測定層光合有效輻射。

1.3.6 凈光合速率 用CIRAS-3便攜式光合測定系統分別于VT、VT+20以及VT+40的晴天11：00—13：30于自然光源下進行測量。每次各處理選取6個葉片，測量選擇穗位葉葉片的中上部，避開中脈，在相同部位測定，取平均值。

1.3.8 葉綠素含量 參照張憲政[22]的丙酮乙醇混合液法測定。取穗位葉新鮮玉米葉片，剪取相同大小的小圓片8片，放入丙酮乙醇混合液中，在室溫下（10—30℃）暗處提取，至材料完全變白后，取清液，以丙酮乙醇混合液做對照，用分光光度計測定光密度。

1.3.9 葉片熒光特性 于VT及VT+20期，在自然光強下，上午10：00—11：30期間選取照光一致的植株穗位葉進行測定。采用M-PEA植物效率儀測定光適應下的最大熒光（Fm’）、穩態熒光（Fs）等熒光參數；暗適應30 min后測定初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）和光系統Ⅱ的最大光化學效率（Fv/Fm）。

1.3.10 成熟期測產和考種 收獲前每小區調查所有穗數、空稈率和雙穗率，各小區取中間5 m 3行具有代表性的植株考種，實收計產。測量果穗數、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、平均每果穗子粒數、平均單個果穗重、百粒重等。

1.4 數據處理與分析

使用Microsoft Excel 2016進行數據處理；使用SPSS 26.0數據處理系統進行統計分析和差異顯著性檢驗，以LSD法檢驗差異顯著性（α=0.05）；用Sigmaplot 14.0作圖。

2 結果

2.1 錯株種植和密度對夏玉米產量及其構成因素的影響

由表2可以看出，2個品種產量均表現為S-HD＞P-HD＞S-LD＞P-LD，高密度的產量高于低密度，2年規律一致。在種植模式方面，DH605在HD下2個種植模式處理差異達顯著水平，LD下差異不顯著；ZD958產量規律也表現為S＞P，且差異均達顯著水平，2年規律一致。錯株種植較對株種植的2年平均產量增幅在LD、HD下分別為3.8%、6.1%，可見錯株種植在高密度下增產效應更顯著。在千粒重方面，在相同密度下，（除2019年ZD958-LD外）均表現為S＞P，在HD下差異達顯著水平，LD下差異不顯著；在同一種植模式下，除2018年錯株處理外，均表現為LD＞HD。可以看出千粒重隨種植密度的增加而降低，但錯株種植顯著緩解了高密度帶來的負效應，密度與種植模式間存在顯著互作效應。在穗粒數方面，在相同種植模式下，穗粒數均表現為LD＞HD；在同一密度下，（除2018年ZD958）均表現為S＞P，提高了2.7%。

2.2 干物質積累與分配

群體干物質積累量隨生育進程的推進呈不斷升高的趨勢（圖2）。群體干物質積累量總體表現為S-HD＞P-HD＞S-LD＞P-LD，2個品種表現一致，DH605、ZD958錯株處理較對株分別高3.4%、3.2%。從密度方面來看，各處理的群體干物質積累量均表現為HD＞LD。從完熟期各器官的干物質分配情況來看（圖3），2個品種籽粒的干物質量占全株總物質量的平均比例（2年）表現為S-LD＞P-LD＞S-HD＞P-HD，DH605分別為51.8%、51.3%、48.0%和48.7%；鄭單958分別為49.9%、49.2%、46.4%和45.4%?？梢钥闯?，在同一密度下時，籽粒所占比例S＞P；在同一種植模式下時，表現為LD＞HD。

2.3 群體整齊度

群體植株性狀的整齊度是反映群體生產力的重要指標之一。從表3來看，穗粒數、干物重、葉面積整齊度均表現為S＞P，2個品種表現一致。DH605錯株種植2年平均穗粒數、干物質積累量、葉面積整齊度較對株種植高2.9%、1.8%、2.0%，ZD958為4.8%、0.7%、2.6%，錯株種植對3種整齊度的影響程度整體表現為穗粒數整齊度＞葉面積整齊度＞干物重整齊度。從密度方面來看，2018年3種整齊度均表現為LD＞HD，但在2019年錯株處理下干物重、葉面積整齊度表現為HD＞LD，可見錯株種植有效提升了高密度下植株的群體整齊度。

V12：大喇叭口期；VT：開花期；VT+20：花后20天；VT+40：花后40天；VT+60：成熟期。下同

圖3 錯株種植與密度下各器官干物質的分配情況

表2 錯株種植和密度對夏玉米產量及其構成因素的影響

同一列不同字母表示相同年份同一品種不同處理間差異達5%顯著水平，表中*表示在0.05水平顯著，**表示在0.01水平顯著，ns表示在0.05水平不顯著。P：對株種植；S：錯株種植。下同

Different letters in the same column indicate that the difference between the different treatments in the same year and the same maize variety reaches a significant level of 5%. *, significant at 0.05 probability level. **, significant at 0.01 probability level. ns, no significance. P: Parallel Planting; S: Staggered planting. The same as below

2.4 葉面積指數（LAI）

由圖4可見，各處理的葉面積指數均隨生育進程的推進，呈現出單峰曲線的變化趨勢，在開花期達到最大值，此后LAI逐漸下降。從不同種植模式來看，2018年2個品種錯株處理的葉面積指數在各生育時期均顯著高于對株種植，DH605的LAI錯株較對株高3.4%，ZD958高達7.5%。2019年情況略有不同，LD下DH605葉面積指數在生育期中期顯著高于對株種植，HD下在生育期中后期略高于對株種植，差異不顯著；LD下ZD958的LAI在開花期及花后20 d時顯著高于對株種植，分別高7.3%、11.6%，其他時期與對株種植無明顯差異，HD下錯株種植的LAI在各生育時期均顯著高于對株種植。在同一種植模式下，2個品種LAI均表現為HD＞LD。

2.5 莖葉夾角

兩品種的莖葉夾角均表現為穗位葉＞穗位下葉＞穗位上葉（圖5），DH605穗位下葉、穗位葉、穗位上葉的莖葉夾角平均值分別為22.8°、30.7°、19.7°，ZD958分別為26.1°、34.6°、23.0°。2種植模式間比較，S的莖葉夾角高于P，但差異不顯著。表明S有利于釋放行上的空間，植株間競爭減弱，葉片較P平展，可截獲更多光能。2個密度間比較，LD的莖葉夾角更大。

圖4 錯株種植與密度對夏玉米葉面積指數的影響

不同小寫字母在 0.05 水平差異顯著。下同 Different small letters indicate significant differences at 0.05 level. The same as below

2.6 光能截獲率

由圖6可以看出，全株光能截獲率均表現為花后隨生育時期的推進逐漸降低。不同層次光能截獲率均呈現上強下弱趨勢，不同處理表現一致，在開花期上層光能截獲率可達87%（DH605）和81.1%（ZD958）。在同一密度下，上層光能截獲率均表現為S高于P，全株光能截獲率與上層表現一致；在同一種植模式下，全株與上層光能截獲率表現為HD＞LD。各處理對下層光能截獲率的影響無明顯規律。分析比較花后40 d較開花期的降幅可發現，2個品種的上層光能截獲率的降幅均表現為S的植株光能截獲率降幅更低，可見S更有利于光能截獲率的保持。

表3 錯株種植與密度對夏玉米群體整齊度的影響

圖6 錯株種植與密度對夏玉米光能截獲率的影響

2.7 凈光合速率（Pn）

如圖7所示，凈光合速率在花后隨生育進程推進而降低。相同密度下，S凈光合速率均一定程度上高于P，S較P平均高8.5%。分析比較花后40 d和開花期的降幅可見，DH605表現為P-HD＞S-HD＞S-LD＞P-LD，ZD958表現為P-LD＞S-HD＞P-HD＞S-LD。在相同密度下，除DH605-LD處理外，花后40 d凈光合速率降幅均表現為P＞S，說明S的植株凈光合速率降低更為緩慢，S更有利于植株凈光合速率的保持。同一種植模式下，凈光合速率表現為LD＞HD。DH605錯株較對株提高6.7%（LD）、10%（HD），ZD958分別提高8.1%和10.5%。

圖7 錯株種植與密度對夏玉米Pn的影響

2.8 光合關鍵酶活性

Rubisco、PEPC酶活性在花后20 d時較開花期整體降低（圖8）。在同一密度下，2種光合關鍵酶活性均表現為S高于P，2個品種表現一致。在相同種植模式下，酶活性表現為LD＞HD。從花后20 d酶活性的降幅可以發現，PEPC酶活性降幅均表現為S＜P，LD＜HD，2個品種表現一致；Rubisco酶活性降幅2個品種間規律不太一致，但能看出在高密度條件下降低速率較大，S能在一定程度上緩解Rubisco活性的降低。

2.9 葉綠素含量

葉綠素含量在花后隨生育進程的推進呈逐漸下降的趨勢（圖9）。在種植模式方面分析可發現，S的植株葉綠素含量在各時期均較P有不同程度的提高，2個品種表現一致，S較P平均提高4.5%（DH605）和6.9%（ZD958）。且S下葉綠素含量在生育后期的降幅均較P小，減小2.0%—7.0%。從密度方面來看，在同一種植模式下，2個品種葉綠素平均含量在開花期及花后20 d時均表現為LD＞HD；在花后40 d時，2個密度間無顯著差異。

圖8 錯株種植與密度對夏玉米光合關鍵酶活性的影響

圖9 錯株種植與密度對夏玉米葉綠素含量的影響

2.10 PSⅡ最大光化學效率

如圖10所示，Fv/Fm（PSⅡ最大光化學效率）在花后20 d時較開花期整體降低。2個品種Fv/Fm均表現為在同一密度下，S＞P。DH605錯株種植下的Fv/Fm較對株種植平均提高了0.9%（LD）和2.3%（HD），總增幅為1.6%；ZD958的Fv/Fm錯株種植處理較對株提高了0.4%（LD）和2.5%（HD），平均提高了1.4%?？梢钥闯鯯對Fv/Fm的影響在高密度下更為突出。在相同種植模式下，表現為LD＞HD。通過分析2個時期Fv/Fm的降幅可以發現，DH605表現為P-LD＞S-LD≈S-HD＞P-HD，ZD958所呈規律為P-HD＞S-LD＞P-LD＞S-HD，表明S在很大程度上緩解了Fv/Fm的降低。

圖10 錯株種植與密度對夏玉米PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）的影響

3 討論

3.1 錯株種植與密度對夏玉米產量及其構成因素的影響

密度是影響玉米產量的關鍵因素，玉米群體產量取決于群體個數，產量隨密度的增加呈拋物線型的關系，即在一定密度范圍內產量與密度呈正相關關系，當達到一定的密度后隨著密度的增大，產量開始下降，這可能是高密度條件下，籽粒所占總干物質產量下降[23-25]。本試驗結果表明，在同一種植模式下，完熟期雌穗的干物質量占全株比例在高密度下較低。合理密植是獲得高產的重要栽培措施，但在高密度條件下植株個體間競爭激烈，許多研究表明，通過改變種植模式來削弱密度過大對植株產生的負面作用是切實可行的，適宜的群體分布可使群體表現出較高的生產力，從而獲得較好的產量[4,13,26]。前人研究發現，玉米產量同群體整齊度之間有顯著的相關關系[25]。楊利華等[3]研究發現，玉米植株在田間的排布方式對整齊度作用顯著。本研究表明，同一密度下時，錯株種植的群體整齊度均高于對株種植，且錯株種植可協同高密度顯著提高玉米群體的整齊度。吳雪梅[26]認為相鄰行植株間的位置對產量影響明顯，錯株種植增產4.88%左右。張永科等[13]研究表明，高密度下縮行擴株輔以錯株種植較普通種植模式實際增產率可達8.4%—33.3%，增產效果顯著。范厚明等[4]研究不同種植模式對玉米生長發育和產量的影響發現，密度為59 550株/hm2，寬窄行雙行單株錯位定向移植比等行距單株移植增產顯著。本試驗條件下，群體數量的增多能帶來顯著的增產效應，高密度較低密度增產4.9%—10.1%。錯株種植較傳統種植模式具有明顯優勢，而且在高低密度下均有增產效果，產量增幅為3.8%（低密度）、6.1%（高密度），在高密度下的增產效果更優，錯株種植模式產量的提升主要歸因于千粒重和穗粒數的增加。

3.2 錯株種植與密度對夏玉米光分布及光能截獲的影響

種植模式對冠層進行調控，是通過調整植株在田間的空間分布來實現的，這種調控方法是實現協同高密度增產的重要措施之一。在高密度條件下，通過調整種植模式來讓植株個體在田間分布更為合理，可以顯著優化作物的群體冠層結構，減弱植株個體間對資源的競爭，從而達到增產的目的。吳霞等[18]研究表明，植株不同的行間排布方式能顯著調節玉米的冠層植株形態結構，大小行錯株種植減小了穗下葉莖葉夾角1.9°—2.5°，優化了平展型植株的株型。本試驗的結果顯示，在同密度下等行距錯株種植的莖葉夾角均較對株種植大，但差異不顯著。隨著密度的增加，植株間競爭更加激烈，葉片會上舉來爭奪光溫資源，錯株種植削弱了植株間的競爭，葉片較對株更平展，錯株種植更為平展的株型使玉米光合面積增大，潛在光能截獲率增大，地面光透射損失減少。

光能截獲率對作物群體的干物質生產有直接影響，提升作物冠層的有效光截獲率對增產有重要意義。冠層結構由群體數量、個體分布的幾何形態和空間散布等方面性狀組成，玉米的品種、栽培方式、密度等均對玉米群體冠層結構有調控作用，其中密度對冠層結構的影響較其他因素更顯著[14,27-28]。冠層的光能截獲率和密度呈正相關關系，表現出與LAI相一致的規律[29]。本試驗結果表明，增加種植密度可使冠層較早封閉，冠層的光截獲率較低密度條件下顯著提高。光能的充分截獲提高了光能利用率，尤其在產量形成的關鍵生育后期，充足的光照條件有助于避免后期葉片早衰，保證籽粒的充分灌漿和成熟。下層光能截獲率處理間差異不顯著，上層光能截獲各處理均表現為錯株種植大于對株種植（同密度條件下），全株光能截獲率與上層表現一致。比較生育后期光能截獲率的降幅可發現，錯株種植降幅更低，表明錯株種植模式的光能截獲率的維持能力更強，為后期光合作用的進行創造有利條件。

3.3 錯株種植與密度對夏玉米光合特性的影響

胡昌浩等[9]研究發現，隨種植密度的增加，玉米的群體光合速率提高，但在不同的生育時期，密度對群體光合作用的影響程度不同，隨著生育進程的推進，密度對群體光合作用的影響逐漸減弱。不同種植模式的植株具有不同的空間排布，對玉米的光合特性有著顯著影響[30-32]。衛麗等[20]研究表明，行間植株錯位的三角留苗種植方式下的光合性能高于傳統留苗方式。本試驗結果表明，在同一種植模式下，2個品種n、PEPC酶活性、Rubisco酶活性、Fv/Fm和葉綠素含量均表現為低密度＞高密度。其中Rubisco和PEPC酶活性在高密度下隨生育期推進下降幅度更大，可以看出增密會使葉片衰老速率增大，不利于植株的光合作用。在相同密度條件下，n、PEPC酶活性、Rubisco酶活性、Fv/Fm及葉綠素含量均表現為錯株＞對株。比較生育后期較開花期的降幅可發現，2個品種n、光合關鍵酶活性和葉綠素含量在高密度下的降幅均表現為錯株＜對株，在低密度下無明顯規律。葉綠素是捕獲光能、同化CO2的主要色素，葉綠素含量的高低反映了葉片光合作用的強弱，在一定范圍內，葉綠素含量越高，光合作用越強[33]。姚萬山等[34]研究高產群體時認為，延長吐絲后30 d綠葉的持續期是高產的保證。由此可見，錯株種植可增強植株的光合性能，凈光合速率有所提高，延緩了植株的衰老，有利于光合性能的保持，而且在82 500株/hm2密度下促進作用更顯著。

4 結論

錯株種植對夏玉米干物質積累及其光合特性有顯著影響，錯株種植相比對株種植能顯著改善群體冠層結構，優化群體的光照條件，提高了群體的光能截獲率，增強其光合性能及物質生產能力并且延長了其功能期。群體數量是玉米高產的前提，錯株種植既保證了群體的數量，同時削弱了群體內個體植株間對光溫資源的競爭。在相同群體數量條件下，錯株種植的冠層結構較對株種植更為合理，對夏玉米干物質積累及光合特性起到良好的促進作用。在本試驗條件下，綜合分析認為82 500株/hm2密度條件下，采用錯株種植可充分利用黃淮海區域光溫資源，進一步提高夏玉米產量，是一種增密栽培下較為合理的種植模式。

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Effects of staggered planting with increased density on the photosynthetic characteristics and yield of summer maize

Zhang ChunYu, Bai Jing, Ding XiangPeng, Zhang JiWang, Liu Peng, Ren BaiZhao, Zhao Bin

(College of Agriculture, Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, Shandong)

【Objective】Increasing density is one of the important ways to increase the yield of maize, but with the increase of planting density, it will usually cause the colony closure and the decrease of the utilization rate of light energy. Therefore, it is very important to explore and change the planting mode to weaken the negative effects of excessive density on plants and to improve the group canopy structure.【Method】The experiment was conducted in 2018 and 2019. Using Denghai 605 and Zhengdan 958 as test materials, two planting modes of parallel planting and staggered planting were set up under the two density conditions of 67 500 plants/hm2and 82 500 plants/hm2. The effects of density on summer maize yield and photosynthetic characteristics were expected to explore and to understand the interaction mechanism of staggered planting and density, and to propose a suitable planting model for high-yield summer maize, which provided a certain theoretical basis for the scientific planting model of summer maize.【Result】Increased density reduced the uniformity of the population. The ear leaf net photosynthetic rate (n), photosynthetic key enzyme activities, and chlorophyll content were lower than those of low density, and the photosynthetic key enzyme activities decreased more with the growth period under high density. This meant that increasing the density would increase the leaf senescence rate, which was not conducive to plant photosynthesis. Under the staggered planting model, the group uniformity was improved, the angle between stems and leaves was increased, the leaves were more flat, the light energy interception rate was increased, the activity ofn, photosynthetic key enzymes and chlorophyll content increased, the accumulation of dry matter in the population and the distribution of dry matter to the grain increased, thereby significantly increasing the yield. Staggered planting increased the average yield by 3.8%-6.1% compared to planting of the parallel plant. Staggered planting under the premise of ensuring the number of groups weakened the competition between individual plants within the group for light and temperature resources, ensured the full development of the individual development potential of maize, and enabled the coordinated development of maize groups and individuals.【Conclusion】Staggered planting could significantly improve the group canopy structure, optimize the group’s lighting conditions, enhance its photosynthetic performance and material production capacity, and increase maize yield. Under the conditions of this experiment, comprehensive analysis believed that the stagger planting model under 82 500 plants/hm2density conditions performs was the best, which could provide a reference for the establishment of a high-yield model of summer maize.

summer maize; stagger planting; density; photosynthetic characteristics; grain yield

2020-05-11；

2020-07-29

國家重點研發計劃項目（2018YFD0300603，2017YFD0301001）

張春雨，E-mail：2378362140@qq.com。通信作者趙斌，E-mail：zhaobin@sdau.edu.cn

（責任編輯 楊鑫浩）