深松耕作下增密對夏玉米根葉衰老及籽粒產量的影響

摘要：為探明黃淮海地區深松耕作下增密對夏玉米根葉衰老及籽粒產量的影響，以期為該地區提密抗衰增產提供理論參考，試驗采用大田裂區設計，主區設置常規旋耕和深松耕作2種耕作方式，副區設置4.5萬～10.5萬株/hm25個密度梯度，研究了2種耕作方式不同種植密度下根系干重、根系長度、葉面積指數、葉綠素相對含量、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、過氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量和籽粒產量的變化。結果顯示，深松耕作后，15～45 cm 土壤緊實度下降了13.6%，0～100 cm土壤含水量增加了5.8%，根系干重增加了21.3%，根系長度增加了19.7%，葉面積指數增加了7.9%，葉綠素相對含量增加了4.7%，凈光合速率增加了9.4%，蒸騰速率增加了4.7%，氣孔導度增加了13.9%，過氧化物酶活性增加了11.0%，超氧化物歧化酶活性增加了4.8%，丙二醛含量下降了11.4%；開花期至乳熟期根系干重由15.5%變為13.1%，根系長度由32.4%變為27.8%，葉面積指數由10.5%變為9.1%，葉綠素相對含量由11.0%變為9.5%，凈光合速率由20.5%變為19.9%，蒸騰速率由26.4%變為25.1%，氣孔導度由27.1%變為25.6%，過氧化物酶活性由49.2%變為47.1%%，超氧化物歧化酶活性由17.3%變為15.7%，丙二醛含量開花期至乳熟期的上升幅度由56.0%變為52.2%。2種耕作方式下，籽粒產量隨種植密度的提升表現為先增加后降低的趨勢，呈現二次曲線關系，常規旋耕在8.28萬株/hm2種植密度下獲得最大籽粒產量，深松耕作在 9.09萬株/hm2 種植密度下籽粒產量最佳，最適種植密度增加了9.7%，5個種植密度平均增產8.4%。因此黃淮海地區可以通過深松耕作緩解增密帶來的衰老負效應，促進植株生長，延長植株根系和葉片的功能期，實現增密進一步增產。

關鍵詞：夏玉米；種植密度；深松耕作；衰老；籽粒產量

中圖分類號：S513.04" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）13-0098-10

玉米當前是我國第一大糧食作物，其產量占我國糧食總產1/5以上，穩定和提升玉米產量對于保障國家糧食安全和促進社會穩定具有戰略意義［1］。近年由于國家政策的調整，大力實施大豆和油料產能提升工程，導致玉米種植面積有所下降，因而玉米的穩產高產及可持續生產需要依賴玉米單產的進一步提升。提升種植密度是我國現代農業生產中提高玉米單產的一項重要栽培措施［2］。光合作用是玉米籽粒產量形成的物質基礎，葉片是植物利用光能合成同化物的重要部位，因此塑造高效的葉片光合性能是保持玉米高產的有效手段［3］。根系是玉米植株從土壤中吸收營養物質和水分并響應耕層土壤質量變化的重要器官，其功能及在耕層中的分布直接影響地上部葉片光合能力的高低和持續時間［4-7］。目前國內農業生產中多使用小型農機具旋耕整地，導致犁地層上移，耕層變淺，土壤緊實，水肥利用率低下，根系生長發育受到不良土壤限制［8-9］。提升種植密度會使得根系橫向生長空間被壓縮，縱向生長空間被堅硬的犁地層所阻擋，造成大量根系擁擠在土壤表層，根系對生長發育所需的資源競爭加劇，導致根系過早進入衰老，根系功能降低，地上部葉片所需營養供應不足，引起葉片早衰，致使群體的受光面積減少，光合能力下降，光合時間縮短，光合產物減少，出現增密減產現象。因此，通過構建良好的耕層，促進根系生長，延長根系功能，能夠有效減緩葉片衰老，進一步提密增產［10-13］。研究發現，深松耕作通過增加耕作深度，打破了堅實的犁地層，擴大了耕層縱向空間，改善了土壤通透性，提高了土壤水肥等資源含量，為根系的生長發育擴展了生長空間及水肥利用空間，提升了根系的活力和功能持續時間，有效延緩了葉片的衰老，維持了地上部較大的綠色葉面積和較高的光合能力，保證了群體光合生產能力和光合時間，從而增強了玉米群體的耐密性，籽粒產量得到進一步提升［14-17］。

黃淮海平原是我國夏玉米的優勢主產區之一，夏玉米平均種植密度僅為6.22萬株/hm2，提密增產潛力巨大［18］。但是，由于該區域多年不合理的耕作方式，造成耕層淺，犁地層厚實，水肥流失嚴重，土壤耕層質量差是限制種植密度進一步提升的重要障礙［19］。目前有關深松耕作和種植密度相結合的研究多集中在北方春玉米區［9，15］，而在黃淮海夏播玉米區鮮見報道。本試驗通過研究深松增密后夏玉米根葉衰老特征及產量變化，以期為黃淮海地區提密抗衰增產提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區概況及供試材料

試驗于2021年、2022年在河南省駐馬店市現代農業試驗示范基地服務中心（33°01′N，114°05′E，海拔 74 m）進行，處于黃淮海平原西南部。該地區年平均氣溫、年平均降水量和年平均日照時數分別為14.8 ℃、1 004.4 mm和2 104.8 h，無霜期220 d。2021、2022年試驗進行期間氣象數據見表1。試驗地土壤屬于砂姜黑土，2021年玉米播前土壤耕層有機質、全氮含量分別為12.36、0.96 g/kg，有效磷和速效鉀含量分別為20.06、92.60 mg/kg；2022年玉米播前分別為1.41、1.02 g/kg和21.13、94.08 mg/kg。供試玉米品種為駐馬店市農業科學院玉米研究所選育的駐玉216。供試肥料為北京金六豐貴福牌復合肥（N、P2O5、K2O含量分別為29%、5%、6%）。

1.2 試驗設計

采用大田裂區設計，主區設置2種耕作方式，分別為常規旋耕（CT）、深松耕作（ST），耕作處理在冬小麥播種前進行，常規旋耕作業深度為15 cm，深松耕作作業深度為35 cm，夏玉米貼茬直播，耕作處理小區長108 m，寬6 m，面積648 m2；副區設置5個種植密度，分別為4.5萬株/hm2（D1）、6.0萬株/hm2（D2）、7.5萬株/hm2（D3）、9.0萬株/hm2（D4）、10.5萬株/hm2（D5），每個密度小區重復3次，行距為60 cm，株距分別為37.0、27.8、22.2、18.5、15.9 cm，密度小區長7.2 m，寬6.0 m，面積43.2 m2。施肥量為750 kg/hm2，在玉米播種前一次性施入，其他管理措施參照當地一般大田管理。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 土壤緊實度和土壤含水量的測定

測定時期：開花期、乳熟期。使用美國生產的SC-900數顯示土壤緊實度儀測定0～45 cm土層的土壤緊實度，每2.5 cm記錄1次數值。土壤含水量：使用烘干法測定0～100 cm土層的土壤含水量，每20 cm為1層。土壤含水量=（土壤鮮土重-土壤烘干土重）/土壤烘干土重×100%。

1.3.2 根系干重、根系長度、過氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量的測定

取樣時期：開花期、乳熟期。每個密度小區挑選3株均勻一致的玉米植株，將選取的玉米植株作為取樣的中心，以1/2行距、1/2株距為四周邊界，每20 cm為1層，取樣深度為80 cm。將各層土塊做好標記放入沙袋中，用流動的清水進行沖洗，將清理干凈的根系放于根系掃描儀中掃描成圖像，然后使用 WinRHIZO 根系分析系統分析掃描圖像獲取根系長度。掃描結束后將根系樣品置于鋁盒中，放入105 ℃烘箱中殺青，30 min后將烘箱溫度調至75 ℃烘至恒重，天平稱重，獲得根系干重。同時將地上部植株的穗位葉取下放入液氮罐中帶回實驗室測定葉片有關酶活性和MDA含量，其中POD活性測定采用愈創木酚顯色法，SOD活性測定采用氮藍四唑法（NBT），MDA含量測定采用硫代巴比妥酸法。

1.3.3 葉面積指數（LAI）、葉綠素相對含量（SPAD值）的測定

分別在開花期、乳熟期，挑選5株生長一致且葉片無破損的玉米植株，利用長寬系數法測定單葉葉面積，LAI=單株綠葉面積之和/單株所占土地面積。測定葉面積的同時，利用柯尼卡美能達公司（日本）生產的SPAD-502型手持式葉綠素測定儀測定穗位葉的SPAD值，每個穗位葉的葉脈2側各測定5次，取10次平均值。

1.3.4 凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）的測定

在開花期和乳熟期，利用LI-COR公司（美國）生產的LI-6400便攜式光合測定系統測定玉米植株穗位葉的Pn、Tr、Gs。測定時間：晴朗無風的09：00—12：00，每個密度小區測定3株長勢均勻的玉米植株。

1.3.5 籽粒產量的測定

成熟后，每個密度小區收取中間5行果穗，機器脫粒后用上海清浦綠洲檢測儀器有限公司制造的LDS-1G谷物水分測定儀測定籽粒含水量，然后按14%含水量計算產量。

1.4 數據分析

數據整理采用 Microsoft Excel 2007軟件，統計分析采用SPSS 19.0 軟件，繪圖采用SigmaPlot 14.0軟件。

2 結果與分析

2.1 耕作方式、種植密度及其互作對根系生長、葉片特性和作物產量的影響

由表2可知，耕作方式和種植密度對所測指標均達到極顯著影響，耕作方式和種植密度互作除對POD活性未達到顯著影響外，對其他指標的影響均達到顯著水平，其中對根系干重、根系長度、LAI、Gs、SOD活性、MDA含量和籽粒產量的影響達到極顯著水平。

2.2 耕作方式對土壤緊實度和土壤含水量的影響

由圖1可以看出，深松耕作顯著降低了土壤緊實度且主要降低了15～45 cm土層的土壤緊實度。與常規旋耕相比，深松耕作開花期15～45 cm土層的土壤緊實度2年平均降低了15.9%；乳熟期15～45 cm土層的土壤緊實度2年平均降低了11.3%。由圖2可以看出，深松耕作增加了0～100 cm土層各層的土壤含水量。與常規旋耕相比，開花期0～100 cm土層的土壤含水量2年平均增加了7.2%；乳熟期 0～100 cm土層的土壤含水量2年平均增加了4.4%。從數據分析可以看出，深松耕作對土壤緊實度和土壤含水量的改良效果開花期大于乳熟期，說明隨玉米生育時期的進行，深松耕作對土壤的改良效果減弱。

2.3 耕作方式和種植密度對根系干重和根系長度的影響

由表3可知，常規旋耕和深松耕作條件下，根系干重和根系長度均隨種植密度的增加而降低。同一種植密度下深松耕作顯著增加了根系干重和根系長度。與常規旋耕相比，深松耕作處理下，開花期在D1～D5種植密度下根系干重分別增加14.7%、16.3%、20.1%、22.8%和24.1%，根系長度分別增加了11.0%、13.4%、16.6%、18.3%和19.5%；乳熟期在D1～D5種植密度下根系干重分別增加了15.9%、19.9%、25.3%、28.1%和25.9%，根系長度分別增加了17.5%、24.1%、26.1%、24.9%和25.3%。數據分析結果表明，深松耕作對高密度下的根系干重和根系長度的提升效果大于低密度，乳熟期根系干重和根系長度的增長大于開花期。

常規旋耕和深松耕作條件下，根系干重和根系長度開花期至乳熟期的下降幅度有所不同。常規旋耕處理下，D1～D5種植密度下，根系干重分別下降了7.6%、13.1%、21.4%、19.8%、15.4%，根系長度分別下降了21.6%、30.4%、36.4%、34.5%、39.0%。深松耕作處理下， D1～D5種植密度下，根系干重分別下降了6.6%、10.5%、18.0%、16.4%、14.2%，根系長度分別下降了17.0%、23.9%、31.3%、30.8%、36.0%。數據分析結果表明，根系干重和根系長度開花期至乳熟期的下降幅度均表現為高密度大于低密度，深松耕作下降幅度小于常規旋耕。

2.4 耕作方式和種植密度對葉面積指數和葉綠素相對含量的影響

由表4可知，常規旋耕和深松耕作處理下，LAI隨種植密度的增加均呈現上升趨勢，SPAD值隨種植密度的增加均表現為下降趨勢。深松耕作顯著增加了LAI和SPAD值。與常規旋耕相比，深松耕作處理下開花期LAI和SPAD值在D1～D5種植密度下分別增加了4.1%、4.9%、9.6%、8.6%、7.8%和2.0%、2.7%、5.3%、4.8%、4.6%；乳熟期LAI和SPAD值在D1～D5種植密度下分別增加了5.1%、5.9%、11.7%、11.1%、10.0%和3.6%、4.5%、7.4%、6.4%、5.9%。數據結果分析可知，深松耕作對高種植密度下的LAI和SPAD值的提升效果更好，對乳熟期的影響大于開花期。

常規旋耕和深松耕作處理下，LAI和SPAD值開花期至乳熟期的下降幅度有所不同。常規旋耕處理下，LAI和SPAD值在D1～D5種植密度下分別下降了6.7%、7.8%、9.2%、14.1%、14.9%和9.1%、10.4%、11.0%、11.8%、12.8%；深松耕作處理下，LAI和SPAD值在D1～D5種植密度下分別下降了5.8%、6.9%、7.4%、12.1%、13.1%和7.6%、8.8%、9.2%、10.4%、11.7%。從數據分析結果來看，LAI和SPAD值開花期至乳熟期的下降幅度隨種植密度的增加而增大，且深松耕作處理下的降幅小于常規旋耕。

2.5 耕作方式和種植密度對光合特性的影響

由表5可見，Pn、Tr、Gs在常規旋耕和深松耕作處理下均隨種植密度的增加而降低。深松耕作處理顯著提高了Pn、Tr、Gs。與常規旋耕處理相比，深松耕作處理條件下，開花期在D1～D5種植密度下Pn分別增加5.7%、6.3%、7.8%、8.8%和16.4%，Tr分別增加1.3%、2.2%、3.9%、5.2%和5.9%，Gs分別增加4.0%、6.7%、15.3%、17.0%和20.3%；乳熟期在D1～D5種植密度下Pn分別增加6.0%、7.1%、8.6%、9.9%和17.1%，Tr分別增加1.9%、3.2%、5.8%、7.8%和9.6%，Gs分別增加3.8%、9.0%、18.2%、19.6%和25.0%。數據分析結果來看，深松耕作處理對高密度下葉片的光合特性提升效果更優，對乳熟期的影響較大。

Pn、Tr、Gs開花期至乳熟期的下降幅度在2種耕作方式下有所不同。常規旋耕條件下，D1～D5種植密度下Pn分別下降了18.4%、19.6%、20.8%、21.6%、21.9%，Tr分別下降了23.9%、25.0%、27.3%、27.9%、28.0%，Gs分別下降了21.2%、24.7%、28.0%、29.8%、31.6%。深松耕作條件下，D1～D5種植密度下Pn分別下降了18.2%、19.0%、20.2%、20.9%、21.4%，Tr分別下降了23.5%、24.3%、26.0%、26.2%、25.7%，Gs分別下降了21.4%、23.2%、26.2%、28.3%、29.0%。

數據結果分析來看，Pn、Tr、Gr開花期至乳熟期的下降幅度均隨種植密度的增加而呈現上升趨勢，且深松耕作處理下的降幅小于常規旋耕。

2.6 耕作方式和種植密度對抗氧化酶活性和丙二醛含量的影響

由表6可見，2種耕作方式下，POD和SOD活性均隨種植密度的增加而下降，MDA含量均隨種植密度的增加而呈現上升趨勢。耕作方式間比較，深松耕作處理的POD和SOD活性均大于常規旋耕處理，MDA含量小于常規旋耕處理。與常規旋耕相比，深松耕作處理下，開花期在D1～D5種植密度下POD活性分別增加5.6%、7.1%、12.5%、11.2%和9.3%，SOD活性分別增加1.8%、2.7%、5.8%、4.6%和4.2%，MDA含量分別降低6.0%、8.3%、13.5%、12.7%、11.0%。乳熟期在D1～D5種植密度下，POD活性分別增加了8.7%、13.0%、16.0%、14.2%和12.8%，SOD活性分別增加了3.1%、3.8%、8.1%、7.5%和7.0%，MDA含量分別降低了9.8%、10.9%、15.5%、14.1%、12.1%。數據分析結果顯示，深松耕作處理在高密度下提升葉片抗氧化酶活性和降低MDA含量的效果較優，對乳熟期的影響大于開花期。

常規旋耕和深松耕作處理下，抗氧化酶活性和MDA含量開花期至乳熟期的變化幅度有所不同。常規旋耕條件下，D1～D5種植密度下POD活性分別下降了40.2%、43.8%、48.4%、53.9%、59.6%，SOD活性分別下降了13.0%、13.8%、17.6%、20.1%、21.8%，MDA含量分別增加了 55.1%、63.3%、54.0%、55.4%、52.1%。深松耕作條件下，D1～D5種植密度下POD活性分別下降了38.5%、40.7%、46.8%、52.6%、58.3%，SOD活性分別下降了11.9%、12.9%、15.9%、17.9%、19.7%，MDA含量分別增加了 48.8%、58.6%、50.4%、52.8%、50.3%。數據結果表明，POD和SOD活性開花期至乳熟期的下降幅度均隨種植密度的增加而呈現上升趨勢，MDA含量開花期至乳熟期的上升幅度隨種植密度變化無明顯規律，深松耕作處理下葉片POD和SOD活性的降幅和MDA含量的升幅均小于常規旋耕。

2.7 耕作方式和種植密度對籽粒產量的影響

如圖3所示，常規耕作和深松耕作處理下，籽粒產量隨種植密度增加均表現為先增加后下降的變化趨勢，且產量和種植密度之間的關系符合二次曲線。深松耕作增加了同等種植密度的籽粒產量，且增產幅度隨種植密度增加而增大。與常規旋耕相比，深松耕作下的產量在D1～D5種植密度下分別增加了2.5%、2.7%、7.3%、10.7%和18.6%。對產量與種植密度的二次曲線求導得出，常規旋耕處理下最適種植密度為8.29萬株/hm2，深松耕作處理下最適種植密度為9.09萬株/hm2。與常規旋耕相比，深松耕作的最適種植密度分別增加了9.7%。

說明深松耕作提高了玉米群體的最佳種植密度，從而達到增產的效果。

3 討論與結論

土壤是作物汲取養分和水分的場所，作物生產潛力的充分發掘需要優良的土壤環境作為支撐。土壤緊實度和土壤含水量是反映土壤物理特性的重要參數［20］。研究表明，長期的淺旋耕作導致耕層下部不斷被壓緊壓實，引起耕層厚度下降，犁地層變厚變硬，土壤過度緊實；同時厚實的犁地層阻礙了灌水及雨水的下滲，致使過多的水分滯留在表層土壤，土壤徑流增加，下層土壤嚴重缺水，土壤持水能力下降，土壤應對干旱的能力下降［21］。深松耕作其作業深度較深，疏松了硬實的犁地層，增加了土壤的孔隙度，緩解了土壤緊實度，重塑了表層土壤和深層土壤的空間連續通道，土壤疏松通氣，土壤蓄水保墑能力提高［22］。本研究結果顯示，深松耕作后，15～45 cm土壤緊實度比常規旋耕耕作下降13.6%，0～100 cm土壤含水量比常規旋耕耕作提升5.8%，與前人的研究結果相似。綜合表明，深松耕作優化了作物賴以生存的土壤環境，為土壤接納更多的作物群體提供了物質保障。

玉米根系是玉米植株從耕層中汲取土壤資源的直接通道，根系的生長狀況直接影響養分和水分吸收利用能力及植株抗倒能力，因此，強壯的根系是植株地上部茂盛生長并獲得高產的重要保障［23］。研究表明，隨著種植密度的增加，根系在耕層中變得擁擠，單株根系的橫向生長空間和水肥利用區域不斷被壓縮，然而常年不合理的小型農機具旋耕形成的厚實犁地層，阻礙了根系向深層土壤生長，導致根系生長發育受限，引起單株根系干重和根系長度顯著下降［10］。深松耕作可以打破犁地層，減弱了根系縱向生長阻力，降低了增密引起的根系表層土壤擁擠，提升了根系深層土壤含量，使得根系合理分布于各層土壤，緩解了根系生長壓力，根系干重和根長隨之增加［24-25］。本研究結果表明，2種耕作方式下，根系干重和長度隨種植密度的增加均呈下降趨勢，與前人研究結果一致。深松耕作明顯增加了根系干重和長度，與常規旋耕相比，深松耕作處理下根系干重和長度在開花期分別增加了19.6%和15.8%，乳熟期分別增加了23.0%和23.6%。另外，深松耕作的根系干重和長度開花期至乳熟期的下降幅度小于常規旋耕耕作。常規旋耕耕作條件下，根系干重和長度開花期至乳熟期的下降幅度分別為15.5%和32.4%；深松耕作條件下，根系干重和長度分別開花期至乳熟期的下降幅度分別為13.1%和27.8%。綜合說明，深松耕作通過增加深層土壤根系分布提升了土壤根系群體的容納量，從而減少了根系之間的競爭，增加了根系干重和長度，延緩了根系后期衰老，從而能夠持續有效地為植株提供營養供給，為玉米的密植高產提供強大的根系系統。

葉片是玉米植株利用光能合成有機物的重要器官，玉米植株90%的干物質來源于光合作用，因此維持葉片較高的光合性能，減緩葉片衰老速率，延長其功能期是玉米持續獲得高產的重要保障［26］。葉片是捕獲光能的物質載體，LAI是玉米群體光合能力的直觀表現［27］。葉綠素含量與葉片光合能力密切相關，其降解速率是葉片衰老的內在表現［28］。堅天才等研究發現，LAI隨種植密度的增加而增加，而光合面積持續時間變短，葉綠素相對含量降低［29］。本研究結果顯示，LAI和SPAD值隨種植密度的變化規律與其研究結果一致。但是深松耕作顯著提高了LAI和SPAD值且延長了LAI高值時間和減緩了SPAD值下降速度。與常規旋耕相比，深松耕作處理開花期LAI和SPAD值分別增加7.0%和3.9%，乳熟期LAI和SPAD值分別增加8.8%和5.6%。常規旋耕條件下，LAI和SPAD值開花期至乳熟期的下降幅度分別是10.5%和11.0%；深松耕作條件下，LAI和SPAD值開花期至乳熟期的下降幅度分別是9.1%和9.5%。葉片衰老的標志事件是光合能力的快速下降［30］。李超等研究發現，高密度種植會削弱冠層中下部光照，致使中下部葉片長期處于弱光脅迫狀態，葉片光合能力降低［31］。王富貴等研究發現，深松耕作可以優化冠層結構，緩解高密度種植帶來的遮擋效應，增加冠層中下部透光率，提升葉片光合能力［32］。本研究發現，2種耕作方式下，Pn、Tr和Gs隨種植密度的增加均表現為下降趨勢。深松耕作顯著增加了Pn、Tr和Gs，與常規旋耕相比，開花期Pn、Tr和Gs分別增加9.0%、3.7%和12.7%，乳熟期Pn、Tr和Gs分別增加9.7%、5.6%和15.1%；同時深松耕作降低了Pn、Tr和Gs開花期至乳熟期的下降幅度。常規耕作條件下，Pn、Tr和Gs開花期至乳熟期的下降幅度分別為20.5%、26.4%和27.1%；深松耕作條件下，Pn、Tr和Gs開花至乳熟期的下降幅度分別為19.9%、25.1%、25.6%。綜合說明，深松耕作提升了光合作用面積和光合性能，延長了光合面積和光合能力高值期，擴大了冠層容納能力，為增密增產提供光合基礎。

SOD和POD是植物體內活性氧清除系統的關鍵酶，它們可以保護膜脂使其避免過氧化，其活性的高低可以反映葉片的衰老程度［33］。MDA是膜脂過氧化過程中最主要的產物之一，能夠反映細胞膜受損害的程度，其含量在植物體內快速大量積累標志著葉片功能下降，衰老加劇［34］。楊振芳等研究發現，在化控劑和清水處理下，玉米植株穗位葉的SOD和POD活性均隨種植密度的提升而顯著下降，而MDA含量隨種植密度的增加呈現上升趨勢［35］。本研究結果顯示，2種耕作方式下，SOD、POD活性和MDA含量隨種植密度的變化趨勢與其一致。付國占等的研究結果顯示，深松耕作提高了玉米葉片SOD和POD的活性，降低了MDA含量，保持了花后較高的葉片生理功能［36］。本研究結果與其研究一致。與常規旋耕相比，深松耕作處理，開花期POD和SOD活性分別增加9.1%和3.8%，MDA含量降低10.3%，乳熟期SOD和POD活性分別增加12.9%和5.9%，MDA含量降低了12.5%。同時深松耕作降低了開花期至乳熟期POD和SOD活性的下降幅度，減緩了MDA含量的上升幅度。常規旋耕條件下，POD和SOD活性開花期至乳熟期的下降幅度分別為49.2%和17.3%，MDA含量上升幅度為56.0%；深松耕作條件下，POD和SOD活性開花期至乳熟期的下降幅度分別為47.4%和15.7%，MDA含量上升幅度為52.2%。綜合表明，深松耕作增加了葉片抗氧化酶活性，并延長了其活性的高值期，使MDA含量維持在較低的水平，降低了細胞受損程度，為密植高產提供了良好的生理環境。

挖掘玉米單株生產能力來大幅度提升玉米籽粒產量比較困難，增加種植密度是現代玉米產業發展中提升籽粒產量的重要栽培技術之一［37-38］。然而，隨著種植密度的不斷提升，耕層中的根系變得十分擁擠，根系對生長發育所需空間和水肥等資源的競爭加劇，造成根系功能減弱和衰老加快；根系的過早衰亡，會引起地上部綠色葉面積下降，葉片的光合能力下降，光合持續期縮短，群體物質生產能力減弱，當群體增產效應彌補不了單株物質生產能力下降時，玉米籽粒產量隨種植密度的增加呈下降趨勢［39-41］。因此，玉米籽粒產量隨種植密度的提升不會一直增加，而是表現為先增加后減小的變化趨勢，呈“二次曲線”關系［17］。本研究結果顯示，2種耕作方式下，玉米籽粒產量隨種植密度的變化規律與前人研究結果一致。研究發現，深松耕作可以打破堅實的犁底層，降低耕層緊實，提高耕層肥水利用率，破除根系向下生長壁壘，營造了良好的根系生長土壤環境，緩解了根系衰老，延長了根系功能期，能夠為地上部植株生長持續供給營養，優化了群體冠層結構，增加了群體中下部光能透過率，改善了葉片光合能力，緩解了花后葉片衰老，延長了光合時間，增強了群體物質生產能力，從而增加了群體的耐密性，實現提密增產［32，42-43］。本研究結果顯示，相對于常規耕作處理，深松耕作處理下的籽粒產量和種植密度二次曲線的極值明顯后移，最佳種植密度由8.28萬株/hm2提升為9.09萬株/hm2，平均增產8.4%。說明在提升種植密度時，通過深松耕作可以減輕密度帶來的負面影響，提高最佳種植密度，增加籽粒產量。

深松耕作緩解了土壤緊實，增加了土壤含水量，促進了根系生長，維持了地上部高效的光合特性，且延長了根系和葉片的功能期，提高了最佳種植密度，從而進一步提升了籽粒產量。因此，在黃淮海地區可以通過深松耕作實現提密抗衰增產。

參考文獻：

［1］桑夢祥，胡文河. 玉米根系對玉米抗倒伏性影響的研究進展［J］. 中國農業文摘（農業工程），2023，35（2）：72-76.

［2］石德楊，李艷紅，夏德軍，等. 種植密度對夏玉米根系特性及氮肥吸收的影響［J］. 中國農業科學，2017，50（11）：2006-2017.

［3］高英波，陶洪斌，黃收兵，等. 密植和行距配置對夏玉米群體光分布及光合特性的影響［J］. 中國農業大學學報，2015，20（6）：9-15.

［4］吳 茜. 基于精確數據的大田玉米植株根系結構分析、建模及其應用［D］. 北京：中國農業大學，2016.

［5］梁建生，曹顯祖. 雜交水稻葉片的若干生理指標與根系傷流強度關系［J］. 江蘇農學院學報，1993，14（4）：25-30.

［6］宋 日，吳春勝，王成己，等. 玉米深層根系對地上部營養生長和產量的影響［J］. 玉米科學，2002，10（3）：63-66.

［7］周小平，張歲岐，楊曉青，等. 玉米根系活力雜種優勢及其與光合特性的關系［J］. 西北農業學報，2008，17（4）：84-90.

［8］鄭家明，孫占祥，馮良山，等. 不同深松方式對玉米產量和水分利用效率的影響［J］. 干旱地區農業研究，2019，37（2）：167-171，201.

［9］呂凱飛，周 鋒，安曈昕，等. 耕作深度及秸稈還田對耕層土壤理化性狀的影響［J］. 西南農業學報，2021，34（7）：1503-1509.

［10］郭海斌，張軍剛，王文文，等. 深松耕作對夏玉米增密增產的調控機制［J］. 江蘇農業科學，2023，51（9）：88-96.

［11］劉全永，李林峰，李 娜，等. 玉米早衰影響因素及其調控措施［J］. 河南農業科學，2015，44（5）：18-21.

［12］王 丹，呂艷杰，姚凡云，等. 不同栽培模式春玉米花粒期冠層不同部位葉片的衰老特性［J］. 中國生態農業學報（中英文），2022，30（12）：1925-1937.

［13］劉勝群，宋鳳斌，王 燕. 玉米根系性狀與地上部性狀的相關性研究［J］. 吉林農業大學學報，2007，29（1）：1-6.

［14］陳喜鳳，楊粉團，姜曉莉，等. 深松對玉米早衰的調控作用［J］. 中國農學通報，2011，27（12）：82-86.

［15］王春雷. 深松對不同種植密度下春玉米冠層光合特性及產量的影響［J］. 北方農業學報，2020，48（6）：22-29.

［16］張瑞富，楊恒山，高聚林，等. 深松對春玉米根系形態特征和生理特性的影響［J］. 農業工程學報，2015，31（5）：78-84.

［17］侯海鵬，丁在松，馬 瑋，等. 高產夏玉米產量性能特征及密度深松調控效應［J］. 作物學報，2013，39（6）：1069-1077.

［18］丁相鵬，白 晶，張春雨，等. 擴行縮株對夏玉米群體冠層結構及產量的影響［J］. 中國農業科學，2020，53（19）：3915-3927.

［19］管艷霞，王 群，趙寒梅，等. 深松和施肥方式對砂姜黑土區夏玉米生長、光合特性及產量的影響［J］. 河南農業科學，2021，50（4）：31-39.

［20］李 鑫，張文菊，鄔 磊，等. 土壤質量評價指標體系的構建及評價方法［J］. 中國農業科學，2021，54（14）：3043-3056.

［21］孔曉民，韓成衛，曾蘇明，等. 不同耕作方式對土壤物理性狀及玉米產量的影響［J］. 玉米科學，2014，22（1）：108-113.

［22］張 麗，張中東，郭正宇，等. 深松耕作和秸稈還田對農田土壤物理特性的影響［J］. 水土保持通報，2015，35（1）：102-106，117.

［23］于曉芳，王 玥，高聚林，等. 玉米品種根系性狀和產量不同年代的演替規律及其對深松響應研究［J］. 玉米科學，2019，27（4）：134-140.

［24］于曉芳，孫洪利，高聚林，等. 深松對不同耐密性春玉米增密增產調控機制［J］. 農業工程學報，2019，35（13）：35-46.

［25］張瑞富，楊恒山，張玉芹，等. 深松對春玉米根系分布及氮素積累與利用的影響［J］. 干旱地區農業研究，2020，38（5）：176-181.

［26］胡富亮，郭德林，高 杰，等. 種植密度對春玉米干物質、氮素積累與轉運及產量的影響［J］. 西北農業學報，2013，22（6）：60-66.

［27］許海濤，馮曉曦，許 波，等. 夏玉米干物質生產、形態特征及光合特性對行株距變化的響應［J］. 江蘇農業科學，2022，50（6）：53-59.

［28］王海燕，高聚林，王志剛，等. 高密度對超高產春玉米花粒期葉片衰老與根系活力的影響［J］. 玉米科學，2012，20（2）：75-81.

［29］堅天才，康建宏，梁 熠，等. 增密對旱區春玉米光合特性及產量構成的影響［J］. 西南農業學報，2020，33（11）：2460-2468.

［30］陸定志，潘裕才，馬躍芳，等. 雜交水稻抽穗結實期間葉片衰老的生理生化研究［J］. 中國農業科學，1988，21（3）：21-26.

［31］李 超，王 吉，朱 敏，等. 增密條件下化控處理對春玉米光合特性、葉片衰老及產量的影響［J］. 河南農業科學，2021，50（3）：33-41.

［32］王富貴，于曉芳，高聚林，等. 不同類型玉米品種冠層結構及其光合特性對深松增密的響應［J］. 西北農林科技大學學報（自然科學版），2019，47（2）：33-44.

［33］劉 凡，劉斌祥，郭宗翔，等. 滴灌減氮對四川盆地玉米吐絲后葉片衰老和物質積累的影響［J］. 干旱地區農業研究，2023，41（3）：179-185，194.

［34］仝星星，宋希云，劉樹堂，等. 小麥—玉米輪作耕作方式對玉米灌漿成熟期葉片衰老生理特性的影響［J］. 核農學報，2015，29（5）：954-960.

［35］楊振芳，孟 瑤，顧萬榮，等. 化控和密度措施對東北春玉米葉片衰老及產量的影響［J］. 華北農學報，2015，30（4）：117-125.

［36］付國占，李潮海，王俊忠，等. 殘茬覆蓋與耕作方式對夏玉米葉片衰老代謝和籽粒產量的影響［J］. 西北植物學報，2005，25（1）：155-160.

［37］黨根友，李 新，關雅靜，等. 密度對玉米穗部性狀及產量的影響［J］. 新疆農業科學，2022，59（2）：337-343.

［38］史大坤，魏 鋒，張玉紅，等. 種植密度對黃淮海區域部分玉米品種抗倒能力及產量的影響［J］. 江蘇農業科學，2023，51（16）：98-104.

［39］姜佰文，于士源，楊賀淇，等. 增密種植條件下苗期深松與氮肥側深施對玉米根系生長與氮效率的影響［J］. 東北農業大學學報，2023，54（6）：1-9，19.

［40］代惠萍，馮佰利，賈根良，等. 糜子根系與旗葉協同衰老的生理生化機理研究［J］. 西北植物學報，2008，28（8）：1663-1668.

［41］薛珠政，盧和頂，林建新，等. 種植密度對玉米單株和群體效應的影響［J］. 玉米科學，1999，7（2）：52-54.

［42］王春雷，馮 曄，曹 霞，等. 深松和密度互作對北方春玉米生長特性的影響［J］. 東北農業科學，2016，41（4）：27-31.

［43］王新兵，侯海鵬，周寶元，等. 條帶深松對不同密度玉米群體根系空間分布的調節效應［J］. 作物學報，2014，40（12）：2136-2148.