种植密度和种植方式对夏玉米群体根冠特性及产量的影响探讨

田发荣

摘 要 不同的植物密度条件下，种植方式的不同对夏玉米的冠层、根系的结构和物质积累、叶绿素的荧光和光合特性、产量等都有影响。试验表明，将留苗方式和种植方式改变，玉米根冠特性及产量就会发生不同的表现。

关键词 种植方式；根冠生长；种植密度；夏玉米

中图分类号：S513 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.031

根和冠的结构与功能如果关系协调，那么作物的产量就会很高，这是经过农业科技实验得出的结论。本文就夏玉米的根冠生长态势与种植密度、种植方式之间的关系，论述采用科学的种植密度、种植方式和留苗方式，对于夏玉米的根冠结构与功能的良好态势及籽粒产量的增加所产生的影响。

1 材料与方法

本文谈及的试验选取了多年灌溉条件好、土质生态环境保护得当，常年种植夏玉米的地区，这里的夏玉米种植采用了密植种植的方式，株数基本采用双株种植，每个区组种植夏玉米约为12行，行距约为67 cm，在播种前期和大喇叭口期施肥。

1.1 试验目标

夏玉米的冠层、根系。

1.2 试验内容

冠层：拔节、大喇叭口、开化、成熟等阶段，分别进行采样，包括对冠层部分的叶、籽粒、茎秆等采用科学方法进行测定。如叶面积、叶指数、单株干物质量、相对生长率，花期群体结构、籽粒、果穗和雄穗等，单位面积，物质量及群体结构图等。

根系：采集根系样品进行取样分析，按照土层下根系深度分别取得样品，对根系垂直分布、根系总干质量、根系分布、根系总体积、根系吸收面积和活力等进行测算和实验。

1.3 试验目的

观测相同种植密度条件下，不同类型夏玉米的种植方式对根冠垂直分布的影响，包括叶片干质量垂直分布的趋势；茎鞘垂直分布的趋势；果穗干质量的集中趋势；根系干质量的深度；雄穗等的分布和占比等。

观测夏玉米的生长发育过程中的叶面积指数的峰值变化，包括开花期、拔节期和乳熟期等。观测不同时期夏玉米根系体积的变化趋势，如改变种植方式后，各个品种的夏玉米的单位面积根系体积发生的变化。

种植方式不同的前提下，夏玉米根系吸收活力的曲线变化，根系还原强度的变化趋势。

种植方式的变化给夏玉米冠层结构带来的变化，包括群体总叶面积、净同化率、相对生长率、开花后叶面积持续率及总叶面积持续率等。

种植方式的变化对产量的影响，包括穗粒数、干粒质量、籽粒库容、群体产量、单株产量和单位面积穗数的变化[1]。

2 结果与分析

第一，夏玉米的根冠状态是通过垂直结构和分布表现出来的在密植条件下，玉米田间的空间和密度都发生了变化，这时如果研究根冠垂直结构，会发现玉米根冠的垂直分布发生了层次分明的变化。冠层顶部接满了雄穗，冠层中上部分布着大量的叶片，且数量有所增加，冠层中下部分布着众多的茎鞘，冠层中部则密集分布着果穗；而根系的状态也随着密植密度的增加而发生上粗下细的变化，粗壮部分主要分布在地表的吸收层处。整体夏玉米的根冠干质量增加，但叶片和果穗也呈现了干质量减少；同时，冠层的垂直分布由原来的中下部转移为向上移动的趋势，根系则向下部扎根。这种现象是根冠对于种植密度变化进行自动调节的结果，在双株种植状态下尤为明显。经过对2块玉米田的不同种类的夏玉米进行测算和分析发现，合理地改变种植方式对于根冠生长和群体生物量都有促进作用。这是由于种植方式改变后，增加的光合作用促使冠层的中下部也由于得到了光照而发生了更好的扩展，而且我们发现根系对生长空间的敏感度还要高于冠层，这是在对其中一块夏玉米田进行观测后得出的结果。

例如，在开花期对不同种植方式下的群体冠层进行大田切片分析可以看出，其他处理开花期的单位面积群体茎、叶、果穗等总干质量均降低，从各器官来看，群体冠层叶的比例明显增加，0～90 cm的茎和90～180 cm的叶的比例权重明显增多，比常规种植相应层位分别提高了8.8%、7.5%、9.8%，改变了常规的种植垂直结构，群体冠层叶、茎发生了比例权重侠义，从蘑菇型变为纺锤型。其中双株种植最明显。（见表1）

第二，种植方式的变化植株个体形态特征在对紧凑型植株个体的形态进行分析时，相比单株常规种植方式，使用不同种植排布的各层位茎叶夹角呈现了不同程度的增加。例如，双株种植的穗位以下的茎叶夹角增加3.1°～3.4°，一穴双株与行间错位的种植方式确实能沟扩展高密群体内的空间生态位，有效调节密植的植株状态。（见表2）

第三，不同种植方式还会对叶片SPAD（叶绿素测量值）起到作用，通过对叶绿素含量与叶片光合性能高低进行观测后，除了穗下叶层、灌浆期不同处理叶片SPD（叶绿素测量值）随着生育进程而升高，而在吐丝期，叶片SPAD值低于常规DD（种植密度）种植，灌浆期SC（含水率）、SD（群体内光截获总量）、DC（透光率）处理间的数值明显高于常规DD（种植密度）种植，穗下叶和穗位叶分别高出3.1%、4.3%、3.69%、2.95、2.7%。

第四，不同种植方式会影响到根冠单位面积、根系面积，根冠吸收活力、还原强度。根据试验观察，种植方式改变后，根冠群体结构就发生了变化，群体根冠吸收功能随着株数的增加而增加，根系的生长空间受到挤压后反而激发出根系的更强烈的新陈代谢，根系的强度和吸收能力进一步提升，吸收面积、体积、还原总量发生了增长，根系的自我调节能力向着抵抗生长空间压缩努力着。此外，在将单株变为双株之后，每颗玉米的竞争力增强，根系变得发达，吸收面积增大，活跃度增加，根系还原总量增加。就冠层而言，高密度群体叶片衰老期发生了提前的变化，尤其是在乳熟期过后，叶片衰老的比低密度种植来的要快一些。品种不同的夏玉米在内层结构指标上略有不同，但情况是相似的。说明种植方式的变化使夏玉米的群体结构和功能发生了变化，根系发生了积极的抵抗空间压缩的功能，变得更加活跃和发达，而冠层出现了快速衰老的情况，对种植密度递增更为敏感一些[2]。

第五，种植方式的变化对玉米产量的影响。一是光合作用对玉米穗粒发生了影响。试验表明，光合作用对玉米生长发育中籽粒的产量起着直观重要的作用。通过对玉米单叶光合速率的计算，中部叶片发生光合作用对籽粒产量的贡献最大。随着种植方式的改变，光合作用由于冠层的通风能力和观照能力的变化而增加的话，玉米穗粒从拔节期到盛花期，单株的光合速率也会增加，群体光合态势发生了增长态势。紧凑型玉米和半紧凑型玉米的这种增长态势不明显，平展式玉米的反应最大。相同的行种植和行距种植下，玉米冠层群体的水、热、气等微环境发生了很大改善，作物产量增加[2]。二是夏玉米的种植时群体种植，群体发生的光合速率是一个系统工程。双株种植的光合速率比单株种植更为复杂。双株种植条件下，玉米的通风透风条件、叶片衰老期，叶面积指数、光片光合能力、截光能力都发生了变化。株数和高度、密度增加后群体呼吸和光合得到了提高，适宜的行距帮助群体降低了呼吸消耗，提高了光合速率，增加了籽粒的产量。三是夏玉米的干物质与产量有着密切的联系。种植方式的改变对干物质的面积指数、叶片光合势和净同化率都产生了影响。试验表明，玉米干物质积累是随着不同种植方式的变化而增加着，双株的干物质比单株的干物质多，在平展式玉米中影响尤为显著。但需要注意的是，在等行距前提下过度增加面积会造成光合度差降低群体质量，采用大小行种植才能充分发挥光合作用，且不减少单位种植株数，提高产量[3]。四是种植方式改变后，不同的行距对玉米的生长发育造成了影响，玉米的株高、茎粗、根系及籽粒产量都不同。尤其是采用大小行种植手法，进一步促进了玉米的生长，增加了籽粒产量。根据多年的产量计算，玉米实行宽窄行双株种植，出现了增产态势。最佳产量的夏玉米种植行距约为50 cm，行株比为1.85∶1，在这种行株比条件下，公顷籽粒数、千粒质量、株高等均出现了不同程度的提高。五是从产量构成因素来看，不同种植处理方式可以影响穗粒数，使用实际有效穗粒和千粒质量高于常规种植方法，尤其是千粒质量差异达到了很高的水平。

3 结语

通过对不同类型的夏玉米进行种植密度、行距和方法等的改变，玉米群体的垂直分布、结构、产量等都发生了变化。在种植密度的合理配置、种植行距的科学分布、种植手法的巧妙运用上，只有根据科学合理的数值来进行种植，才能在密植条件下使根冠良好生长，最终促使产量的增加。

参考文献

[1]李宗新，陈源泉，王庆成，等.密植条件下种植方式对夏玉米群体根冠特性及产量的影响[J].生态学报，2012，32（23）：7391-7401.

[2]曹慧英.播深对夏玉米产量形成及其生理特性的影响[D].济南：山东农业大学，2015.

[3]苏仲华.玉米通透密植技术[J].农民致富之友，2015（13）：95.

（责任编辑：刘昀）