从田间结构配置角度谈玉米的光能高效利用

于吉琳

从玉米的群体结构和冠层结构阐述了田间结构配置对玉米光能利用效率的影响，通过两者间相互制约、相互作用，进行田间结构的优化配置，建立高光效群体，说明紧凑型玉米品种在适宜密度下能够有效地利用光能，具有较高的群体光合速率和干物质生产率，并分析其与高产的关系。

玉米的产量很大程度上受光照的影响，光合作用的产物占其总产量的95%，因此将玉米称为光合作用敏感产物。当玉米不能被太阳光照射到时，其相应也不能进行光合作用。光照的强度大小不能被人为决定，不过可以控制田间作物的分布结构来间增大光能利用率，从而提高作物的产量。例如：规划作物的排列方式和单位面积上作物的种植密度，运用科学合理的技术进行施肥和灌溉等。

在生产实践上，可以通过合理密植，调整行株距布局等措施建立最优的田间结构配置，形成良好的冠层环境，进而充分利用光能，使群体在吐丝-乳熟期处于较好的光照条件，获得高产。因此，提高光能利用率和增加干物质生产，即建立高光效的基础群体成为提高各类玉米产量的一个重要措施。

1 建立高光效的基础群体

1.1 合理密植

光照强度与种植密度成反比关系，种植密度越大，那么单株接收的光照强度则越小，特别是在玉米的后期生长过程中，这种关系更是被充分体现。当作物下部叶片通过光合作用产生的能量与叶片呼吸作用消耗的能量相抵消时，一般认为此时整个群体对光能的利用达到了最大程度，这一时刻也被称为下部叶片的光补偿点。若光合作用产生的能量大于呼吸作用消耗的能量，说明作物种植的密度过小，冠层的叶片没有最大程度的利用光能，光能的利用率较低，属于浪费行为。相反地，若下部叶片光照作用产生的能量小于呼吸作用消耗的能量，说明作物种植的密度偏密，上部的叶片遮挡了下部叶片的太阳光，下部叶片不能吸收光能进行光合作用，这会使玉米严重减产。

合理密植是要取得一个合适的“度”，是一个相对概念。种植密度太大，虽然单位面积的植株总量增加，但是每株的产量会因为不通风，光照不够而影响生长发育，造成穗小、粒轻，甚至是空杆的现象，而且密度过大，单株发育也不好，种子成本也会增加，这些都是得不偿失的。但是密度过稀，是对空间、光照的一种浪费，虽然单株发育好了，但是单位面积上的农作物数量大大减少了，这也会造成总产量的减少。所以要合理的密植，而对于不同的农作物品种以及农田环境，合理种植的密度也不一样，這就需要在实际种植过程中去探索。

1.2 行株距布局

作物的行株距会直接影响群体捕获光能的情况，从而间接影响作物的产量情况。行间距的影响程度虽然没有密度的大，但也是一个重要因素。一般情况下，在密度条件固定时，行株距布局如何，对产量有一定的影响。行株距不同将决定单株作物具有不同的营养面积，从而决定作物对光的利用情况及对肥料、水分的吸收情况都有所差异。当单株作物的营养面积不正常，会出现各种问题，如上层叶片遮挡了下层叶片的光照，地里的根系相互交错缠绕在一起对肥料等养分进行竞争。当密度为某固定值时，通过增大行间距固然可以增强行间的透光能力，可是株距的缩小恶化了小行间的光照条件，当密度较大时，考虑宽窄行种植是毫无意义的。因为，宽窄行能够使产量增加的原理是让玉米处于通风透光的环境，这也许适用与种植密度适中和平均行距较大的情况。当种植密度过高时，单株的均衡发育成为制约高产的首要因素。应该采取合理缩小行距和等行距种植的方法，让作物叶片互相遮挡以及根系互相交叉的程度降到最低，这在提高光能和养分利用率的同时还能增强玉米与田间杂草的竞争力，提高作物产量。

2 建立合理的冠层结构

2.1 冠层结构和光分布对光能利用的影响

光照强度是决定光合速率最重要的因素。作物吸收光能并对其进行转换，很大程度上受冠层的结构的影响，也就是说冠层结构会间接影响作物的产量。不同品种玉米构成的作物群体，其相应具有不同的冠层结构，这也会导致其光合生产力的不同。由此可以得出结论，要想建立高产玉米光合作用体系，就要有合理的群体冠层结构。玉米冠层的光照受到许多因素的影响，如太阳辐射变化以及冠层结构。冠层结构具体来讲又可分为许多类，如叶面积大小、叶面积指数、叶片的形状以及叶片空间分布等。这些都与合理的作物田间结构配置密不可分。

2.2 冠层结构对田间作物群体结构的影响

光能利用率由冠层的结构以及大小所决定。紧凑型的玉米其叶向值一般较大，因为其穗位以上的叶片都是接近直立的，使得太阳光能够透过顶层的叶片照射到下层叶片，整个群体的受光程度较高，光能的利用程度也间接地提高了。玉米株型不同决定其形成的群体结构也各不相同，同时也决定了群体冠层的受光情况各不相同。

紧凑型的玉米其上部叶片直立、上挺，这种叶分布使得阳光能够照射到下层，下部叶片能够被阳光充分的照射。这种受光特点使紧凑型玉米可以被种植在密度较大的环境下，其群体结构决定了光能够充分的照射到各个叶层，使得群体的光合效率较高。合理的群体结构决定了合理的光分布，这样才能让作物的光能利用程度达到最大，光合效率达到最佳，给玉米的高产营造了良好的光条件，为高产做准备。

（作者单位：116400 辽宁省市庄河市农业技术推广中心）