馮海娟 張善平 陳海寧

摘要 [目的]篩選夏玉米適宜的種植密度、行距配置。[方法]采用大田試驗(yàn)，設(shè)計(jì)不同的品種（登海661、鄭單958和先玉335）、密度（67 500和90 000株/hm2）和行距配置（40 cm + 80 cm和60 cm + 60 cm）構(gòu)建不同的冠層結(jié)構(gòu)，研究密度和行距配置對(duì)不同玉米品種冠層結(jié)構(gòu)、功能及產(chǎn)量的影響。[結(jié)果]不同品種對(duì)于密度和行距配置的調(diào)控響應(yīng)不一致。登海661在90 000株/hm2、大小行種植，鄭單958、先玉335均在90 000株/hm2、等行距種植時(shí)形成的冠層較合理，表現(xiàn)為產(chǎn)量、群體干物質(zhì)積累量最高。[結(jié)論]該研究可為夏玉米的種植提供參考。

關(guān)鍵詞 密度；行距配置；高產(chǎn)夏玉米；冠層特性；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）25-0051-04

Abstract [Objective] The objective was to screen suitable planting population and row spacing arrangements .[Method]With different canopy structure building by different varieties（Denghai 661，Zhengdan 958 and Xianyu 335）， plant population（67 500 plants per hectare and 90000 plants per hectare） and row spacing arrangements（40 cm + 80 cm and 60 cm + 60 cm）， we studied the effects of planting population and row spacing arrangements on canopy structure， function and grain yields of summer corn in field.[Result]The responds of different varieties to plant population and row spacing arrangements were not coincident.Under 90 000 plants per hectare condition， with widenarrow row spacing， the canopy structure of Denghai 661 was reasonable and the highest yield and dry matter appeared. But the best row spacing condition of Zhengdan 958 and Xianyu 335 were normal row spacing， and yield and dry matter accumulation were the highest.[Conclusion]The research can offer reference for planting summer maize.

Key words Plant population；Row spacing；Highyield summer maize；Canopy characteristics；Grain yield

2006—2010年全國共涌現(xiàn)出159塊15 000 kg/hm2以上的高產(chǎn)田，其中45.3%的高產(chǎn)田為75 000～90 000穗/hm2，80.5%的高產(chǎn)田為67 500～97 500穗/hm2，≤67 500穗/hm2的高產(chǎn)田僅1塊（占0.6%），說明合理密植是決定高產(chǎn)的關(guān)鍵之一[1]。在穩(wěn)定單穗粒重或單穗粒重稍有減輕的條件下增加種植密度、合理密植是今后超高產(chǎn)栽培的發(fā)展趨勢(shì)[2-3]。提高種植密度，增加光合勢(shì)在后期的分配比例和花后凈同化率，是獲得玉米高產(chǎn)的重要途徑[4]。但隨種植密度增加，群體內(nèi)光截獲率加大，植株間相互遮蔭，田間郁蔽，透光條件變差[5-7]；過高的群體密度，導(dǎo)致中下部葉層的光照條件變劣，葉片早衰，玉米生長發(fā)育后期群體光合能力迅速降低[8]。前人研究表明，行距配置對(duì)于建造良好的群體冠層結(jié)構(gòu)具有重要意義[9-11]。合理的行距配置可以改善冠層內(nèi)的光照、溫度、濕度和CO2等微環(huán)境，調(diào)節(jié)群體的光合效率和作物產(chǎn)量[12]。尤其在高密度條件下，寬窄行種植可擴(kuò)大光合面積，充分利用不同層次的光資源，改善通風(fēng)能力，提高中下層葉片的光合性能，更好地協(xié)調(diào)玉米群體和個(gè)體的關(guān)系，使光能在玉米群體冠層內(nèi)的分布更加合理，提高玉米群體的光能利用率[7，12-16]。因此，在高產(chǎn)條件下選用株型不同的3個(gè)品種，設(shè)置2個(gè)種植密度、2個(gè)行距配置。研究不同種植密度和行距配置對(duì)冠層特性和產(chǎn)量形成的影響，以期探明高產(chǎn)夏玉米最適的種植方式，為提高夏玉米單產(chǎn)、保障國家糧食安全提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2012年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)黃淮海區(qū)域玉米技術(shù)創(chuàng)新中心（36°18′ N，117°12′ E）進(jìn)行，

試驗(yàn)田0～20 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量10.41 g/kg，全氮0.75 g/kg，堿解氮57.39 mg/kg，速效磷37.05 mg/kg，速效鉀127.12 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)大田種植，選用株型不同的3個(gè)玉米品種登海661（DH661）、鄭單958（ZD958）和先玉335（XY335），設(shè)置2個(gè)種植密度67 500株/hm2（D1）和90 000株/hm2（D2），2種行距配置40 cm + 80 cm（R1）和60 cm + 60 cm（R2），采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，密度為主區(qū)，行距為裂區(qū)，品種為裂裂區(qū)，共12個(gè)處理，重復(fù)4次，每小區(qū)面積90 m2（15 m×6 m）。2012年于6月14日播種，10月2日收獲。其他管理措施同一般高產(chǎn)田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

干物質(zhì)積累量：于小喇叭口期（V9）、開花期（VT）、乳熟期（R3）和完熟期（R6）測(cè)定。選擇生長發(fā)育一致的植株5株，按照莖稈（葉鞘）、葉片、雄穗、籽粒、穗軸、苞葉等部分分開后，105 ℃殺青30 min后80 ℃烘干至恒重并稱重。

群體內(nèi)透光率：在開花期、蠟熟期選擇晴朗無云天氣，于10∶00—11∶00利用SunScan冠層分析儀分別測(cè)定頂部、穗位層和底層光強(qiáng)。透光率（%）=穗位層（底層）光強(qiáng)/冠層頂部光強(qiáng)×100。

葉片的夾角、方位角：參照G.A.Maddonni（2001）的方法在蠟熟期測(cè)定。葉片夾角分為穗位上葉夾角、穗位下葉夾角；方位角是以植株為圓心的同心圓分為16份，每份22°30′按逆時(shí)針編號(hào)為1～16，0～180°線一直處于玉米行內(nèi)，在鉛錘上系一細(xì)繩，測(cè)量每片葉葉脈最高點(diǎn)所在的分區(qū)，將落在1、8、9、16區(qū)內(nèi)的定義為與種植行平行，其他為垂直于種植行。葉片垂直率（%）=垂直于行的葉片數(shù)/單株總?cè)~片數(shù)×100。每處理選擇連續(xù)的20株進(jìn)行測(cè)量，求平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007處理數(shù)據(jù)，并用DPS v10.0軟件檢驗(yàn)處理間的差異顯著性（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表1可知，隨密度的增加，登海661、鄭單958和先玉335在2種行距種植下的平均產(chǎn)量分別提高了14.59%、21.42%、9.39%。低密度下，大小行種植對(duì)3個(gè)品種產(chǎn)量的影響不顯著；高密度下，登海661產(chǎn)量大小行種植顯著高于等行距種植，提高了2.83%，而鄭單958和先玉335則是等行距種植顯著高于大小行種植，分別提高了3.81%、6.23%。不同種植方式對(duì)登海661和鄭單958的千粒重影響不顯著。2種行距種植下先玉335 的平均千粒重在增大密度后顯著下降了2.95%，在低密度下大小行種植無顯著差異，高密度下大小行種植則顯著降低了2.00%。隨密度增加，登海661、鄭單958和先玉335在2種行距種植下的平均穗粒數(shù)分別顯著下降了14.13%、6.17%、16.50%。低密度條件下大小行種植對(duì)登海661、先玉335穗粒數(shù)的影響不顯著，鄭單958下降了3.99%；高密度下大小行種植使登海661顯著增加了3.18%，而鄭單958、先玉335則分別使穗粒數(shù)下降了5.27%、3.61%。

2.2 干物質(zhì)積累

由表2可知，隨密度的增加，登海661、鄭單958和先玉335完熟期2種行距種植下平均單株干物質(zhì)積累量均顯著下降，分別下降了26.65%、12.39%、26.20%。登海661完熟期單株干物質(zhì)積累量在低密度下不同行距配置間差異不顯著，高密度下大小行種植則顯著提高了9.64%；群體干物質(zhì)積累量在90 000株/hm2、40 cm+80 cm時(shí)干物質(zhì)積累能力最強(qiáng)，顯著高于等行距種植。鄭單958的單株干物質(zhì)積累量在低密度條件下大小行種植比等行距種植顯著提高了5.47%，而在高密度條件下反而下降了5.96%；群體干物質(zhì)積累在90 000株/hm2、60 cm+60 cm時(shí)最大。先玉335單株干物質(zhì)積累量在高、低密度下均是等行距種植顯著高于大小行種植，分別提高了17.62%、12.15%；群體干物質(zhì)積累在高密度條件下大小行種植顯著降低了群體干物質(zhì)生產(chǎn)能力，在90 000株/hm2、60 cm+60 cm時(shí)群體干物質(zhì)積累量最大。

2.3 透光率

由表3可知，隨密度的增大，3個(gè)品種的底層、穗位層透光率均顯著下降。不同品種透光率對(duì)大小行種植的響應(yīng)不同。在低密度條件下，大小行種植時(shí)登海661和鄭單958底層透光率無顯著差異，先玉335在開花期顯著降低了2.62%，在蠟熟期顯著降低了3.3%；在高密度條件下的開花期，登海661大小行種植比等行距種植顯著提高了2.78%，鄭單958和先玉335則分別下降了0.98%、2.18%，而在蠟熟期，登海661和先玉335不同行距處理間無明顯差異，鄭單958的大小行種植則比等行距種植顯著提高了1.28%。在開花期不同密度下，大小行種植使登海661穗位層透光率分別顯著提高了2.31%、6.97%，而鄭單958和先玉335則顯著下降了10.31%、4.44%和2.83%、1.8%，而在蠟熟期不同密度下，大小行種植使登海661穗位層透光率顯著提高了2.38%、2.25%，使鄭單958在低密度下顯著下降了12.95%，在高密度下無顯著差異，使先玉335顯著下降了4.72%、3.79%。兩時(shí)期相比較，3個(gè)品種底層透光率、穗位層透光率在后期均顯著提高，這說明，隨著生育進(jìn)程的發(fā)展，玉米植株自身具有一定的調(diào)節(jié)能力，能增大通風(fēng)透光能力，有利于葉片光合作用的進(jìn)行，從而獲得高產(chǎn)。

2.4 冠層構(gòu)成因素

由表4可知，3個(gè)品種在增大密度和大小行種植后，穗位上葉夾角、穗位下葉夾角均顯著減小，使株型更加緊湊，有利于提高冠層整體的通風(fēng)透光能力，有利于提高光能利用率，但是先玉335穗位上葉夾角對(duì)密度的調(diào)控不敏感。

大小行種植對(duì)于登海661葉片的垂直占有率影響不顯著，鄭單958則顯著下降了8.62%，先玉335顯著下降了3.98%；在高密度下登海661顯著提高，這也是其比較耐密植的原因之一，鄭單958、先玉335分別下降了6.83%、3.75%。3個(gè)品種受密度、行距影響大小的順序依次是登海661、鄭單958、先玉335。

大小行種植使登海661和先玉335的葉長、葉寬都有顯著下降，分別下降了2.01%、2.79%和2.26%、1.82%，而鄭單958相反，分別增加了2.87%、1.91%；增加密度后，3個(gè)品種表現(xiàn)趨勢(shì)相同，均是葉長顯著增加，葉寬顯著減小。

3 結(jié)論與討論

種植密度對(duì)冠層結(jié)構(gòu)和功能的影響要大于其他栽培措施[17]。李登海[18]認(rèn)為，緊湊型玉米在適當(dāng)高的密度下，穗位上葉夾角較?。?0°～15°）。呂麗華等[11]認(rèn)為，在中低密度下，小株小穗型和中株中穗型品種穗位上葉夾角保持在13.6°～14.2°，大株大穗型品種保持在18.5°～19.3° 。該研究表明，增大密度和大小行種植均使穗位上葉夾角和穗位下葉夾角減小，下降的最大是鄭單958高密度條件下，達(dá)到了30.75%，最小的是先玉335高密度條件下，僅為0.26%；增大密度和大小行種植均使鄭單958和先玉335的葉片垂直占有率下降，而登海661相反，尤其是在高密度條件下，顯著提高了22.69%，這也是其比較耐植的原因之一。增大密度，3個(gè)品種均使葉片更加的細(xì)長，而大小行種植對(duì)三者葉長、葉寬的影響不一致：登海661和先玉335顯著下降，鄭單958顯著上升，說明大小行種植更有利于鄭單958葉片的生長。

不同玉米群體在同一生育階段的冠層結(jié)構(gòu)不盡相同，其透光率不同，各生育期群體不同葉層的透光率均隨密度的增加而減少；同一玉米群體在不同生育階段的透光率也不相同[19]。呂麗華等[11]研究認(rèn)為，冠層內(nèi)透光率、葉夾角均隨著密度的增加而降低，說明高密度易造成群體內(nèi)光分布不合理。武志海等[16]和梁熠等[20]研究認(rèn)為，采用適宜寬窄行種植的玉米較等行距種植的冠層特性具有明顯優(yōu)勢(shì)，可擴(kuò)大光合面積，增大葉面積指數(shù)，增加中部冠層的透光率，充分利用不同層次的光資源。研究表明，隨密度的增大，3個(gè)品種的透光率均顯著下降。不同品種對(duì)大小行種植的響應(yīng)不同。在低密度條件下，大小行種植對(duì)登海661和鄭單958底層透光率差異不顯著，先玉335顯著降低，在高密度下登海661顯著提高，鄭單958和先玉335則顯著下降。2種密度下，大小行種植登海661穗位層透光率均顯著提高，而鄭單958和先玉335則顯著下降。兩時(shí)期比較，3個(gè)品種在蠟熟期無論是底層透光率還是穗位層透光率均高于開花期，說明隨著生育進(jìn)程的發(fā)展，玉米植株自身具有一定的調(diào)節(jié)能力，能增大通風(fēng)透光能力，有利于葉片的光合作用，從而獲得高產(chǎn)。

不同的品種、密度和行距配置構(gòu)建了不同的冠層結(jié)構(gòu)。合理的冠層結(jié)構(gòu)有利于構(gòu)建高產(chǎn)群體[5，21-22]。合理的冠層可以高效地利用光溫資源，將其固定下來，形成干物質(zhì)。干物質(zhì)是籽粒產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，產(chǎn)量和干物重呈密切的正相關(guān)[23]。研究表明，單株干物質(zhì)積累量3個(gè)品種均是高密度顯著低于低密度，這與前人研究一致。3個(gè)品種都是在群體干物質(zhì)積累量達(dá)到最大時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最大。登海661單株干物質(zhì)積累量高密度下大小行種植顯著提高了9.64%，群體干物質(zhì)積累量在90 000株/hm2、40 cm+80 cm時(shí)干物質(zhì)積累能力最強(qiáng)，其產(chǎn)量亦達(dá)到最大；鄭單958單株干物質(zhì)積累量、群體干物質(zhì)積累量在低密度條件下大小行種植顯著高于等行距種植，而在高密度條件下等行距種植時(shí)干物質(zhì)積累量最大；先玉335單株干物質(zhì)積累量、群體干物質(zhì)積累量在不同密度下均是等行距種植顯著高于大小行種植，在高密度等行距種植時(shí)干物質(zhì)積累量最大，這與鄭單958的反應(yīng)一致。這說明，不同品種對(duì)大小行種植的響應(yīng)不一致，對(duì)于緊湊型的登海661在高密度大小行種植時(shí)構(gòu)成的冠層結(jié)構(gòu)合理。對(duì)于半緊湊型的鄭單958在高密度下等行距種植時(shí)構(gòu)成的冠層較合理，干物質(zhì)積累最高，在低密度下大小行種植要比等行距種植干物質(zhì)積累量高。采用低密度等行距種植的方式對(duì)于肥力不高的農(nóng)田具有重要意義，可以顯著提高光能利用率。對(duì)于中下部葉片較為平展的先玉335，在不同的密度下，等行距種植所構(gòu)建的冠層相對(duì)是最合理的。

不同株型的玉米品種對(duì)于種植密度和行距配置的響應(yīng)不一致。對(duì)于其相互作用機(jī)理是怎樣的，是對(duì)作物本身生理生化的影響大，還是對(duì)不同冠層的小氣候條件的影響大，還是兩者相互作用的結(jié)果，還需要進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳國平，高聚林，趙明，等.近年我國玉米超高產(chǎn)田的分布、產(chǎn)量構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù)[J].作物學(xué)報(bào)，2012，38（1）：80-85.

[2] 李猛，蔡宗興，萬明長，等.不同種植方式對(duì)玉米產(chǎn)量的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999，27（Z1）：53.

[3] 楊利華，張麗華，張全國，等.種植樣式對(duì)高密度夏玉米產(chǎn)量和株高整齊度的影響[J].玉米科學(xué)，2006，14（6）：122-124.

[4] 陳傳永，侯海鵬，李強(qiáng)，等.種植密度對(duì)不同玉米品種葉片光合特性與碳、氮變化的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2010，36（5）：871-878.

[5] 董樹亭，胡昌浩，岳壽松，等.夏玉米群體光合速率特性及其與冠層結(jié)構(gòu)、生態(tài)條件的關(guān)系[J].植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)學(xué)報(bào)，1992，16（4）：372-379.

[6] 范厚明，余莉，余慧明.不同種植方式對(duì)玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，31（4）：25-26.

[7] 陸雪珍，沈雪芳，沈才標(biāo)，等.不同種植密度下糯玉米產(chǎn)量及相關(guān)性狀研究[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，24（2）：61-64.

[8] 李少昆，王崇桃.作物株型和冠層結(jié)構(gòu)信息獲取與表述的方法[J].石河子大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1997，1（3）：250-256.

[9] 趙殿忱，陳淵.大豆寬窄行密植栽培技術(shù)試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2000，16（1）：45-49，65.

[10] 張永科，孫茂，張雪君，等.玉米密植和營養(yǎng)改良之研究 Ⅱ.行距對(duì)玉米產(chǎn)量和營養(yǎng)的效應(yīng)[J].玉米科學(xué)，2006，14（2）：108-111.

[11] 呂麗華，陶洪斌，夏來坤，等.不同種植密度下的夏玉米冠層結(jié)構(gòu)及光合特性[J].作物學(xué)報(bào)，2008，34（3）：447-455.

[12] 楊吉順，高輝遠(yuǎn)，劉鵬，等.種植密度和行距配置對(duì)超高產(chǎn)夏玉米群體光合特性的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2010，36（7）：1226-1233.

[13] DAYNARD T B，MULDOON J F.Planttoplant variability of maize plants grown at different densities[J].Canadian journal of plant science，1983，63（1）：45-59.

[14] WALL G W，KANEMASU E T.Carbon dioxide exchange rates in wheat canopies.Part I.Influence of canopy geometry on trends in leaf area index，light interception and instantaneous exchange rates[J].Agricultural and forest meteorology，1990，49（2）：81-102.

[15] MCGOWAN M，TAYLOR H M，WILLINGHAM J.Influence of row spacing on growth，light and water use by sorghum[J].Journal of agricultural science，1991，116（3）：329-340.

[16] 武志海，張治安，陳展宇，等.大壟雙行種植玉米群體冠層結(jié)構(gòu)及光合特性的解析[J].玉米科學(xué)，2005，13（4）：62-65.

[17] 李明，李文雄.肥料和密度對(duì)寒地高產(chǎn)玉米源庫性狀及產(chǎn)量的調(diào)節(jié)作用[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（8）：1130-1137.

[18] 李登海.從事緊湊型玉米育種的回顧與展望[J].作物雜志，2000（5）：1-5.

[19] 丁希武，許曉明，鄭玉龍，等.不同生態(tài)類型玉米光分布規(guī)律的研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998（1）：5-9.

[20] 梁熠，齊華，王敬亞，等.寬窄行栽培對(duì)玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].玉米科學(xué)，2009，17（4）：97-100.

[21] 王之杰，郭天財(cái)，朱云集，等.超高產(chǎn)小麥冠層光輻射特征的研究[J].西北植物學(xué)報(bào)，2003，23（10）：1657-1662.

[22] 張旺鋒，王振林，余松烈，等.膜下滴灌對(duì)新疆高產(chǎn)棉花群體光合作用冠層結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量形成的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，35（6）：632-637.

[23] 陳國平.玉米的干物質(zhì)生產(chǎn)與分配（綜述）[J].玉米科學(xué)，1994，2（1）：48-53.