种植模式对玉米干物质积累、光合特性和产量的影响

史磊，王延波，王金艳，王大为，肖万欣，赵海岩

（辽宁省农业科学院玉米研究所，辽宁沈阳110161）

辽宁省地处东北黄金玉米带南部，属于温带大陆性季风气候区，日照充足，雨量适宜，热量资源比较丰富。研究表明[1-3]，合理的种植方式可以改善冠层内的光照、温度、湿度和CO2浓度等微环境，对于建造良好的群体冠层结构具有重要意义。因此，在较高的栽培密度下，如何改善群体与个体的关系，建立良好的群体结构以提高光能利用率成为玉米高产栽培技术的首要问题。

笔者以早熟矮秆耐密品种辽单565为试材，采取膜下滴灌的灌溉方式，在较高的种植密度下，选用当地应用广泛的大垄双行、二比空以及三比空密疏密3种种植模式（三比空密疏密模式为辽宁省农业科学院玉米研究所首先提出并制定技术规程），研究对紧凑型玉米品种光合特性和产量的影响，找到辽西半干旱灌溉区春玉米最适的种植模式，为通过建立合理群体结构来提高玉米单产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选用辽宁省农业科学院玉米研究所选育的早熟矮秆耐密品种辽单565。

1.2 试验设计

试验于2013年在辽宁省农业科学院建平县试验基地进行，采用大区试验对比法，试验设3个种植模式，分别为大垄双行、三比空密疏密、二比空。每个模式设4个重复，南北通长种植，垄长170 m，灌溉方式为膜下滴灌，种植密度为82 500株/hm2。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 干物质积累。于苗期、拔节期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期5次调查地上植株和地下根系干物重。每个时期每个处理用铁锹取有代表性的连续5株玉米，将根上的泥土除净，烘干后分别称重。

1.3.2 生理测定。于拔节期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期4次调查植株的光合速率、叶绿素含量、叶面积指数；光合速率使用Li6400光合仪测定，测定条件：流速 500 μmol/m2·s，叶片选择：拔节期和大喇叭口期为最上面展开叶，灌浆期和成熟期为穗位叶，测定位置为为叶片中上部；叶绿素含量使用spad-502叶绿素仪进行测定，叶片选择：拔节期和大喇叭口期为最上面展开叶，灌浆期和成熟期为穗位叶，测定位置为为叶片中上部；叶面积指数通过测量全株绿色叶面积折算获得（使用长宽系数法计算叶面积）。

1.3.3 测产与考种。测产：3点取样，每点20 m2，数株数、穗数、收回全部果穗称重并数个数，按均值法取20个果穗考种，折算成标准含水量（14%）的产量。测定穗长、穗粗、秃尖长、穗粒数、含水率、百粒重等指标。

2 结果与分析

2.1 干物质积累

从图1可以看出，各处理地上部分干物质随玉米的生长、生育进程的推移而逐渐增大，在成熟期达到最大值。从图2可以看出，地下根系干物质在玉米整个生育过程中呈单峰曲线变化，从苗期开始逐渐增大，在灌浆期达到最大值，各处理平均为23.6 g，然后缓慢下降，在成熟期仍能保持较高水平。从图3可以看出，各处理根冠比在整个生育期内呈S型曲线变化。苗期到拔节期下降，拔节期到大喇叭口期上升，大喇叭口到成熟期再次下降，其中灌浆期开始下降减缓。在整个生育期内，根冠比在苗期最大，成熟期最小。

2.2 光合速率动态变化

从图4可以看出，辽单565各种植模式下，叶片光合速率从拔节期到成熟期先增加后减小，峰值出现在灌浆期，各处理平均值为 43.7 μmol CO2μm-2s-1。和其他处理相比，辽单565在大喇叭口和灌浆期大垄双行处理叶片光合速率较高；在拔节期二比空处理叶片光合速率较高；成熟期各处理叶片光合速率差异较小。

2.3 叶面积指数动态变化

从图5可以看出，辽单565在大喇叭口期二比空处理叶面积指数较高，在灌浆期和成熟期三比空密疏密处理叶面积指数较高，在拔节期各处理叶面积指数差别不大。在各种种植模式下，辽单565从拔节期到成熟期叶面积指数先增高后降低，在灌浆期出现极大值，各种植方式处理平均值为5.74。

2.4 叶绿素含量动态变化

从图6可以看出，辽单565叶片叶绿素含量从拔节期到成熟期先增加后减小，峰值出现在灌浆期，各处理平均值为60.7 SPAD；同一时期，不同种植模式比较，拔节期和成熟期三比空密疏密处理叶绿素含量较高，其他时期二比空模式叶绿素含量较高。

2.5 产量及产量构成因素

从表1可以看出，大垄双行种植模式下辽单565产量较高。考种结果表明，3种种植模式下，辽单565的穗长、穗粗和穗粒数差异不显著，而穗粒重、秃尖长和百粒重存在显著差异，其中二比空处理穗粒重较重，较大垄双行处理重9.3%；三比空密疏密处理秃尖最长，较其他处理长28.6%；二比空和三比空密疏密处理的百粒重相差很小均显著高于大垄双行处理。

2.6 产量与农艺性状相关性分析

结合不同种植模式效果试验数据进行相关性分析，结果表明，穗长、穗粒数、穗粒重和百粒重与籽粒产量呈不同程度正相关，其中穗长与产量呈极显著正相关（0.78**），穗粒数和穗粒重与产量呈显著正相关（0.74*、0.68*），穗粗和秃尖长与产量呈负相关（表2）。

3 小结与讨论

图1 地上干物质动态积累

图3 根冠比

图6 叶绿素含量动态变化

图2 地下干物质动态积累

图4 不同处理不同时期光合速率动态变化

图5 不同处理不同时期叶面积指数动态变化

表1 不同种植模式对辽单565产量相关指标的影响

表2 产量与农艺性状相关分析表

试验采用3种种植模式，其中大垄双行为当地生产主要种植模式，二比空模式也在历史上有过大面积推广，目前个别地区也仍在使用。三比空密疏密为近年新提出的一种模式，在推广过程中广受好评。对3者的单独研究已多见报道，但是在一起比较尚属首次。众所周知，玉米具有较强的边行效应，在传统的清种模式下，群体内是没有边行的。3种模式虽然不同，但都是通过在群体内制造相对的边行，而达到增产的目的，具有异曲同工之妙。试验中，虽然大垄双行产量最高，但是与其他两种模式差异并不显著，且结论为一年一点试验数据所得，其准确性和代表性有待于多年多点试验的进一步验证。

[1]付健，杨克军，王玉凤，等.不同种植方式和密度对寒地高产玉米郑单958光合特性及产量的影响 [J].江苏农业科学，2014，42（10）：88-91.

[2]武志海，张治安，陈展宇，等.大垄双行种植玉米群体冠层结构及光合特性的解析[J].玉米科学，2005，13（4）：62-65.

[3]杨克军，萧常亮，李明，等.栽培方式与群体结构对玉米生长发育及产量的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2005，17（4）：9-12.

[4]韩金玲等.不同种植密度下春玉米干物质积累、分配和转移规律研究[J].玉米科学 2008，16（5）：115-119.

[5]李瑞平等.种植方式对玉米单株叶片光合性能及产量的影响[J].吉林农业科学，2013，38（3）：9-11.

[6]吕丽华，赵明，赵久然，等.不同施氮量下夏玉米冠层结构及光合特性的变化[J].中国农业科学，2008，41（9）：2624-2632.

[7]麻雪艳，周广胜.春玉米最大叶面积指数的确定方法及其应用[J].生态学报，2013，33（8）：2596-2603.

[8]王敬亚，齐华，梁熠，等.种植方式对春玉米光合特性、干物质积累及产量的影响[J].玉米科学，2009，17（5）：113-115，120.

[9]陆雪珍，沈雪芳，沈才标，等.不同种植密度下糯玉米产量及相关性状研究[J].上海农业学报，2008，24（2）：61-64.

[10]范厚明，余莉，余慧明.不同种植方式对玉米生长发育及产量的影响[J].贵州农业科学，2003，31（4）：25-26.