玉米种植密度对产量和质量的影响

叶毅

摘    要：玉米在我国粮食生产领域中具有重要地位，能够满足人们的基本生活需求。随着科学技术的高速发展，市场对玉米的需求量越来越大，提高玉米产量及质量成为我国农业领域高质量发展的先决条件。文章设立3个不同的玉米种植区域，每个区域的种植密度不同，采用计算机设备与试验器材分析玉米种植密度对其产量和质量的影响，以此明确玉米最佳种植密度，为相关人员提供参考。

关键词：玉米；种植密度；产量；質量

文章编号：1005-2690（2023）06-0021-03       中国图书分类号：S513       文献标志码：B

玉米种植密度会对玉米叶面积、光合特性以及叶片干重产生明显影响，不同种植密度下的相关参数各不相同。合理的种植密度能够有效提高玉米光合效能，为玉米高产稳产奠定坚实的基础。科学确定玉米种植密度，提高玉米种植质量与产量，是相关人员需要研究的课题[1]。

1 种植密度影响玉米性状的相关理论

1.1 农艺性状

采用单一群体性种植方式增加种植密度，能够扩大玉米叶面积，确保玉米群体获得更多光合产物。我国农业学家在种植密度与玉米农艺性状试验中发现，群体叶面积与玉米种植密度呈正相关。增加玉米种植密度的主要目的是扩大玉米群体叶面积，提高玉米个体植株以及穗位。玉米群体叶面积较大会降低穗位叶光合速率，使玉米群体产量呈正态分布。由此可见，增加种植密度能够确保玉米群体获得更大的叶面积，但种植密度过大会压缩玉米植株个体的生存空间，降低玉米植株穗位部的光合效率，影响最终产量。结合我国农业研究发现，种植密度会影响玉米群体内部水分、温度、光照的分布情况。种植密度与玉米单个植株面积大小呈负相关，与群体叶面积呈正相关。

1.2 光合作用

玉米光合速率会受到多种因素影响，不同玉米品种光合速率存在差异，同一玉米品种冠层内的光分布情况会影响光合速率。玉米群体产量与光合系统效率存在显著相关性，过大的种植密度会提高光截获率，导致玉米植株中下层光照质量严重下降，制约玉米群体光合能力的提高。我国农业学家在研究种植密度与光合作用的关系中发现，合理的种植密度能够有效调节小气候，确保玉米植株健康生长，有效贮存能量；不合理的种植密度会造成玉米叶片早衰，降低玉米光能利用率，不利于玉米健康生长[2]。由此可见，玉米种植密度会影响玉米群体冠层构建，过高或过低的种植密度都难以有效提高玉米群体光利用效率，对玉米产量及质量产生严重影响。

从玉米叶片生理活化变换评价指标来看，玉米叶片中的叶绿素含量与光合能力具有显著相关性。同一品种的不同种植密度对叶片叶绿素含量的影响显著。有关研究发现，玉米进入吐丝期，植株叶面积与叶片叶绿素含量呈正相关；玉米进入灌浆中期，植株叶面积与叶片叶绿素含量虽依旧呈正相关，但下降幅度相对较高。根据某实验室对叶绿素分解基因表达量和玉米生长周期相关性试验可得出，玉米叶片出现衰老现象及衰老过程中，叶绿素生物合成基因与叶绿素分解基因的表达量会不断增加。玉米植株生长后期，叶绿素降解速率显著下降，以此维持叶片内叶绿素含量，避免光合速率影响玉米植株生长[3]。

光合势是表示玉米叶面积发挥光合作用的重要指标之一，光合势与玉米群体光合时间、干物质积累呈正相关。单位时间内光合势越大，玉米产量越高。随着种植密度不断增加，光合势与玉米产量均会有所提升。玉米拔节期和苗期，种植密度对光合势的影响较小，随着玉米生长速度加快与叶面积不断扩大，种植密度对光合势的影响逐渐显著。通常，高种植密度玉米光合势以及积累的光合势值显著高于低种植密度。玉米生长后期，高种植密度会出现下层叶片早衰现象，主要原因在于玉米叶片相互遮阳，致使下层透光率降低[4]。

1.3 茎秆抗倒伏性能

穗位高、株型和株高是影响玉米产量的重要因素。国外农业学家在探究种植密度与玉米株高和穗位高相关性试验中得出，种植密度与玉米穗位高和株高呈正相关，种植密度过高会导致玉米茎秆粗度降低，致使玉米茎秆抗穿刺能力减弱，对玉米茎秆抗伏倒能力产生一定影响。

我国农业学家在探究玉米茎秆粗度与玉米籽粒产量相关性的研究中得出，玉米茎秆粗度与籽粒产量呈正相关，玉米植株高度与籽粒产量呈负相关。种植密度是影响玉米抗倒伏性的关键因素之一，种植密度越大，玉米茎秆的抗折力以及穿刺强度越低。由此可见，科学确定种植密度、提高玉米茎秆抗倒伏能力、控制玉米植株高度与穗位高是确保玉米高产的重要因素[5]。

1.4 产量

合理密植能够有效提高玉米产量，我国农业学家在玉米品种试验研究中发现，在种植密度单一因素的影响下，玉米株高呈正态分布，倒伏率、穗位高上升的同时，千粒重与穗粒重呈下降趋势[6]。玉米植株倒伏率与种植密度呈正相关，与玉米植株茎秆的叶绿素及氮素含量呈负相关。虽然玉米千粒重会随着种植密度的增加而降低，但玉米产量会在适宜范围内随着种植密度的增加而提高[7]。

2 试验材料与方法

2.1 试验地概况

试验地位于广西钦州市试验农田，该试验农田属于亚热带向热带过渡的海洋性季风气候，年降水量1 600 mm，日照时数1 800 h以上。土壤的理化性质为速效磷12.59 mg/kg、全氮量1.47 g/kg、速效钾116.94 mg/kg，土壤pH值6.7，地势平坦且肥力均匀，能够为玉米植株提供必要的营养元素。

2.2 试验材料

本试验的玉米品种为A品种，由当地种业股份公司选育，适合在我国东北地区积温带种植，株高247 cm、穗高87 cm、种植密度为8万株/hm2。

2.3 试验设计

本试验3个种植区域同步采用行距65 cm的秋翻垄作种植方式，分别设立7万株/hm2、8万株/hm2、9万株/hm2 3个不同种植密度指数，3次重复试验，玉米行距为50 cm、株距为40 cm。本试验于2022年4月21日播种，2022年9月23日收获。

2.4 指标监测方法

工作人员需要分别在玉米植株不同生长周期测定各类参数，在拔节期、大喇叭口期以及吐丝期前后选择生长状态一致的3株玉米植株，对其进行杀青及烘干处理，计算各类参数。

群体叶片干重=单株叶片×单位面积株数（1）

群体叶面积=单株叶片叶面积+单位面积株数

（2）

LAI=单株叶面积×单位面积株数／单位土地面积（3）

LADl1-2=（L1+L2）／2+（T2-T1）（4）

式中：L1为某时期开始当天叶面积，L2为最后一天的叶面积，T1为某一时期开始时间，T2为某一时期结束时间。

玉米植株光合速率及叶绿素含量监测方式：分别于拔节期、大喇叭口期以及吐丝期前后选择生长状态一致的3株玉米植株，利用光合仪与叶绿素仪测定叶绿素含量以及穗位叶。

比叶重为叶片干重与叶面积的差值。

2.5 茎秆抗倒伏监测方法

利用游标卡尺测量玉米茎秆的茎粗、穗位高、株高等。分别于拔节期、大喇叭口期以及吐丝期前后选择生长状态一致的3株玉米植株，结合玉米植株茎秆机械力学指标分析第3节茎秆的弯折力与压碎强度。在此期间，工作人员需要将玉米茎秆平稳放在测量仪器的底部，用手指匀速拉动测量仪。

2.6 产量、质量检测方法

测定玉米产量、质量时，需要在玉米成熟后由工作人员称取玉米所有果穗的总鲜重，随机抽取20穗分析穗长、穗粗、行粒数、穗粒数以及百粒重等，待种子风干后计算产量。

2.7 统计学分析方法

试验期间利用Excel表格收集数据，利用SPSS 22.0软件分析数据。

3 种植密度对玉米种植的影响

3.1 对玉米质量的影响

相同种植密度下，不同种植区域玉米植株的赖氨酸含量无显著差异。随着种植密度不断增加，不同种植区域玉米淀粉含量呈先降低后升高的趋势。脂肪及蛋白质均呈现先升高后降低的趋势。淀粉呈先降低后升高的趋势。说明种植密度过高或过低都会对玉米淀粉、蛋白质、脂肪含量产生严重影响，如表1所示。

3.2 对玉米产量以及构成因子的影响

构建一元二次方程对玉米产量及种植密度进行回归分析，经过数据检验得出，在相同种植方式下，不同种植密度获得的产量各不相同。分析行粒数、穗长以及穗粗等相关参数可以得出，随着种植密度不断增大，玉米百粒重以及产量呈上升趋势，但种植密度持续增大，上述参数均会出现不同幅度的下降，如表2所示。

3.3 对玉米株高、穗位高、茎粗的影响

在不同种植密度下，3个种植区域的玉米株高以及穗位高具有显著差异。种植密度为9万株/hm2的区域株高显著高于其他2种种植密度。随着种植密度不断增加，茎粗呈现降低趋势，9万株/hm2种植密度下玉米茎粗最低，如表3所示。

3.4 对玉米茎秆抗倒伏性能的影响

3种不同种植密度下，玉米茎秆在不同生长时期的抗倒伏性变化趋势存在差异。拔节期随着种植密度不断增加，玉米茎秆弯折能力逐渐下降。种植密度为7万株/hm2的区域玉米茎秆弯折能力达到200.82 N，显著高于其余2种。玉米大喇叭口期、吐丝15 d后以及吐丝30 d后，随着种植密度不断增加，种植密度为7万株/hm2的区域玉米茎秆弯折能力分别为287.26 N、336.27 N和406.29 N，显著高于其余2种。随着种植密度增加，玉米茎秆外皮穿刺强度呈先上升后下降趋势。种植密度为8万株/hm2的区域玉米茎秆外皮穿刺强度最高。随着种植密度不断增加，玉米茎秆压碎强度呈先升高再降低趋势，种植密度为8万株/hm2的区域不同生长周期下茎秆压碎强度显著高于其余2种。由此可见，在适宜范围内，随着种植密度增加，茎秆抗倒伏性能会不断提升。

4 结论

试验得出，在同一种植方式下不同种植密度会对玉米产量与质量产生一定影响。随着种植密度不断增加，少数参数呈下降趋势，不利于提高玉米產量及质量。科研人员需将玉米种植密度控制在合理范围内，避免对玉米光合特性及茎秆生长产生影响。

参考文献：

［1］刘耀权，李玲玲，谢军红，等.种植密度对全膜双垄沟播玉米子粒灌浆特征、干物质积累及产量的影响［J］.玉米科学，2022，30（3）：108-115．

［2］郭喜军，谢军红，李玲玲，等.氮肥用量及有机无机肥配比对陇中旱农区玉米光合特性及产量的影响［J］.植物营养与肥料学报，2020，26（5）：806-816.

［3］吴金芝.耕作方式和氮肥用量对旱地小麦产量、水分利用效率和种植效益的影响［J］.水土保持学报，2021（5）：264-271.

［4］黄明，吴金芝，李友军，等.耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量，蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响［J］.草业学报，2018，27（9）：34-44.

［5］杨封科，何宝林，张国平，等.土壤培肥与覆膜垄作对土壤养分、玉米产量和水分利用效率的影响［J］.应用生态学报，2019，30（3）：893-905.

［6］邓浩亮，张恒嘉，肖让，等.陇中半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应和玉米产量的影响［J］.中国农业科学，2020，53（2）：273-287.

［7］高日平，刘小月，杜二小，等.垄膜沟播与秸秆还田对内蒙古黄土高原玉米农田土壤水分、酶活性及产量的影响［J］.中国农业科技导报，2021，23（11）：181-190.