種植密度和種植方式對(duì)夏玉米群體根冠特性及產(chǎn)量的影響探討

田發(fā)榮

摘 要 不同的植物密度條件下，種植方式的不同對(duì)夏玉米的冠層、根系的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)積累、葉綠素的熒光和光合特性、產(chǎn)量等都有影響。試驗(yàn)表明，將留苗方式和種植方式改變，玉米根冠特性及產(chǎn)量就會(huì)發(fā)生不同的表現(xiàn)。

關(guān)鍵詞 種植方式；根冠生長(zhǎng)；種植密度；夏玉米

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.031

根和冠的結(jié)構(gòu)與功能如果關(guān)系協(xié)調(diào)，那么作物的產(chǎn)量就會(huì)很高，這是經(jīng)過農(nóng)業(yè)科技實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。本文就夏玉米的根冠生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)與種植密度、種植方式之間的關(guān)系，論述采用科學(xué)的種植密度、種植方式和留苗方式，對(duì)于夏玉米的根冠結(jié)構(gòu)與功能的良好態(tài)勢(shì)及籽粒產(chǎn)量的增加所產(chǎn)生的影響。

1 材料與方法

本文談及的試驗(yàn)選取了多年灌溉條件好、土質(zhì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)得當(dāng)，常年種植夏玉米的地區(qū)，這里的夏玉米種植采用了密植種植的方式，株數(shù)基本采用雙株種植，每個(gè)區(qū)組種植夏玉米約為12行，行距約為67 cm，在播種前期和大喇叭口期施肥。

1.1 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

夏玉米的冠層、根系。

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

冠層：拔節(jié)、大喇叭口、開化、成熟等階段，分別進(jìn)行采樣，包括對(duì)冠層部分的葉、籽粒、莖稈等采用科學(xué)方法進(jìn)行測(cè)定。如葉面積、葉指數(shù)、單株干物質(zhì)量、相對(duì)生長(zhǎng)率，花期群體結(jié)構(gòu)、籽粒、果穗和雄穗等，單位面積，物質(zhì)量及群體結(jié)構(gòu)圖等。

根系：采集根系樣品進(jìn)行取樣分析，按照土層下根系深度分別取得樣品，對(duì)根系垂直分布、根系總干質(zhì)量、根系分布、根系總體積、根系吸收面積和活力等進(jìn)行測(cè)算和實(shí)驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

觀測(cè)相同種植密度條件下，不同類型夏玉米的種植方式對(duì)根冠垂直分布的影響，包括葉片干質(zhì)量垂直分布的趨勢(shì)；莖鞘垂直分布的趨勢(shì)；果穗干質(zhì)量的集中趨勢(shì)；根系干質(zhì)量的深度；雄穗等的分布和占比等。

觀測(cè)夏玉米的生長(zhǎng)發(fā)育過程中的葉面積指數(shù)的峰值變化，包括開花期、拔節(jié)期和乳熟期等。觀測(cè)不同時(shí)期夏玉米根系體積的變化趨勢(shì)，如改變種植方式后，各個(gè)品種的夏玉米的單位面積根系體積發(fā)生的變化。

種植方式不同的前提下，夏玉米根系吸收活力的曲線變化，根系還原強(qiáng)度的變化趨勢(shì)。

種植方式的變化給夏玉米冠層結(jié)構(gòu)帶來的變化，包括群體總?cè)~面積、凈同化率、相對(duì)生長(zhǎng)率、開花后葉面積持續(xù)率及總?cè)~面積持續(xù)率等。

種植方式的變化對(duì)產(chǎn)量的影響，包括穗粒數(shù)、干粒質(zhì)量、籽粒庫(kù)容、群體產(chǎn)量、單株產(chǎn)量和單位面積穗數(shù)的變化[1]。

2 結(jié)果與分析

第一，夏玉米的根冠狀態(tài)是通過垂直結(jié)構(gòu)和分布表現(xiàn)出來的在密植條件下，玉米田間的空間和密度都發(fā)生了變化，這時(shí)如果研究根冠垂直結(jié)構(gòu)，會(huì)發(fā)現(xiàn)玉米根冠的垂直分布發(fā)生了層次分明的變化。冠層頂部接滿了雄穗，冠層中上部分布著大量的葉片，且數(shù)量有所增加，冠層中下部分布著眾多的莖鞘，冠層中部則密集分布著果穗；而根系的狀態(tài)也隨著密植密度的增加而發(fā)生上粗下細(xì)的變化，粗壯部分主要分布在地表的吸收層處。整體夏玉米的根冠干質(zhì)量增加，但葉片和果穗也呈現(xiàn)了干質(zhì)量減少；同時(shí)，冠層的垂直分布由原來的中下部轉(zhuǎn)移為向上移動(dòng)的趨勢(shì)，根系則向下部扎根。這種現(xiàn)象是根冠對(duì)于種植密度變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)果，在雙株種植狀態(tài)下尤為明顯。經(jīng)過對(duì)2塊玉米田的不同種類的夏玉米進(jìn)行測(cè)算和分析發(fā)現(xiàn)，合理地改變種植方式對(duì)于根冠生長(zhǎng)和群體生物量都有促進(jìn)作用。這是由于種植方式改變后，增加的光合作用促使冠層的中下部也由于得到了光照而發(fā)生了更好的擴(kuò)展，而且我們發(fā)現(xiàn)根系對(duì)生長(zhǎng)空間的敏感度還要高于冠層，這是在對(duì)其中一塊夏玉米田進(jìn)行觀測(cè)后得出的結(jié)果。

例如，在開花期對(duì)不同種植方式下的群體冠層進(jìn)行大田切片分析可以看出，其他處理開花期的單位面積群體莖、葉、果穗等總干質(zhì)量均降低，從各器官來看，群體冠層葉的比例明顯增加，0～90 cm的莖和90～180 cm的葉的比例權(quán)重明顯增多，比常規(guī)種植相應(yīng)層位分別提高了8.8%、7.5%、9.8%，改變了常規(guī)的種植垂直結(jié)構(gòu)，群體冠層葉、莖發(fā)生了比例權(quán)重俠義，從蘑菇型變?yōu)榧忓N型。其中雙株種植最明顯。（見表1）

第二，種植方式的變化植株個(gè)體形態(tài)特征在對(duì)緊湊型植株個(gè)體的形態(tài)進(jìn)行分析時(shí)，相比單株常規(guī)種植方式，使用不同種植排布的各層位莖葉夾角呈現(xiàn)了不同程度的增加。例如，雙株種植的穗位以下的莖葉夾角增加3.1°～3.4°，一穴雙株與行間錯(cuò)位的種植方式確實(shí)能溝擴(kuò)展高密群體內(nèi)的空間生態(tài)位，有效調(diào)節(jié)密植的植株?duì)顟B(tài)。（見表2）

第三，不同種植方式還會(huì)對(duì)葉片SPAD（葉綠素測(cè)量值）起到作用，通過對(duì)葉綠素含量與葉片光合性能高低進(jìn)行觀測(cè)后，除了穗下葉層、灌漿期不同處理葉片SPD（葉綠素測(cè)量值）隨著生育進(jìn)程而升高，而在吐絲期，葉片SPAD值低于常規(guī)DD（種植密度）種植，灌漿期SC（含水率）、SD（群體內(nèi)光截獲總量）、DC（透光率）處理間的數(shù)值明顯高于常規(guī)DD（種植密度）種植，穗下葉和穗位葉分別高出3.1%、4.3%、3.69%、2.95、2.7%。

第四，不同種植方式會(huì)影響到根冠單位面積、根系面積，根冠吸收活力、還原強(qiáng)度。根據(jù)試驗(yàn)觀察，種植方式改變后，根冠群體結(jié)構(gòu)就發(fā)生了變化，群體根冠吸收功能隨著株數(shù)的增加而增加，根系的生長(zhǎng)空間受到擠壓后反而激發(fā)出根系的更強(qiáng)烈的新陳代謝，根系的強(qiáng)度和吸收能力進(jìn)一步提升，吸收面積、體積、還原總量發(fā)生了增長(zhǎng)，根系的自我調(diào)節(jié)能力向著抵抗生長(zhǎng)空間壓縮努力著。此外，在將單株變?yōu)殡p株之后，每顆玉米的競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)，根系變得發(fā)達(dá)，吸收面積增大，活躍度增加，根系還原總量增加。就冠層而言，高密度群體葉片衰老期發(fā)生了提前的變化，尤其是在乳熟期過后，葉片衰老的比低密度種植來的要快一些。品種不同的夏玉米在內(nèi)層結(jié)構(gòu)指標(biāo)上略有不同，但情況是相似的。說明種植方式的變化使夏玉米的群體結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了變化，根系發(fā)生了積極的抵抗空間壓縮的功能，變得更加活躍和發(fā)達(dá)，而冠層出現(xiàn)了快速衰老的情況，對(duì)種植密度遞增更為敏感一些[2]。

第五，種植方式的變化對(duì)玉米產(chǎn)量的影響。一是光合作用對(duì)玉米穗粒發(fā)生了影響。試驗(yàn)表明，光合作用對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育中籽粒的產(chǎn)量起著直觀重要的作用。通過對(duì)玉米單葉光合速率的計(jì)算，中部葉片發(fā)生光合作用對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大。隨著種植方式的改變，光合作用由于冠層的通風(fēng)能力和觀照能力的變化而增加的話，玉米穗粒從拔節(jié)期到盛花期，單株的光合速率也會(huì)增加，群體光合態(tài)勢(shì)發(fā)生了增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。緊湊型玉米和半緊湊型玉米的這種增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)不明顯，平展式玉米的反應(yīng)最大。相同的行種植和行距種植下，玉米冠層群體的水、熱、氣等微環(huán)境發(fā)生了很大改善，作物產(chǎn)量增加[2]。二是夏玉米的種植時(shí)群體種植，群體發(fā)生的光合速率是一個(gè)系統(tǒng)工程。雙株種植的光合速率比單株種植更為復(fù)雜。雙株種植條件下，玉米的通風(fēng)透風(fēng)條件、葉片衰老期，葉面積指數(shù)、光片光合能力、截光能力都發(fā)生了變化。株數(shù)和高度、密度增加后群體呼吸和光合得到了提高，適宜的行距幫助群體降低了呼吸消耗，提高了光合速率，增加了籽粒的產(chǎn)量。三是夏玉米的干物質(zhì)與產(chǎn)量有著密切的聯(lián)系。種植方式的改變對(duì)干物質(zhì)的面積指數(shù)、葉片光合勢(shì)和凈同化率都產(chǎn)生了影響。試驗(yàn)表明，玉米干物質(zhì)積累是隨著不同種植方式的變化而增加著，雙株的干物質(zhì)比單株的干物質(zhì)多，在平展式玉米中影響尤為顯著。但需要注意的是，在等行距前提下過度增加面積會(huì)造成光合度差降低群體質(zhì)量，采用大小行種植才能充分發(fā)揮光合作用，且不減少單位種植株數(shù)，提高產(chǎn)量[3]。四是種植方式改變后，不同的行距對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育造成了影響，玉米的株高、莖粗、根系及籽粒產(chǎn)量都不同。尤其是采用大小行種植手法，進(jìn)一步促進(jìn)了玉米的生長(zhǎng)，增加了籽粒產(chǎn)量。根據(jù)多年的產(chǎn)量計(jì)算，玉米實(shí)行寬窄行雙株種植，出現(xiàn)了增產(chǎn)態(tài)勢(shì)。最佳產(chǎn)量的夏玉米種植行距約為50 cm，行株比為1.85∶1，在這種行株比條件下，公頃籽粒數(shù)、千粒質(zhì)量、株高等均出現(xiàn)了不同程度的提高。五是從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，不同種植處理方式可以影響穗粒數(shù)，使用實(shí)際有效穗粒和千粒質(zhì)量高于常規(guī)種植方法，尤其是千粒質(zhì)量差異達(dá)到了很高的水平。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)不同類型的夏玉米進(jìn)行種植密度、行距和方法等的改變，玉米群體的垂直分布、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量等都發(fā)生了變化。在種植密度的合理配置、種植行距的科學(xué)分布、種植手法的巧妙運(yùn)用上，只有根據(jù)科學(xué)合理的數(shù)值來進(jìn)行種植，才能在密植條件下使根冠良好生長(zhǎng)，最終促使產(chǎn)量的增加。

參考文獻(xiàn)

[1]李宗新，陳源泉，王慶成，等.密植條件下種植方式對(duì)夏玉米群體根冠特性及產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（23）：7391-7401.

[2]曹慧英.播深對(duì)夏玉米產(chǎn)量形成及其生理特性的影響[D].濟(jì)南：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[3]蘇仲華.玉米通透密植技術(shù)[J].農(nóng)民致富之友，2015（13）：95.

（責(zé)任編輯：劉昀）