從田間結(jié)構(gòu)配置角度談玉米的光能高效利用

于吉琳

從玉米的群體結(jié)構(gòu)和冠層結(jié)構(gòu)闡述了田間結(jié)構(gòu)配置對玉米光能利用效率的影響，通過兩者間相互制約、相互作用，進(jìn)行田間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置，建立高光效群體，說明緊湊型玉米品種在適宜密度下能夠有效地利用光能，具有較高的群體光合速率和干物質(zhì)生產(chǎn)率，并分析其與高產(chǎn)的關(guān)系。

玉米的產(chǎn)量很大程度上受光照的影響，光合作用的產(chǎn)物占其總產(chǎn)量的95%，因此將玉米稱為光合作用敏感產(chǎn)物。當(dāng)玉米不能被太陽光照射到時，其相應(yīng)也不能進(jìn)行光合作用。光照的強(qiáng)度大小不能被人為決定，不過可以控制田間作物的分布結(jié)構(gòu)來間增大光能利用率，從而提高作物的產(chǎn)量。例如：規(guī)劃作物的排列方式和單位面積上作物的種植密度，運用科學(xué)合理的技術(shù)進(jìn)行施肥和灌溉等。

在生產(chǎn)實踐上，可以通過合理密植，調(diào)整行株距布局等措施建立最優(yōu)的田間結(jié)構(gòu)配置，形成良好的冠層環(huán)境，進(jìn)而充分利用光能，使群體在吐絲-乳熟期處于較好的光照條件，獲得高產(chǎn)。因此，提高光能利用率和增加干物質(zhì)生產(chǎn)，即建立高光效的基礎(chǔ)群體成為提高各類玉米產(chǎn)量的一個重要措施。

1 建立高光效的基礎(chǔ)群體

1.1 合理密植

光照強(qiáng)度與種植密度成反比關(guān)系，種植密度越大，那么單株接收的光照強(qiáng)度則越小，特別是在玉米的后期生長過程中，這種關(guān)系更是被充分體現(xiàn)。當(dāng)作物下部葉片通過光合作用產(chǎn)生的能量與葉片呼吸作用消耗的能量相抵消時，一般認(rèn)為此時整個群體對光能的利用達(dá)到了最大程度，這一時刻也被稱為下部葉片的光補償點。若光合作用產(chǎn)生的能量大于呼吸作用消耗的能量，說明作物種植的密度過小，冠層的葉片沒有最大程度的利用光能，光能的利用率較低，屬于浪費行為。相反地，若下部葉片光照作用產(chǎn)生的能量小于呼吸作用消耗的能量，說明作物種植的密度偏密，上部的葉片遮擋了下部葉片的太陽光，下部葉片不能吸收光能進(jìn)行光合作用，這會使玉米嚴(yán)重減產(chǎn)。

合理密植是要取得一個合適的“度”，是一個相對概念。種植密度太大，雖然單位面積的植株總量增加，但是每株的產(chǎn)量會因為不通風(fēng)，光照不夠而影響生長發(fā)育，造成穗小、粒輕，甚至是空桿的現(xiàn)象，而且密度過大，單株發(fā)育也不好，種子成本也會增加，這些都是得不償失的。但是密度過稀，是對空間、光照的一種浪費，雖然單株發(fā)育好了，但是單位面積上的農(nóng)作物數(shù)量大大減少了，這也會造成總產(chǎn)量的減少。所以要合理的密植，而對于不同的農(nóng)作物品種以及農(nóng)田環(huán)境，合理種植的密度也不一樣，這就需要在實際種植過程中去探索。

1.2 行株距布局

作物的行株距會直接影響群體捕獲光能的情況，從而間接影響作物的產(chǎn)量情況。行間距的影響程度雖然沒有密度的大，但也是一個重要因素。一般情況下，在密度條件固定時，行株距布局如何，對產(chǎn)量有一定的影響。行株距不同將決定單株作物具有不同的營養(yǎng)面積，從而決定作物對光的利用情況及對肥料、水分的吸收情況都有所差異。當(dāng)單株作物的營養(yǎng)面積不正常，會出現(xiàn)各種問題，如上層葉片遮擋了下層葉片的光照，地里的根系相互交錯纏繞在一起對肥料等養(yǎng)分進(jìn)行競爭。當(dāng)密度為某固定值時，通過增大行間距固然可以增強(qiáng)行間的透光能力，可是株距的縮小惡化了小行間的光照條件，當(dāng)密度較大時，考慮寬窄行種植是毫無意義的。因為，寬窄行能夠使產(chǎn)量增加的原理是讓玉米處于通風(fēng)透光的環(huán)境，這也許適用與種植密度適中和平均行距較大的情況。當(dāng)種植密度過高時，單株的均衡發(fā)育成為制約高產(chǎn)的首要因素。應(yīng)該采取合理縮小行距和等行距種植的方法，讓作物葉片互相遮擋以及根系互相交叉的程度降到最低，這在提高光能和養(yǎng)分利用率的同時還能增強(qiáng)玉米與田間雜草的競爭力，提高作物產(chǎn)量。

2 建立合理的冠層結(jié)構(gòu)

2.1 冠層結(jié)構(gòu)和光分布對光能利用的影響

光照強(qiáng)度是決定光合速率最重要的因素。作物吸收光能并對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，很大程度上受冠層的結(jié)構(gòu)的影響，也就是說冠層結(jié)構(gòu)會間接影響作物的產(chǎn)量。不同品種玉米構(gòu)成的作物群體，其相應(yīng)具有不同的冠層結(jié)構(gòu)，這也會導(dǎo)致其光合生產(chǎn)力的不同。由此可以得出結(jié)論，要想建立高產(chǎn)玉米光合作用體系，就要有合理的群體冠層結(jié)構(gòu)。玉米冠層的光照受到許多因素的影響，如太陽輻射變化以及冠層結(jié)構(gòu)。冠層結(jié)構(gòu)具體來講又可分為許多類，如葉面積大小、葉面積指數(shù)、葉片的形狀以及葉片空間分布等。這些都與合理的作物田間結(jié)構(gòu)配置密不可分。

2.2 冠層結(jié)構(gòu)對田間作物群體結(jié)構(gòu)的影響

光能利用率由冠層的結(jié)構(gòu)以及大小所決定。緊湊型的玉米其葉向值一般較大，因為其穗位以上的葉片都是接近直立的，使得太陽光能夠透過頂層的葉片照射到下層葉片，整個群體的受光程度較高，光能的利用程度也間接地提高了。玉米株型不同決定其形成的群體結(jié)構(gòu)也各不相同，同時也決定了群體冠層的受光情況各不相同。

緊湊型的玉米其上部葉片直立、上挺，這種葉分布使得陽光能夠照射到下層，下部葉片能夠被陽光充分的照射。這種受光特點使緊湊型玉米可以被種植在密度較大的環(huán)境下，其群體結(jié)構(gòu)決定了光能夠充分的照射到各個葉層，使得群體的光合效率較高。合理的群體結(jié)構(gòu)決定了合理的光分布，這樣才能讓作物的光能利用程度達(dá)到最大，光合效率達(dá)到最佳，給玉米的高產(chǎn)營造了良好的光條件，為高產(chǎn)做準(zhǔn)備。

（作者單位：116400 遼寧省市莊河市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心）