行向和行距對玉米生長狀況的影響

田暢 王洋

摘要 以玉米為研究對象，采用大田（大區(qū)對比）試驗，通過分析3種行向（南北向、東西向、南偏西20°）和2種行距（65 cm+65 cm、160 cm+40 cm）對玉米生長狀況的影響，揭示其生理生態(tài)機制，篩選出最有利于玉米生長的田間配置方式。結果顯示，160 cm+40 cm有效延長了中上部葉片持綠期，增強玉米抗倒伏能力，延緩玉米開花后葉面積衰減速度。南偏西20°可以維持玉米上部葉片較高的SPAD值，延長玉米葉片持綠期，有效增加葉面積、葉面積指數及玉米開花后穗位葉的比葉重。南偏西20°、160 cm+40 cm有利于延長穗位葉持綠期。綜上，南偏西20°、160 cm+40 cm有利于延長穗位葉持綠期，提高玉米產量效果最為明顯。

關鍵詞 行向;行距;玉米;生長狀況

中圖分類號 S 513 ?文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）12-0044-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.12.013

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract With maize as the research object，field test （regional contrast） was adopted to analyze three row orientations （south-north，east-west，southwestern 20°） and two row spacings（65 cm+65 cm，160 cm+40 cm）.To find out the most suitable field configuration for maize growth，we investigated the effects of row orientation and planting pattern on growth of maize，as well as physiological and ecological mechanism.Results showed that 160 cm+ 40 cm effectively extended the growth period in the upper and middle leaves of maize，enhanced the lodging resistance of maize and delayed the decay rate of leaf area after flowering.Southwestern 20° could maintain higher SPAD values in the upper leaves and extend the green period of leaves，effectively increased the leaf area，leaf area index and specific leaf weight of ear leaf after flowering in maize.Southwestern 20° and 160 cm+40 cm was conducive to prolonging the green period and photosynthesis time of ear leaf.In summary，southwestern 20° and 160 cm+ 40 cm was favorable for prolonging the photosynthesis time of ear leaf and increasing maize yield.

Key words Row orientation;Row spacing;Maize;Growth status

適宜的種植方式可有效延長葉片持綠期，達到增產的效果[1]。改變行向和種植模式能夠優(yōu)化冠層結構，改善玉米冠層光照條件，從而提高玉米產量。高亞男等[2]認為采用70、50 cm行距種植玉米較65、60 cm在生育后期具有更大的光合生產潛力，有利于高產。王洋等[3]認為，南偏西20°的寬窄行種植方式下，生育后期玉米穗位葉的SPAD值、非結構性碳水化合物含量、SOD酶活性和POD酶活性高于常規(guī)均勻壟種植方式，而脯氨酸含量則相反。宋偉[4]認為適當增大行距能有效提高植物體 SOD、POD、CAT活性，維持活性氧代謝平衡，降低植物體MDA的含量，緩解細胞膜脂過氧化，防止過早衰老，保證莢果產量。

目前，國內外許多學者主要研究了行向和行距對于玉米生育后期葉片環(huán)境條件以及光合生理的影響，而對玉米各生育期內生長狀況的影響還鮮見報道。鑒于此，筆者以玉米為研究對象，采用大田（大區(qū)對比）試驗，分析3種行向（南北向、東西向、南偏西20°）和2種行距（65 cm+65 cm、160 cm+40 cm）田間配置對玉米生長狀況的影響，揭示其生理生態(tài)機制，從而獲得利于玉米生長最優(yōu)田間配置方式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在吉林省德惠市米沙子鄉(xiāng)中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所農業(yè)試驗基地進行。該基地位于北半球中緯度的北溫帶，地處東北平原腹地松遼平原（44°12′N，125°33′E），地勢東高西低，地貌由臺地和平原組成。在氣候劃分上，該區(qū)氣候類型屬于北溫帶大陸性季風氣候區(qū)。在全國干濕氣候分區(qū)中，處于濕潤區(qū)向亞干旱區(qū)的過渡地帶。該基地屬于中溫帶大陸氣候，年平均氣溫4.4 ℃，最高溫度39.5 ℃，最低溫度-39.8 ℃，日照時數2 688 h。年平均降水量520 mm，無霜期138 d。試驗區(qū)土壤為中層黑土，耕層土壤基本理化性狀為有機質26.9 g/kg，全氮1.20 g/kg，全磷1.06 g/kg，全鉀16.9 g/kg，速效氮119 mg/kg，速效磷18.0 mg/kg，速效鉀111 mg/kg，土壤容重1.12 g/cm3，pH 6.6。

1.2 試驗設計與方法

1.2.1 大田試驗設計。

試驗設3種行向，分別為東西向、南北向、南偏西20°;設2種行距，分別為傳統(tǒng)模式行距65 cm+65 cm、新型種植模式行距160 cm+40 cm，共設6個處理。試驗田采用大區(qū)對比方式，每個大區(qū)面積600 m2，3次重復。試驗采用手工點播，播種密度為6.50萬株/hm2。施肥量為N 240 kg/hm2，P2O5和K2O為90 kg/hm2。播種前施用磷肥、鉀肥和40%氮肥，60%氮肥施用于拔節(jié)期。其他管理措施與當地相同。供試作物為玉米，品種為雄玉585。

1.2.2 測定方法。

玉米出苗率達到60%時，在各小區(qū)按照“S”形選取長相一致，有代表性的幼苗10株，掛牌標記。自葉片可見且可測量時，開花前每7 d測量1次，開花后每15 d測量1次，記錄葉片的持綠期，測量葉片的長度和寬度及玉米植株高度，測得第9、12和20片葉的葉綠素含量和比葉重。

1.3 指標測定 持綠期的記載：持綠期=非功能期+功能期。

株高的測定：抽雄期以前以植株最頂端葉片直立時的植株葉尖為準，抽雄期以后以雄穗最頂端為準。葉片長寬測定：自葉片可見并可測量時，用直尺測量葉片綠色部分的長和寬。

葉面積的計算方法：全展葉葉面積=葉長×葉寬×0.75;未全展葉葉面積=葉長×葉寬×0.5;葉面積指數（LAI）的計算方法：葉面積指數=葉片總面積/土地面積。

比葉重的測定：自葉片可見時，用打孔器打取葉面積一致的圓片，每個處理取20個，將其置于牛皮紙袋中，105 ℃殺青20 min，80 ℃下烘干至恒重，稱重并計算。比葉重（mg/cm2）=烘干重/葉面積。

葉綠素含量的測定：選取第2片葉、穗位葉和穗下第3片葉，手持葉綠素儀，避開主葉脈分別夾取葉片一側的基部、中部和頂部，取不同部位SPAD的平均值作為該層葉片的SPAD值。

1.4 試驗數據處理

采用Excel和SPSS數據分析軟件進行數據處理和分析，采用最小顯著差數法（LSD）進行差異顯著性比較。

2 結果與分析

2.1 不同行向與行距對玉米葉片持綠期的影響

65 cm均勻壟處理下玉米第1～6片葉持綠期大于160 cm+40 cm處理，而第6～21片葉小于160 cm+40 cm處理（表1）。不同行向葉片持綠期比較可知南偏西20°>東西向>南北向。葉位間葉片持綠期同樣具有差異，隨著葉位的上升，葉片功能期延長，穗位葉及其上部兩葉和下部兩葉的功能期最長。南偏西20°、160 cm+40 cm處理的玉米穗位葉功能期與其他種植方式相比平均延長了4 d。

2.2 不同行向與行距對玉米葉面積和葉面積指數的影響

由圖1可知，不同種植方式下的玉米單株葉面積和LAI的變化趨勢一致，生育期內均呈單峰曲線變化，出苗至拔節(jié)期單株葉面積增加緩慢，拔節(jié)期以后迅速上升，抽雄吐絲期（07-31）達到最大值，隨后轉入下降階段。拔節(jié)期以后，65 cm均勻壟處理下玉米葉片葉面積和葉面積指數均大于160 cm+40 cm處理。南偏西20°玉米葉片葉面積和葉面積指數大于其他2種行向。開花期以后，160 cm+40 cm處理玉米葉面積和葉面積指數下降速率小于65 cm均勻壟，在玉米的整個生育期內，南偏西20°、65 cm 處理玉米葉面積指數均大于其他種植方式。

2.3 不同行向與行距對玉米株高的影響

由圖2可知，玉米株高隨生育進程的推進逐漸增加，拔節(jié)期以前株高增加緩慢且不同種植方式下的玉米株高差異不明顯，拔節(jié)后株高迅速增加，65 cm處理玉米株高增加較快，增加幅度較大，隨著生育進程的推進與160 cm+40 cm處理差異逐漸增加，大喇叭口期以后玉米的株高大于160 cm+40 cm處理。而種植行向對玉米株高的影響不顯著。

2.4 不同行向與行距對玉米不同部位葉片比葉重的影響 由圖3可知，不同種植方式下玉米不同部位葉片比葉重在玉米生育后期均呈單峰曲線變化，上部葉片的比葉重大于中部和下部。上部葉片均在臘熟期達到最大。中部葉片中，南偏西20°、65 cm和南偏西20°、160 cm+40 cm這2種種植方式下玉米比葉重在乳熟期達到最大，而其他種植方式均在開花期達到最大。下部葉片均在開花期達到最大。種植行向和行距對玉米比葉重的影響不顯著。

2.5 不同行向與行距對玉米不同部位葉片葉綠素含量的影響

由圖4可知，不同種植方式下玉米不同部位葉片SPAD值在玉米生育期均呈單峰曲線變化。在葉片生長初期，SPAD值隨生育進程的推進而逐漸增加;在葉片功能期內變化較小，SPAD值處于穩(wěn)定狀態(tài);葉片衰老過程中，SPAD值下降。抽雄吐絲期植株下部生活葉片的SPAD值高于頂部葉片。整個生育期內玉米不同部位葉綠素含量由高到低為中部葉片>下部葉片>上部葉片。南偏西20°、65 cm和南偏西20°、160 cm+40 cm這2種種植方式下玉米上部葉片SPAD值在生育前期低于其他種植方式，但是沒有達到顯著性差異，開花期以后差距逐漸縮小，甚至在臘熟期，南偏西20°、65 cm 玉米葉片SPAD值顯著高于東西65 cm，兩者相差6.75。下部葉片中，大口期南偏西20°、65 cm玉米葉片SPAD值均明顯高于相同行距下其他2種行向，比南北行向高8.96，比東西行向高8.74，臘熟期南偏西20°、65 cm玉米葉片SPAD值顯著比南北65 cm高11.37。種植行向和行距對玉米不同部位葉綠素含量影響不顯著。

3 結論與討論

試驗結果表明，葉位間葉片持綠期同樣具有差異，隨著葉位的上升，葉片功能期延長，穗位葉及其上部兩葉和下部兩葉的持綠期最長。這與不同葉位葉片的葉面積大小和環(huán)境條件（主要是溫度和光強）變化有關，植株中部的葉面積大，光合作用強，持綠期長，基部和頂部葉片的葉面積小，光合作用弱，持綠期短[5]。南偏西20°玉米葉片持綠期較其他行向長，說明它可以保持葉片良好的生長狀態(tài)，延長持綠期。65 cm均勻壟玉米第1～6片葉持綠期大于160 cm+40 cm，而第6～21片葉小于160 cm+40 cm，說明160 cm+40 cm能夠延長中上部玉米葉片的持綠期，而中上部葉片持綠期對玉米生育后期光合作用具有重要貢獻，而寬窄行有利于葉片保持綠色，延長收獲期，進而增加產量，這與陳文俊等[6]研究發(fā)現的早衰品種持綠性低的觀點相符。南偏西20°、160 cm+40 cm玉米穗位葉功能期與其他種植方式相比平均延長4 d，表明玉米接受的光照多于其他處理，有利于增加葉片的光合作用。

不同種植方式下的玉米單株葉面積和LAI在生育期內均呈單峰曲線變化，出苗至拔節(jié)期單株葉面積增加緩慢，拔節(jié)期后迅速上升，抽雄吐絲期達到最大值，隨后轉入下降階段[7]。不同行向對拔節(jié)前玉米株高、單株葉面積和葉面積指數沒有顯著影響，這與Karlen等[8]研究栽培行向對拔節(jié)期前玉米的生長發(fā)育沒有顯著影響的結果一致。拔節(jié)期后，65 cm 均勻壟玉米葉片葉面積和葉面積指數均大于160 cm+40 cm，原因可能是均勻壟比寬窄行更有利于玉米生長過程中葉片完全展開;株間的通風透光差及養(yǎng)分的不合理分配也可能會造成玉米葉面積減小。開花期以后，160 cm+40 cm玉米葉面積和葉面積指數下降速率小于65 cm均勻壟。說明160 cm+40 cm可以延緩葉片凋落速率，有效延長葉片的功能期。

玉米株高隨生育進程的推進逐漸增加，拔節(jié)期以前株高增加緩慢，拔節(jié)以后的15 d內株高增加較快，之后株高進入迅速增長階段[7]。拔節(jié)以前，不同種植方式下的玉米株高差異不明顯，拔節(jié)以后65 cm均勻壟玉米株高增加較快，增加幅度較大，隨著生育進程的推進與160 cm+40 cm差異逐漸增加，在大喇叭口期玉米的株高大于160 cm+40 cm。這說明寬窄行玉米株高低于均勻壟，有利于增強玉米抗倒伏能力[9]。

不同種植方式下玉米不同部位葉片比葉重在玉米生育后期均呈單峰曲線變化，上部葉片均在臘熟期達到最大，下部葉片均在開花期達到最大，這是由于在玉米抽雄開花時，上部葉片才展開，才進入生長階段，而中部和下部葉進入到衰老階段，因此它的最高峰在中部和下部葉片以后。南偏西20°玉米中部葉片比葉重最大值出現時期比其他行向晚，說明南偏西20°可以延遲穗位葉比葉重高峰期，提高葉片生育后期光合速率，與比葉重與光合速率大多呈顯著正相關的觀點一致。

不同葉位葉片的葉綠素總量的變化趨勢一致，都呈單峰狀：葉片伸展初期的快速上升階段、葉片全展后的相對穩(wěn)定階段和葉片開始衰老的下降階段，并且不同葉位葉片從葉尖伸出到葉片葉綠素總量達到峰值所需的天數大致相同，大約在葉片全展后很快就達到峰值。但是不同葉位葉片的葉綠素總量的峰值不同，并且不同葉位葉片的葉綠素含量保持高值的時間長度也不同。其中以中部葉片的葉綠素含量最高，功能期最長;其次是下部葉片和上部葉片[10]。不同部位葉片衰老在進度和程度上明顯差異，上部葉片雖然比中部葉片后抽出，但比中部葉片早衰。抽雄吐絲期植株下部生活葉片的SPAD值高于頂部葉片，這是因為此時上部葉片剛展開，處于生長發(fā)育的初期，葉綠素含量還沒有達到最大值，而下部葉片已經進入生長發(fā)育的中期，且葉綠素含量的下降并不明顯[7]。南偏西20°、65 cm+65 cm和南偏西20°、160 cm+40 cm 這2種種植方式下玉米上部葉片葉綠素含量在生育進程中逐漸縮小與其他種植方式的差距，說明南偏西20°有利于維持玉米上部葉片生育后期葉片中葉綠素的含量，原因是南偏西20°可以縮短作物的水平投影，使玉米得到的光照時間最長，葉綠素含量最高。

綜上，南偏西20°、160 cm+40 cm的種植方式有利于延長穗位葉持綠期，明顯提高玉米產量。

參考文獻

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