不同種植方式對(duì)玉米冠層調(diào)控及產(chǎn)量的影響

王佳旭，滿艷蘋，李鳳海，朱 敏，鐘雪梅，王宏偉

(1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，沈陽(yáng) 110866；2.遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 高粱研究所，沈陽(yáng) 110161)

提高玉米單產(chǎn)主要途徑有增密種植、水肥調(diào)控、種植方式等[1-2]。但當(dāng)群體增大到一定程度時(shí)，個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)加劇，形成郁閉的冠層環(huán)境，反而抑制玉米產(chǎn)量潛力發(fā)揮[3]。品種、氣候、種植方式等均可調(diào)控群體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化冠層內(nèi)的光照、田間小氣候等因子，促進(jìn)群體光合性能協(xié)同提高及產(chǎn)量形成[4]。其中種植方式是影響玉米冠層結(jié)構(gòu)的最直接因素[5-7]。玉米生長(zhǎng)空間的變化能夠引起群體生理生態(tài)及群體微環(huán)境等發(fā)生相應(yīng)的改變[8-9]。不同種植形式下冠層自動(dòng)調(diào)節(jié)，改善群體田間小氣候，從而影響產(chǎn)量[10-12]。不均勻種植使玉米葉片分布合理，延長(zhǎng)中下部葉片持綠期，增大葉面積指數(shù)，從而增加干物質(zhì)積累量[13-15]。馮海娟等[16]研究表明，植物葉片的方位分布會(huì)影響植物對(duì)光的截獲率，不同行距配比影響葉片方位角的變化，葉片呈現(xiàn)趨向行間的分布，可以更多地截獲光輻射，從而提高光能利用率。

為進(jìn)一步明確玉米高產(chǎn)群體冠層結(jié)構(gòu)特征及光合特性，本研究以優(yōu)良玉米雜交種‘良玉99’為試驗(yàn)材料，通過(guò)研究不均勻種植方式玉米冠層結(jié)構(gòu)差異及產(chǎn)量變化特征，闡明不同群體冠層結(jié)構(gòu)對(duì)玉米光合性能及田間微環(huán)境的調(diào)控機(jī)制，為充分挖掘玉米冠層生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)與高效協(xié)同提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018-2019年在遼寧省鐵嶺市蔡牛鎮(zhèn)(127°27′E、41°59′N)進(jìn)行。前茬作物為玉米，表1為播種前土壤養(yǎng)分含量，地力均勻穩(wěn)定。2018年、2019年生育期降雨量分別為349.40和821.95 mm，與多年平均相比，2018年全生育期降水偏少，屬干旱年份。2018年、2019年生育期太陽(yáng)輻射總量分別為2 947.2×106KJ·m-2、 2 825.3×106KJ·m-2，氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://data.cma.cn)。

表1 播種前耕層土壤養(yǎng)分基礎(chǔ)值Table 1 Basic values of soil nutrients in cultivated layer before sowing

1.2 試驗(yàn)處理與設(shè)計(jì)

以玉米雜交種‘良玉99’為試驗(yàn)材料，種植密度為67 500株·hm-2。以等行距種植為對(duì)照CK，3種不均勻種植方式分別為偏壟寬窄行(PL，相鄰兩壟相互靠近，形成80 cm+40 cm的田間布局)、二比空(2∶0，種植兩壟空一壟，形成60 cm+120 cm的田間布局)和大壟雙行(DL，相鄰兩壟合并，形成90 cm+30 cm的田間布局)，行距0.60 m，常規(guī)種植、大壟雙行和偏壟寬窄行株距25.5 cm，二比空種植方式株距為20.51 cm。小區(qū)行長(zhǎng)8 m，每小區(qū)8行(二比空17行)，3次重復(fù)。播種前一次性施用復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=26∶11∶11)900 kg·hm-2，其他栽培管理等同于大田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素 收獲前調(diào)查每小區(qū)空桿率，計(jì)算有效穗數(shù)。成熟期收獲小區(qū)中間4行，計(jì)算單位面積標(biāo)準(zhǔn)水(14%)籽粒產(chǎn)量。每處理選取10穗標(biāo)準(zhǔn)果穗(根據(jù)收獲穗數(shù)及總穗質(zhì)量，計(jì)算10穗果穗理論質(zhì)量，10穗理論質(zhì)量=(小區(qū)收獲總穗質(zhì)量/小區(qū)收獲總穗數(shù))×10，誤差值不超過(guò)5%)。自然脫水后測(cè)量百粒質(zhì)量。

1.3.2 冠層形態(tài)指標(biāo) 每處理選取具有代表性的植株10株，拔節(jié)期掛牌標(biāo)記定株，采用大田切片法測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。將玉米群體冠層結(jié)構(gòu)垂直分為3層，穗位葉所在層次為穗位層，以上層次為穗上層，以下層次為穗下層；各層次代表葉片分別為穗位葉、穗上第4片葉及穗下第4片葉。

葉面積指數(shù) 采用長(zhǎng)寬系數(shù)法于拔節(jié)期(V6)、大喇叭口期(V12)、抽雄吐絲期(VT)、灌漿期(R3)和成熟期(PM)測(cè)定玉米綠葉長(zhǎng)和寬，根據(jù)公式計(jì)算綠葉面積和葉面積指數(shù)。綠葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×系數(shù)(全展葉系數(shù)0.75、非全展葉系數(shù)0.5)，葉面積指數(shù)=綠葉面積/土地面積。

莖葉夾角及葉片方位角 抽雄吐絲期測(cè)定莖葉夾角及葉片方位角，使用電子量角器測(cè)量各冠層層次代表葉片莖葉夾角，3次重復(fù)取平均值。參照馮海娟等[16]方法，將以植株為圓心的同心圓分為12等份，每份30°。定義為接近壟方向、對(duì)角線方向、垂直壟方向，分別用A、B、C表示(圖1)。根據(jù)公式計(jì)算葉片垂直率，葉片垂直率=垂直壟方向的葉片數(shù)/單株總?cè)~片數(shù)×100%。

圖1 葉片方位角示意圖Fig.1 Schematic diagram of blade azimuth angle

1.3.3 冠層田間小氣候 抽雄吐絲期測(cè)定，采用Testo416葉輪風(fēng)速儀、MX1102無(wú)線溫濕度二氧化碳記錄儀，分別測(cè)定每處理田間風(fēng)速、田間溫度、相對(duì)濕度和二氧化碳濃度。測(cè)量位置為不同冠層層次代表葉片所在高度，每層次測(cè)3點(diǎn)，取平均值。

1.3.4 冠層光合指標(biāo)及光能利用率 透光率：抽雄吐絲期測(cè)定，使用AccuPAR(美國(guó)Decagon)型植物冠層分析儀測(cè)定雄穗上方、穗上層、穗位層和穗下層光合有效輻射(PAR)，并根據(jù)公式計(jì)算各層次透光率，計(jì)算公式為：冠層透光率(%)=測(cè)定層PAR/冠層上部PAR×100%。

光合作用參數(shù)：抽雄吐絲期測(cè)定，選擇晴朗無(wú)云的天氣，9:00-11:00采用Li-6800(美國(guó)LI-COR)便攜式光合儀，測(cè)定不同冠層層次代表葉片凈光合速率、蒸騰速率，3次重復(fù)，光合儀內(nèi)置光源設(shè)定光照強(qiáng)度1 600 μmol·m-2·s-1。

光能利用率：根據(jù)公式RUE=(H×Y/ ∑Q)×100%計(jì)算光能利用率。式中，RUE為光能利用率；H為單位質(zhì)量干物質(zhì)完全燃燒釋放的熱量，其中籽粒為1.63×106J·kg-1，秸稈為 1.46×106J·kg-1；Y為單位土地面積作物干物質(zhì)的質(zhì)量(kg)，∑Q為生育期太陽(yáng)輻射總量(KJ)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2016軟件整理數(shù)據(jù)，Origin 2019作圖，DPS V9.01數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，多重比較方法為L(zhǎng)SD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植方式的玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表2可知，種植方式和年份均極顯著影響玉米空桿率(P<0.01)，2018年玉米生長(zhǎng)期遭遇極度高溫，花期不遇顯著顯著增加空桿率。與常規(guī)種植相比，2018年空桿率降低1.79%～ 10.87%，2019年降低0.05%～0.43%。3種不均勻種植方式均顯著提高玉米籽粒產(chǎn)量，種植方式、年份及二者互作極顯著影響玉米產(chǎn)量。2018年，大壟雙行、二比空和偏壟寬窄行產(chǎn)量分別較常規(guī)種植提高30.34%(6 264.68 kg·hm-2)、 29.08%(6 203.76 kg·hm-2)和14.16% (5 486.59 kg·hm-2)，2019年產(chǎn)量提高6.65% (12 449.40 kg·hm-2)、3.03%(12 026.40 kg·hm-2)和3.52%(12 084.30 kg·hm-2)。2019年的產(chǎn)量顯著高于2018年，兩年的產(chǎn)量相差 93.86%～142.87% (4 806.25 kg·hm-2～ 12 449.40 kg·hm-2)；兩年均以大壟雙行產(chǎn)量最高，分別為6 264.68 kg·hm-2和12 449.40 kg·hm-2。

表2 不同種植方式的玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 2 Maize yield and yield components under different planting patterns

產(chǎn)量構(gòu)成因素中，種植方式對(duì)有效穗數(shù)影響不顯著，對(duì)穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量有顯著影響，年際間穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量和有效穗數(shù)的差異達(dá)到顯著或極顯著水平，種植方式和年份僅對(duì)穗粒數(shù)產(chǎn)生極顯著的交互作用。3種不均勻種植方式穗粒數(shù)比常規(guī)種植增加1.28%～12.94%(2018)和 7.21%～8.88%(2019)，百粒質(zhì)量增加5.66%～7.91%(2018)和4.96%～17.66%(2019)，2019年有效穗數(shù)為(6.67～6.70)×104穗·hm-2，極顯著高于2018年，增加90.72%～120.13%。以上分析可得，3種不均勻種植方式增產(chǎn)的原因主要是穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量增加的結(jié)果，而年際間產(chǎn)量差異主要來(lái)源于空桿率的降低、有效穗數(shù)的增加，其次為穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量的提高。

2.2 不同種植方式對(duì)玉米冠層植株形態(tài)指標(biāo)的影響

圖2表明不同種植方式LAI均表現(xiàn)為隨著生育進(jìn)程呈先上升后下降的趨勢(shì)，不同種植方式最大LAI均在VT時(shí)期出現(xiàn)，年際間變化趨勢(shì)一致。2018年極度干旱顯著影響玉米生育中后期植株生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致群體葉面積指數(shù)變小，除V6時(shí)期外，2018年葉面積指數(shù)均低于2019年，成熟期(PM)兩年葉面積指數(shù)相差20.60%～ 37.96%。V6時(shí)期，各處理葉面積指數(shù)差別不大；V6-VT，LAI迅速增加并達(dá)到最大值，二比空、大壟雙行和偏壟寬窄行最大LAI比常規(guī)種植增加6.52%～13.24%(2018)和17.52%～18.01%(2019)；VT-PM，LAI呈下降趨勢(shì)，三種不均勻種植方式LAI下降幅度較常規(guī)種植小7.56%～ 15.70%(2018年)和3.27%～6.07%(2019)；成熟期(PM)二比空、大壟雙行和偏壟寬窄行LAI比常規(guī)種植高1.52%～10.33%。不同種植方式對(duì)生育前期葉面積指數(shù)影響不大，生育中后期，不均勻種植方式維持較高的葉面積指數(shù)，有效增加綠葉面積，一定程度上延長(zhǎng)玉米光合作用時(shí)間。

V6、V12、VT、R3和PM分別表示拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄吐絲期、灌漿期和成熟期。下同

莖葉夾角和葉片方位角反應(yīng)了葉片的空間分布狀況，進(jìn)而影響群體冠層對(duì)光能的截獲。由圖3可知，隨著空間位置下降，不同種植方式莖葉夾角均逐漸增加，即穗上層<穗位層<穗下層。2018年，改變種植方式僅改變穗位層和穗下層莖葉夾角，大壟雙行和偏壟寬窄行種植方式顯著增加穗位層和穗下層莖葉夾角，穗位層增加9.78%和8.25%，穗下層6.61%和3.63%，二比空穗下層莖葉夾角增加6.03%。2019年3種不均勻種植方式均顯著增加穗位層和穗下層莖葉夾角，穗位層增加15.72%、15.31%和14.07%，穗下層增加7.47%、10.78%和9.16%，不均勻種植方式間無(wú)顯著差異。年際間變化趨勢(shì)一致，但2019年表現(xiàn)優(yōu)于2018年。

不同字母表示同年份5%水平上差異顯著。下同

2018年受干旱影響，玉米生長(zhǎng)受到限制，故本試驗(yàn)只對(duì)2019年葉片垂直占有率進(jìn)行分析。由表3可知，2019年3種不均勻種植方式均提高了葉片方位角整齊度，穗位層葉片方位角調(diào)位幅度較明顯，穗位層葉片均處于垂直壟方向(葉片方位角范圍為90°～120°)。二比空和大壟雙行葉片垂直占有率顯著高于對(duì)照，二比空葉片垂直占有率增加7.15%，大壟雙行增加4.44%；偏壟寬窄行葉片垂直占有率與常規(guī)種植無(wú)差別。不均勻種植方式一定程度上優(yōu)化了群體冠層葉片空間分布態(tài)勢(shì)，有利于中下層葉片對(duì)光的截獲，提高群體光能利用率。

表3 不同種植方式下‘良玉99’葉片垂直占有率(2019)Table 3 Vertical occupancy rate of ‘Liangyu 99’ leaves (2019) under different planting patterns

綜合分析冠層形態(tài)指標(biāo)變化，大壟雙行種植方式在3種不均勻種植方式中，對(duì)群體葉面積指數(shù)、莖葉夾角及葉片方位角等性狀改善程度最高，其次是二比空和偏壟寬窄行。

2.3 不同種植方式對(duì)冠層田間小氣候的影響

4種不同種植方式田間風(fēng)速均表現(xiàn)為穗上層最小，穗位層次之，穗下層最大，年際間差異顯著(圖4)。2018年，除穗上層外，3種不均勻種植方式穗位層和穗下層田間風(fēng)速均顯著高于常規(guī)種植，穗位層風(fēng)速提高25.01%～75.01%，其中大壟雙行和二比空顯著高于偏壟寬窄行和常規(guī)種植；穗下層，二比空顯著高于其他種植方式，比常規(guī)種植增加87.53%，大壟雙行和偏壟寬窄行均比常規(guī)種植增加62.50%。2019年，3種不均勻種植方式各層次田間風(fēng)速均高于常規(guī)種植，不同種植方式穗上層和穗下層風(fēng)速均未達(dá)到顯著差異，穗位層，大壟雙行顯著高于常規(guī)種植，比常規(guī)種植增加42.86%，二比空、偏壟寬窄行與常規(guī)種植無(wú)顯著差異。2018年玉米群體未形成完整的冠層結(jié)構(gòu)，故2018年風(fēng)速表現(xiàn)高于2019年。

圖4 不同種植方式下田間風(fēng)速Fig.4 Field wind speed under different planting patterns

由圖5可知，隨著空間位置的下降，田間溫度逐漸降低，年際間差異顯著。不同種植方式穗上層溫度均無(wú)顯著差異，不均勻種植方式穗位層田間溫度顯著高于常規(guī)種植，比常規(guī)種植增加 0.92%～1.29%(2018)和3.37%～3.56%(2019)。穗下層，2018年大壟雙行田間溫度顯著高于其他種植方式，比常規(guī)種植增加0.94%；2019年二比空、大壟雙行顯著高于常規(guī)種植，偏壟寬窄行與常規(guī)種植未達(dá)到顯著差異，二比空和大壟雙行比常規(guī)種植提高4.56%和4.66%。

圖5 不同種植方式下田間溫度Fig.5 Field temperature under different planting patterns

由圖6可知，不同種植方式玉米群體冠層相對(duì)濕度變化趨勢(shì)一致，即群體穗下層最大，穗位層次之，穗下層最小。改變種植方式降低各冠層層次相對(duì)濕度，2018年不均勻種植方式各冠層層次相對(duì)濕度與常規(guī)種植間均無(wú)顯著差異，3種不均勻種植方式穗上層降低0.07%～0.75%(變幅為57.23%～57.73%)，穗位層降低0.28%～ 0.42%(變幅為56.69%～56.80%)，穗下層降低 0.19%～0.56%(變幅為55.20%～55.40%)。2019年，與常規(guī)種植相比，大壟雙行和偏壟寬窄行顯著降低穗上層相對(duì)濕度，大壟雙行和偏壟寬窄行分別比常規(guī)種植降低2.22%和1.48%；大壟雙行和二比空穗位層相對(duì)濕度顯著低于常規(guī)種植和偏壟寬窄行，大壟雙行、二比空和偏壟寬窄行分別比常規(guī)種植降低1.82%、1.57%和0.20%；不同種植方式穗下層相對(duì)濕度均未達(dá)到顯著差異，3種不均勻種植方式比常規(guī)種植降低0.76%～ 1.32%。

圖6 不同種植方式下冠層相對(duì)濕度Fig.6 Relative humidity of canpoy under different planting patterns

冠層內(nèi)二氧化碳濃度2018年顯著低于2019年(圖7)，2018年不同種植方式各層次二氧化碳濃度均未達(dá)到顯著差異，3種不均勻種植方式二氧化碳濃度比常規(guī)種植增加1.15%～5.19%(穗上層)、0.97%～5.41%(穗位層)和0.82%～ 1.28%(穗下層)。2019年，不均勻種植方式穗下層二氧化碳濃度顯著高于常規(guī)種植，比常規(guī)種植增加4.87%～7.01%；穗上層和穗位層二氧化碳濃度均未達(dá)到顯著差異。

圖7 不同種植方式下冠層二氧化碳濃度Fig.7 Carbon dioxide concentration under different planting patterns

2.4 不同種植方式對(duì)冠層光合特性及光能利用率的影響

隨著空間位置的下降，冠層透光率逐漸降低，年際間無(wú)顯著差異(圖8)。2018年，改變種植方式顯著增加穗位層和穗下層透光率，大壟雙行、二比空和偏壟寬窄行透光率分別比常規(guī)種植增加13.77%～37.94%(穗位層)、19.55%～52.58%(穗下層)；2019年3種不均勻種植方式顯著增加各空間層次冠層透光率，其中穗上層增加 7.91%～9.43%，穗位層增加11.96%～ 23.86%、穗下層增加18.65%～49.44%。

圖8 不同種植方式的冠層透光率Fig.8 Differences in canopy light transmittance under different planting patterns

表4可見，不同種植方式玉米群體冠層光合作用參數(shù)顯著優(yōu)于常規(guī)種植。種植方式、年份及二者互作均顯著或極顯著影響光合作用參數(shù)。與常規(guī)種植相比，3種不均勻種植方式均增加玉米冠層凈光合速率、蒸騰速率及氣孔導(dǎo)度，降低胞間二氧化碳濃度。2018年大壟雙行、二比空和偏壟寬窄行種植方式凈光合速率比常規(guī)種植增加 9.70%～36.55%；蒸騰速率增加了2.78%～ 18.98%；氣孔導(dǎo)度增加5.88%～45.75%；胞間二氧化碳濃度降低7.99%～25.30%。2019年3種不均勻種植方式凈光合速率增加1.39%～ 11.81%；蒸騰速率增加8.41%～18.58%；氣孔導(dǎo)度增加5.39%～32.34%；胞間二氧化碳濃度降低0.60%～7.14%(2019)。年際間表現(xiàn)趨勢(shì)一致，2018年整體表現(xiàn)優(yōu)于2019年。

表4 不同種植方式的光合作用參數(shù)Table 4 Photosynthesis parameters under different planting patterns

不同種植方式對(duì)生物產(chǎn)量光能利用率及籽粒產(chǎn)量光能利用率均有不同程度增加(表5)。受氣候條件影響，2018年玉米群體漏光情況嚴(yán)重，光能利用率較低，不同種植方式生物產(chǎn)量光能利用率未達(dá)到顯著差異；大壟雙行和二比空種植方式籽粒產(chǎn)量光能利用率顯著高于常規(guī)種植，分別提高25.93%和29.63%，具有更好的光截獲能力。2019年僅大壟雙行生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量光能利用率顯著高于常規(guī)種植，比常規(guī)種植增加6.62%和7.46%。年際間差異顯著，2019年生物產(chǎn)量光能利用率比2018年增加58.59%～69.66%，籽粒產(chǎn)量光能利用率增加102.94%～148.15%。

表5 不同種植方式的光能利用率Table 5 Light energy utilization under different planting patterns

綜合分析，3種不均勻種植方式中大壟雙行種植方式表現(xiàn)最優(yōu)，其次為偏壟寬窄行、二比空。改變種植方式改變了群體光分布，優(yōu)化了光合作用相關(guān)參數(shù)，為玉米生育期光合產(chǎn)物形成奠定了基礎(chǔ)。

3 討 論

良好的個(gè)體株型及合理的群體冠層結(jié)構(gòu)是玉米高產(chǎn)的基礎(chǔ)[17-18]。本研究中玉米葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)變化呈單峰曲線變化趨勢(shì)，抽雄吐絲期達(dá)到最大值，3種不均勻種植方式具有更大的葉面積指數(shù)。生育后期由于個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)加劇，葉面積指數(shù)逐漸降低，不均勻種植方式下降速率緩慢，有效增加了后期綠葉面積，以大壟雙行種植方式表現(xiàn)最優(yōu)。玉米上部葉片直立，下部葉片具有較大的莖葉夾角，形成的“塔狀”株型可截獲更多的太陽(yáng)輻射[19-20]。本研究得出結(jié)論，改變種植方式顯著增加了穗位層和穗下層莖葉夾角及群體葉片垂直占有率，說(shuō)明三種不均勻種植方式玉米葉片比常規(guī)種植延展，可有效降低光資源的浪費(fèi)。

玉米生長(zhǎng)空間的變化能夠引起群體生理生態(tài)、田間小氣候等發(fā)生相應(yīng)的改變[21]。林松明等[22]研究認(rèn)為采用大小行種植模式不僅提高田間透光率和冠層溫度，還降低相對(duì)濕度。本研究也發(fā)現(xiàn)改變種植方式顯著增加了穗位中下層田間風(fēng)速、溫度，降低了相對(duì)濕度，不同種植方式下冠層自動(dòng)調(diào)節(jié)，改善群體通風(fēng)透光條件的同時(shí)降低病蟲害的發(fā)生。

本研究中，大壟雙行、二比空和偏壟寬窄行種植方式顯著增加灌漿期群體冠層中下部透光率，顯著提高冠層中下部?jī)艄夂纤俾?、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度，與孫雪芳等[23]和梁熠等[24]研究結(jié)果相同。說(shuō)明不均勻種植形式構(gòu)建的群體冠層結(jié)構(gòu)，使玉米冠層中下部受光良好，顯著提高了冠層光合作用能力。

光能利用率由冠層結(jié)構(gòu)決定，合理的冠層結(jié)構(gòu)改善群體受光程度的同時(shí)間接提高光能利用效率[25]。2018年僅大壟雙行和二比空籽粒產(chǎn)量光能利用率顯著高于常規(guī)種植，2019年大壟雙行生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量光能利用率顯著高于常規(guī)種植，此結(jié)果說(shuō)明不均勻種植方式形成的冠層結(jié)構(gòu)不僅增加光能截獲率，還提高了光能轉(zhuǎn)化率，為產(chǎn)量形成奠定良好基礎(chǔ)。

生產(chǎn)中依品種特性通過(guò)優(yōu)化種植模式獲得較高的干物質(zhì)積累量，是玉米高產(chǎn)高效的有效途徑[26]。2018年極度高溫導(dǎo)致的花期不遇現(xiàn)象致使玉米空桿率顯著提高，產(chǎn)量急劇下降。而本研究采用的3種不均勻種植方式產(chǎn)量顯著高于常規(guī)種植，不同種植方式單位面積有效穗數(shù)無(wú)顯著差異，說(shuō)明增產(chǎn)的原因主要是穗粒數(shù)和百粒重增加，與前人研究結(jié)論一致[27-29]。2018年試驗(yàn)地所在區(qū)域降雨量遠(yuǎn)低于平均水平，本試驗(yàn)采用的種植方式仍能獲得較高產(chǎn)量，說(shuō)明不均勻種植方式在逆境條件下對(duì)群體的調(diào)控作用優(yōu)于等行距種植。

國(guó)內(nèi)外對(duì)玉米種植方式已進(jìn)行大量研究，不同種植區(qū)域也篩選出不同的最佳種植模式[12-15,24,28]。但受傳統(tǒng)種植習(xí)慣和配套農(nóng)機(jī)具的限制，實(shí)際生產(chǎn)中仍以等行距種植為主[10,30]。據(jù)課題組調(diào)查，近年來(lái)，隨著國(guó)家保護(hù)性耕作措施實(shí)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展，春玉米主要種植區(qū)域，大壟雙行等不均勻種植方式比例逐漸增加。所以，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的有機(jī)融合是實(shí)現(xiàn)玉米大壟雙行等不均勻種植方式大面積推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

本研究中二比空、大壟雙行和偏壟寬窄行3種不均勻種植方式對(duì)玉米群體冠層結(jié)構(gòu)均表現(xiàn)出顯著正向調(diào)控作用，其中大壟雙行種植方式葉片空間分布更加合理，群體通風(fēng)透光性較優(yōu)，冠層光合作用及光能利用率較大，穗部性狀改善效果良好，最終形成較高籽粒產(chǎn)量，是玉米增密種植較優(yōu)的種植方式。