種植方式和密度對夏玉米光合特征及產(chǎn)量的影響

張 倩，張洪生，宋希云，姜 雯

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院/山東省旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266109

種植方式和密度對夏玉米光合特征及產(chǎn)量的影響

張 倩，張洪生，宋希云，姜 雯*

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院/山東省旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266109

為探明種植方式和密度對玉米光合特征及產(chǎn)量的影響，以鄭單958為材料，在不同種植密度水平(67500 株/hm2和82500 株/hm2)下，以常規(guī)等行距種植方式為對照，設(shè)置3種不同縮行寬帶種植方式(三行一帶、四行一帶、五行一帶)進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明：與對照相比，無論高密度還是中等密度下，各縮行寬帶種植方式均使玉米穗位上第1葉莖葉夾角顯著減小，其中中三行一帶種植方式穗位上兩葉葉夾角值均最小；各縮行寬帶種植方式光合速率(Pn)均不同程度高于對照，子粒產(chǎn)量顯著增加，其中三行一帶、四行一帶、五行一帶種植方式分別比對照增加16.7%、6.1% 、10.7% (2011年)和17.2%、12.1%、10.6%(2012年)。所有處理中，三行一帶種植方式高密度處理2011年和2012年籽粒產(chǎn)量均最高，因此可推薦為黃淮海夏玉米高產(chǎn)高效種植新方式。

夏玉米；種植方式；光合特征；產(chǎn)量構(gòu)成因素

玉米是我國主要農(nóng)作物，是糧食增產(chǎn)的主力軍。同其它作物一樣，玉米生產(chǎn)是一個種群過程，而非個體的表現(xiàn)[1]，要獲得高產(chǎn)，必須建立合理的群體結(jié)構(gòu)。由于玉米生長季較短、光熱資源有限，玉米自我調(diào)節(jié)能力較低，不適宜的群體結(jié)構(gòu)會影響夏玉米正常的生長發(fā)育從而導(dǎo)致產(chǎn)量降低，因此研究玉米高產(chǎn)增產(chǎn)應(yīng)以群體結(jié)構(gòu)特征為切入點(diǎn)[2]。玉米冠層的形態(tài)結(jié)構(gòu)是影響作物群體光分布與光合特性的重要因素之一[3]，合理的冠層結(jié)構(gòu)有利于構(gòu)建玉米高產(chǎn)群體[4]，而玉米冠層功能及產(chǎn)量形成往往受到諸如品種、氣候、栽培措施等多種因素的影響[5- 10]，其中，種植方式、密度是影響玉米冠層結(jié)構(gòu)、微環(huán)境的最直接因素。研究表明隨著種植密度的增加，雖然單株產(chǎn)量有所下降，但群體冠層的總受光量卻達(dá)到了最大值，總產(chǎn)量增加[11]。在玉米種植方式上研究發(fā)現(xiàn)與常規(guī)等行距栽培相比，寬窄行種植可改善群體結(jié)構(gòu)和冠層的微環(huán)境，增加通風(fēng)透光量，減少株間競爭，促進(jìn)植株生長發(fā)育[12- 15]。近年研究發(fā)現(xiàn)，縮行寬帶種植方式即縮小行距增加寬帶，可充分利用邊行邊際效應(yīng)，增加群體通風(fēng)透光量，顯著減小穗上位葉夾角，提高玉米光合能力，產(chǎn)量增加幅度較大，且縮行寬帶種植方式下玉米莖粗增加，減少了倒伏率[16- 17]。而縮行寬帶種植方式在不同密度條件下對夏玉米冠層結(jié)構(gòu)、光合生理特征的影響尚未見研究報道，基于此，連續(xù)兩年以縮行寬帶種植方式及其與密度互作為研究對象進(jìn)行大田試驗(yàn)，旨在為通過改進(jìn)種植方式來改善玉米冠層結(jié)構(gòu)、提高群體光合增產(chǎn)潛力，實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)高效提供一定依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)分別于2011年和2012年在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)膠州試驗(yàn)站(35.53°/N, 119.58°/E)進(jìn)行。2011和2012年膠州市玉米生育期間降雨量分別為554和394 mm，光照時數(shù)分別為513和680 h。試驗(yàn)地前茬為小麥。供試材料為當(dāng)?shù)刂髟韵挠衩灼贩N鄭單958。試驗(yàn)分別于2011年6月29日、2012年6月26日播種，2011年10月12日、2012年10月9日收獲，全生育期均為106d。2011年播前取試驗(yàn)地0—20 cm土層，測得有機(jī)質(zhì)6.75 g/kg、堿解氮84.00 mg/kg、速效磷69.25 mg/kg、速效鉀86.82 mg/kg、pH值6.88。試驗(yàn)設(shè)計為兩因素裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)為種植方式，副區(qū)為種植密度，3次重復(fù)。種植方式包括對照(傳統(tǒng)等行距)、三行一帶、四行一帶和五行一帶三種縮行寬帶種植方式；密度設(shè)為中等密度(67,500株/hm2)和高密度(82500 株/hm2)；小區(qū)面積71.5 m2。基施沃夫特復(fù)合控釋肥(750 kg/hm2)，N、P2O5、K2O配比為22- 8- 12，玉米生長期間不追肥。玉米整個生育期給予常規(guī)田間管理。種植方式如圖1。

圖1 種植方式圖示 Fig.1 Graphical representation of the planting patternsa: 常規(guī)等行距(CK)表示等行距70 cm；b: 三行一帶表示2個相等小行距55 cm，加一帶寬100 cm；c: 四行一帶表示3個相等小行距55 cm，加一帶寬120 cm；d: 五行一帶表示4個相等小行距55 cm，加一帶寬140 cm

1.2 測定項(xiàng)目與方法

在吐絲期根據(jù)各種植方式行數(shù)(每行1株)，等行距(選擇小區(qū)中連續(xù)3行)、三行一帶、四行一帶、五行一帶種植方式分別選取連續(xù)植株3株、3株、4株、5株測定株高、穗位高、穗位上下兩葉葉夾角(不測穗位葉)及葉向值(LOV)，葉向值根據(jù)方程LOV=(90°-葉仰角)× 葉片直立高度 / 葉長計算[1]；按照同樣取樣方法在吐絲期和成熟期利用日本葉綠素測定儀(SPAD- 502)測量最頂端兩片展開葉SPAD值；在吐絲后35 d，9：00—11：00(天晴無風(fēng))，利用LI- 6000光合儀進(jìn)行穗位葉光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Cond)、胞間CO2濃度(Ci)與蒸騰速率(Tr)等瞬時光合指標(biāo)測定；成熟期每個小區(qū)取中間 2個帶測定產(chǎn)量(每帶長5 m)，稱所有鮮果穗重量從所收果穗中隨機(jī)選取20 穗，風(fēng)干，考種，計算實(shí)際產(chǎn)量(用GAC2100谷物水分速測儀測定玉米子粒含水量)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS9.0(Duncan新復(fù)極差法)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植方式、密度對夏玉米莖稈形態(tài)的影響

由種植方式間比較分析可以看出，2011年各種植方式間除穗位高外差異均不顯著，而2012年除莖粗外差異均達(dá)到顯著水平(表1)，其中2011年和2012年均為五行一帶種植方式下株高、穗位高最高，對照等行距種植方式最低；2012年第2節(jié)節(jié)間長度為對照等行距種植方式最長，而三行一帶種植方式最短。種植方式間莖粗值雖然差異不顯著，但與對照等行距種植方式相比，各縮行寬帶種植方式下莖粗均有所增加，尤其是在高密度水平下。密度間比較，除2011年穗位高外，株高、穗位高和莖粗連續(xù)兩年差異均未達(dá)到顯著水平，但高密度水平下株高、穗位高均高于中等密度，莖粗則相反。密度間第2節(jié)節(jié)間長度差異不顯著，第3節(jié)節(jié)間差異顯著，高密度水平下第2、第3節(jié)節(jié)間節(jié)間長度均高于中等密度。種植方式與密度互作對夏玉米的莖稈形態(tài)(除2011年穗位高)無顯著影響。

表1 種植方式、密度對夏玉米莖稈形態(tài)的影響Table 1 Stem morphological traits of summer maize in different planting patterns and densities in years 2011 and 2012

續(xù)表

LSD：Least Significant Difference，表示最小顯著差；顯著水平為P=0.05，*顯著，ns: 不顯著

2.2 種植方式、密度對夏玉米莖葉夾角的影響

種植方式對玉米穗位上兩葉葉夾角影響顯著，對穗位下兩葉葉夾角及穗位上下兩葉葉向值影響均不顯著(表2)，其中無論在高密度還是中等密度下，三行一帶種植方式穗位上兩葉葉夾角值均最小，葉向值均高于其他種植方式，等行距種植方式穗位上第1葉葉夾角(20.33°)比各縮行寬帶種植方式高1.1°—1.8°，而五行一帶種植方式穗上第二葉葉夾角最高，其次為對照等行距種植方式。密度間比較，除高密度水平下穗位上第2葉葉夾角顯著低于中等密度水平外，穗位層其他穗位葉葉夾角及葉向值差異均不顯著。種植方式與密度互作對穗位層葉夾角及葉向值影響亦不顯著。

表2 種植方式、密度下夏玉米穗部葉片葉夾角、葉向值(2012)Table 2 Leaf angle (LA) and leaf orientative value (LOV) of summer maize in different planting patterns and densities in 2012

LA：Leaf angle，表示葉夾角; LOV: leaf orientative value，表示葉向值

2.3 種植方式、密度對夏玉米SPAD值的影響

由圖2可看出葉片SPAD值在開花期顯著高于成熟期，2011年開花期及成熟期SPAD值(除三行一帶67500株/hm2種植方式)均高于2012年，可能與2012年玉米季節(jié)苗期干旱，而吐絲期雨水過多有關(guān)。開花期，無論高密度還是中等密度下，各縮行寬帶種植方式SPAD值均高于等行距種植方式，其中，SPAD值僅在2012年差異達(dá)到顯著水平，各種植方式中三行一帶種植方式兩年內(nèi)開花期SPAD值均最高，對照等行距種植方式均最低；成熟期，無論高密度還是中等密度下，SPAD值在2011年差異未達(dá)到顯著水平，2012年三行一帶種植方式SPAD值最高。

圖2 不同種植方式與密度下夏玉米SPAD值Fig.2 The SPAD value of maize in different planting patterns and densitiesSPAD:Soil and Plant Analyzer Development，表示葉綠素儀(計)，SPAD值即葉綠素相對含量

2.4 種植方式、密度對夏玉米花后光合特性的影響

圖3 不同種植方式、密度下夏玉米吐絲后35d穗位葉光合特性(2012) Fig.3 the photosynthetic characteristics of summer maize at 35 days after silking in different planting patterns and densities in 2012Pn：Photosynthetic rate,表示光合速率；Cond：Stomatal conductance，表示氣孔導(dǎo)度；Ci：Intercellular CO2 concentration，表示胞間CO2濃度；Tr：Transpiration rate，表示蒸騰速率

Simmons[18]研究指出玉米吐絲后的光合作用對產(chǎn)量的形成有決定作用。圖3表明，無論是高密度還是中等密度下，三行一帶、四行一帶和五行一帶各縮行寬帶種植方式光合速率(Pn)均顯著高于對照等行距模式，分別比對照高51.3%、37.7%、45.7%；所有處理中，三行一帶中等密度處理氣孔導(dǎo)度(Cond)最高，對照等行距高密度處理胞間CO2濃度(Ci)最高，其余處理間差異不顯著；而各處理間蒸騰速率(Tr)差異不顯著。在所有處理中，三行一帶中等密度處理光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Cond)、與蒸騰速率(Tr)最高，而三行一帶高密度處理胞間CO2濃度(Ci)最高。

2.5 種植方式、密度對夏玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2011年種植方式對各產(chǎn)量構(gòu)成因素影響均不顯著(表 3)，但與對照相比，三行一帶、四行一帶和五行一帶各縮行寬帶種植方式下空稈率有所下降，分別降低41.5%、35.6%、37.4%，而穗粒重有所增加，分別比對照增加6.1%、1.6%、2.6%；密度對空稈率影響顯著，即高密度空稈率顯著高于中等密度空稈率；種植方式與密度互作對各產(chǎn)量構(gòu)成因素影響不顯著。2012年種植方式對空稈率、行粒數(shù)、百粒重、穗粒重影響顯著(表 3)，其中三行一帶種植方式行粒數(shù)、穗粒重最高，四行一帶種植方式百粒重最高，五行一帶種植方式空稈率最低，而對照等行距種植方式空稈率最高，行粒數(shù)、百粒重、穗粒重最??；密度對各產(chǎn)量構(gòu)成因素影響均不顯著；種植方式與密度互作僅對行粒數(shù)影響顯著。

兩年內(nèi)，種植方式對玉米子粒產(chǎn)量影響顯著(表 3)，其中三行一帶、四行一帶、五行一帶種植方式分別高于對照等行距種植方式16.7%、6.1%、10.7% (2011)和17.2%、12.1%、10.6%(2012)。密度對玉米子粒產(chǎn)量影響均未達(dá)到顯著水平，但高密度下子粒產(chǎn)量均高于中等密度。種植方式與密度互作對玉米子粒產(chǎn)量影響連續(xù)兩年均不顯著。各處理中三行一帶高密度下2011年和2012年子粒產(chǎn)量均最高，比對照等行距模式中等密度和高密度分別高25.0%、20.8% 和 25.1%、18.7%。

表3 種植方式、密度下夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素(2011，2012)Table 3 Yield and yield components of summer maize at the maturity stage in different planting patterns and densities in 2011 and 2012

*顯著; ns：不顯著

3 討論

玉米高產(chǎn)需靠合理的群體來實(shí)現(xiàn)。本研究發(fā)現(xiàn)，縮行寬帶種植方式下，玉米群體的形態(tài)結(jié)構(gòu)有所變化，與傳統(tǒng)等行距種植方式相比，縮行寬帶種植方式下夏玉米株高增加，穗位提升，莖稈粗壯，第二、三節(jié)間明顯縮短(表 1)，從而增強(qiáng)植株高密度下抗倒伏性，這與梁淑榮等[11]，李寧等[19]，張倩等[16]研究結(jié)果相似。葉向值則表示葉片上沖和在空間下垂程度的一個綜合指標(biāo)，其值越大，表明葉片上沖性越強(qiáng)；值越小表示葉片越趨于平展，下垂程度越大。玉米的葉傾角即葉片與水平方向夾角的大小與單位葉面積受光強(qiáng)度和截獲的輻射量有關(guān)，合理的莖葉夾角可使玉米群體接受更多的光，并能合理地分配到群體各葉層。徐慶章[20]研究表明理想株型上部葉片莖葉夾角適當(dāng)小些，下部適當(dāng)大些；武志海等[12]、梁熠等[13]研究發(fā)現(xiàn)適宜寬窄行種植較等行距種植利于增加中部冠層的透光率；李耕[21]等也研究指出“80 cm + 40 cm”縮行寬帶方式有利于穗位葉層光合有效輻射量的提高。本研究中縮行寬帶種植方式穗位上兩葉莖葉夾角除五行一帶種植方式外比等行距種植方式小0.4—1.8°，并達(dá)到顯著水平(表 2)，與張倩等[16]研究結(jié)果一致。其中，無論在高密度還是中等密度下，三行一帶種植方式穗位上兩葉葉夾角值均最小，葉向值均高于其他種植方式，有利于維持群體內(nèi)較高透光率。

玉米產(chǎn)量的高低與群體的光合能力密切相關(guān)，合理的密度和種植方式可保持較高光合速率，延緩生育后期葉片的衰老。楊吉順[22]等研究表明采用適宜寬窄行種植較等行距有利于群體光合速率的提高，制造更多的光合產(chǎn)物。本研究SPAD值明顯高于等行距種植方式，延緩功能葉片衰老；灌漿中后期穗部葉片光合速率顯著增加(圖 2，圖3)，尤其三行一帶種植方式下，光合速率在中高密度下分別比等行距增加50.5%、52.3%。

密度與行距配置顯著影響也發(fā)現(xiàn)縮行寬帶種植方式下玉米頂端葉片開花期和成熟期玉米群體產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素。前人研究表明玉米采用寬窄行方式種植可降低禿頂長、增加穗粒數(shù)，千粒重，提高玉米的產(chǎn)量[22- 23]。寧碩瀛[24]研究表明，寬窄行栽培模式(80 cm + 40 cm)較等行距栽培模式產(chǎn)量平均增產(chǎn) 9.4%，其中在密度水平7.5 萬株/hm2條件下增產(chǎn) 8.9%。本研究發(fā)現(xiàn)與對照等行距相比，無論是高密度還是中等密度下，縮行寬帶種植方式使植株空稈率明顯下降，而穗粒重有所增加，增產(chǎn)幅度為 6.1%—17.2%，其中三行一帶種植方式連續(xù)兩年子粒產(chǎn)量均最高，尤其在高密度水平下，2011 年和 2012 年平均增產(chǎn) 19.7%(表 3)，因此三行一帶縮行寬帶種植方式群體光合增產(chǎn)潛力最大，對進(jìn)一步挖掘黃淮海地區(qū)夏玉米品種高產(chǎn)潛力具有重要意義。

[1] 趙松嶺, 李鳳民, 張大勇, 段舜山. 作物生產(chǎn)是一個種群過程. 生態(tài)學(xué)報, 1997, 17(1): 100- 104.

[2] 李潮海, 蘇新宏, 孫敦立. 不同基因型玉米間作復(fù)合群體生態(tài)生理效應(yīng). 生態(tài)學(xué)報, 2002, 22(12): 2096- 2103.

[3] 鄭毅, 張立軍, 崔振海, 吳迪. 種植密度對不同株型夏玉米冠層結(jié)構(gòu)和光合勢的影響. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, (3): 116- 118, 121- 121.

[4] 張旺鋒, 王振林, 余松烈, 李少昆, 曹連莆, 任麗彤. 膜下滴灌對新疆高產(chǎn)棉花群體光合作用冠層結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量形成的影響. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2002, 35(6): 632- 637.

[5] 黃高寶, 張恩和, 胡恒覺. 不同玉米品種氮素營養(yǎng)效率差異的生態(tài)生理機(jī)制. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2001, 7(3): 293- 297.

[6] 李少昆, 趙明. 不同基因型玉米光合作用強(qiáng)度的調(diào)控研究. 石河子大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 1998, 2(3): 245- 250.

[7] 段鴻飛. 不同播種期對冬玉米產(chǎn)量的影響. 玉米科學(xué), 2000, 8(Supp1): 55- 57, 59- 59.

[8] 田志剛, 田俊芹, 曹治彥, 張耀輝. 播種期對夏玉米產(chǎn)量及主要性狀的影響. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2006, 10(4): 14- 15.

[9] 李言照, 東先旺, 劉光亮, 陶飛. 光溫因子對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素值的影響. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2002, 10(2): 86- 88.

[10] 李潮海, 劉奎, 周蘇玫, 欒麗敏. 不同施肥條件下夏玉米光合對生理生態(tài)因子的響應(yīng). 作物學(xué)報, 2002, 28(3): 265- 269.

[11] 梁書榮, 趙會杰, 李洪岐, 王俊忠, 王林華, 曲小菲, 呂淑敏. 密度、種植方式和品種對夏玉米群體發(fā)育特征的影響. 生態(tài)學(xué)報, 2010, 30(7): 1927- 1931.

[12] 武志海, 張治安, 陳展宇, 徐克章. 大壟雙行種植玉米群體冠層結(jié)構(gòu)及光合特性的解析. 玉米科學(xué), 2005, 13(4): 62- 65.

[13] 梁熠, 齊華, 王敬亞, 白向歷, 王曉波, 劉明, 孟顯華, 許晶. 寬窄行栽培對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響. 玉米科學(xué), 2009, 17(4): 97- 100.

[14] 劉武仁, 馮艷春, 鄭金玉, 劉鳳成, 朱曉麗, 何志, 李勇, 裴攸, 曹雨. 玉米寬窄行種植產(chǎn)量與效益分析. 玉米科學(xué), 2003, 11(3): 63- 65.

[15] 楊克軍, 李明, 李振華. 栽培方式與群體結(jié)構(gòu)對寒地玉米物質(zhì)積累及產(chǎn)量形成的影響. 中國農(nóng)學(xué)通報, 2005, 21(11): 157- 160.

[16] 張倩, 張洪生, 姜雯, 王曉燕. 種植方式對夏玉米生長及產(chǎn)量的影響. 玉米科學(xué), 2012, 20(2): 111- 114.

[17] 張倩, 張洪生, 趙美愛, 姜雯. 種植方式對夏玉米光合特性與產(chǎn)量的影響. 玉米科學(xué), 2012, 20(5): 102- 105.

[18] Simmons S R, Jones R J. Contributions of pre-silking assimilate to grain yield on Maize. Crop Science, 1985, 25(6): 1004- 1006.

[19] 李寧, 翟志席, 李建民, 吳沛波, 段留生, 李召虎. 密度對不同株型的玉米農(nóng)藝、根系性狀及產(chǎn)量的影響. 玉米科學(xué), 2008, 16(5): 98- 102.

[20] 徐慶章, 王慶成, 牛玉貞, 王忠孝, 張軍. 玉米株型與群體光合作用的關(guān)系研究. 作物學(xué)報, 1995, 21(4): 492- 496.

[21] 李耕, 楊今勝, 楊吉順, 柳京國, 劉鵬, 董樹亭. 種植密度和行距配置對玉米群體光分布與群體光合特性的影響. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 44(6): 39- 43.

[22] 楊吉順, 高輝遠(yuǎn), 劉鵬, 李耕, 董樹亭, 張吉旺, 王敬鋒. 種植密度和行距配置對超高產(chǎn)夏玉米群體光合特性的影響. 作物學(xué)報, 2010, 36(7): 1226- 1233.

[23] 陸雪珍, 沈雪芳, 沈才標(biāo), 徐曉梅, 張文獻(xiàn). 不同種植密度下糯玉米產(chǎn)量及相關(guān)性狀研究. 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2008, 24(2): 61- 64.

[24] 寧碩瀛. 種植密度和行距配置對夏玉米群體光合特性及產(chǎn)量的影響 [D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué), 2012.

The effects of planting patterns and densities on photosynthetic characteristics and yield in summer maize

ZHANG Qian, ZHANG Hongsheng, SONG Xiyun, JIANG Wen*

ShandongKeyLaboratoryofDrylandFarmingTechnology,QingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao266109,China

In China, maize (ZeamaysL.) is the third most important cereal crop, after wheat and rice, and is used as a staple food for humans, livestock and as raw material for many industrial products. The Huang-Huai-Hai Plain is the most important maize production region; however, in recent years, during the maize growing season, especially during the pollination period, extreme weather, such as heat waves and overcast or rainy weather, has frequently occurred in this area. These weather events seriously reduced maize plant biomass and grain yield for the current conventional uniform row spacing pattern, especially with an increased plant density. Crop row spacing can influence the canopy architecture, and optimal row spacing can improve the group structure, increase sunlight penetration, reduce competition between strains, and promote the individual plant growth, which contributes to a high biomass and maize yield. The objective of this study is to further explore the effects of planting patterns combined with plant densities on the photosynthetic characteristics of summer maize. Field experiments involving four planting patterns (three-row strip, four-row strip, five-row strip and the control conventional uniform row spacing pattern)under two plant densities(67500 and 82500 plants/hm2), using the ‘Zheng-Dan 958’cultivar were conducted in 2011 and 2012 in this region. Under both high and low plant densities, compared with the control, the strip planting patterns decreased the leaf angle of the 1stleaf above the ear, and the leaf angles of the 1stand 2ndleaves above the ear were smallest under the three-row strip pattern. The SPAD value of ear leaves was significantly influenced by treatments in both years at the flowering stage and in 2012 at the maturity stage. At flowering stage, the SPAD value was increased under strip planting patterns, and the highest and lowest values were observed using the three-strip pattern and the control, respectively. Photosynthesis (Pn), stomatal conductance (Cond), and intercellular CO2concentration (Ci) were all significantly affected by the treatments, but the transpiration rate (Tr) was not. Pn was higher in the strip planting patterns than the control, increasing by 51.3%, 37.7%, and 45.7% under the three-, four- and five-row strip treatments, respectively. Among all treatments, the three-strip planting pattern attained the highestPn, Cond andTrvalues. The grain yield was also increased by the changed planting patterns, and the average yields were 16.7%, 6.1% and 10.7% higher in 2011 and 17.2%, 12.1% and 10.6% higher in 2012 under the three-, four- and five-row strip treatments, respectively, compared with the control. At the maturity stage in 2011, no difference in the percentage of barren stalks was observed among the planting patterns, but a significant difference was observed in 2012. The conventional uniform row spacing pattern had the highest percentage of barren stalks in both years. Among all the treatments, the three-row strip planting pattern with a high plant density (82500 plants/hm2) produced the highest grain yield in both years. Thus, the grain yield of summer maize can be mostly enhanced by using a three-row strip planting pattern, especially under a higher plant density.

ZeamaysL.; Strip planting pattern; Photosynthetic characteristics; Yield components

糧食豐產(chǎn)科技工程(2011BAD16B09,2012BAD04B05); 山東省2013年度農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新課題(山東省中低產(chǎn)田小麥玉米兩熟豐產(chǎn)高效關(guān)鍵技術(shù)研究與示范)；青島市民生計劃項(xiàng)目(13- 1- 3- 101-nsh); 山東省高校優(yōu)秀科研創(chuàng)新團(tuán)隊(旱地作物水分高效利用創(chuàng)新團(tuán)隊)

2013- 05- 02;

日期:2014- 04- 11

10.5846/stxb201305020885

*通訊作者Corresponding author.E-mail: wenjiang@qau.edu.cn

張倩，張洪生，宋希云，姜雯.種植方式和密度對夏玉米光合特征及產(chǎn)量的影響.生態(tài)學(xué)報,2015,35(4):1235- 1241.

Zhang Q, Zhang H S, Song X Y, Jiang W.The effects of planting patterns and densities on photosynthetic characteristics and yield in summer maize.Acta Ecologica Sinica,2015,35(4):1235- 1241.