種植行距對玉米產(chǎn)量和群體小氣候的影響

步蘊法， 李鳳海， 王晶晶， 劉洪亮

(沈陽農(nóng)業(yè)大學特種玉米研究所，遼寧沈陽 110866)

種植行距對玉米產(chǎn)量和群體小氣候的影響

步蘊法， 李鳳海， 王晶晶， 劉洪亮

(沈陽農(nóng)業(yè)大學特種玉米研究所，遼寧沈陽 110866)

以鄭單958為試驗材料，設置50、55、60、65、70 cm等5個行距處理，研究不同種植行距對玉米產(chǎn)量及群體特性的影響。結(jié)果表明，60～70 cm行距產(chǎn)量顯著高于小行距種植產(chǎn)量；隨著種植行距的增大，玉米的葉面積指數(shù)、田間CO2濃度及空氣流動速度均有不同程度增大，其中以中下部冠層通風透光條件改善最為顯著；不同種植行距對田間溫度影響不顯著。在遼北地區(qū)，鄭單958采取60～70 cm的大行距種植較為合適。

玉米；行距；產(chǎn)量；群體結(jié)構(gòu)；葉面積指數(shù)；小氣候

玉米是我國重要的糧食作物。近年來，在玉米種植面積不斷擴大的背景下，玉米的產(chǎn)品依舊供不應求。自2010年起，我國已由玉米凈出口國轉(zhuǎn)變?yōu)閮暨M口國[1]。提高作物產(chǎn)量，是增加總產(chǎn)量的有效途徑，但作物生產(chǎn)反映的是完整的群體效應，并不是單一植株的個體表現(xiàn)[2]。合理的行距配置可以改善冠層內(nèi)的光照、溫度、濕度和CO2等微環(huán)境，提高群體的光合效率和作物產(chǎn)量[3]。近幾年，筆者所在課題組對遼寧省各生態(tài)區(qū)玉米種植行距進行了廣泛調(diào)查，發(fā)現(xiàn)不同生態(tài)區(qū)玉米種植行距明顯不同，其中遼中、遼北生態(tài)區(qū)行距為55～60 cm，遼東南生態(tài)區(qū)為60～65 cm，遼西生態(tài)區(qū)為45～50 cm。這種種植行距的差異，是不同生態(tài)區(qū)過去長期形成的種植習慣。隨著玉米種植密度的不斷增加，群體結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。玉米生產(chǎn)的發(fā)展也促進了機械化水平的提高，在玉米種植密度不斷提高的形勢下，適宜行距的確定，建立合理的群體結(jié)構(gòu)，對于發(fā)揮玉米新品種增產(chǎn)潛力、提高玉米的產(chǎn)量、適應機械化作業(yè)就顯得尤為重要。本研究以鄭單958為材料，研究了5個不同行距下玉米的產(chǎn)量以及群體內(nèi)微環(huán)境的差異，為合理行距配置、創(chuàng)造玉米高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設計

試驗于2014年在遼寧省昌圖縣金家鎮(zhèn)進行。供試土壤為沙壤土，肥力中等。供試材料為中晚熟耐密植型品種鄭單958。

試驗采用隨機區(qū)組設計，8行區(qū)，行長7 m，3次重復。設5個行距處理：處理1，行距50 cm，小區(qū)面積28 m2；處理2，行距55 cm，小區(qū)面積30.8 m2；處理3(CK，當?shù)貍鹘y(tǒng)種植行距)，行距60 cm，小區(qū)面積33.6 m2；處理4，行距65 cm，小區(qū)面積36.4 m2；處理5，行距70 cm，小區(qū)面積39.2 m2。種植密度為6萬株/hm2。

1.2 測定項目與方法

葉面積指數(shù)：從拔節(jié)期開始每小區(qū)選擇10株，測量所有葉片的長寬，用長寬系數(shù)法計算；透光率：灌漿期用LP-80型冠層分析儀測量每小區(qū)穗位部以及穗位上0.5 m和穗位下0.5 m的透光率；CO2濃度：灌漿期用TPJ-26 CO2檢測儀測量每小區(qū)穗位部以及穗位上0.5 m和穗位下0.5 m的CO2濃度；風速和溫濕度：分別用微風儀和溫濕度計在灌漿期觀測風速和溫濕度；產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素：收獲后稱每小區(qū)中間4行的鮮質(zhì)量，數(shù)總穗數(shù)，每小區(qū)隨機取樣，取15個穗，晾干之后考種，測定指標有穗長、禿尖長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、軸粗、百粒質(zhì)量、含水量，并按14%含水量折算產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用DPS軟件和Microsoft Excel 2003進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表1可知，不同種植行距對玉米產(chǎn)量有顯著影響。隨著種植行距的增大，玉米的產(chǎn)量逐漸增高，在65 cm行距達到最高，70 cm行距又略有下降。多重比較結(jié)果顯示60、65 cm與70 cm行距產(chǎn)量差異不顯著，但均與50、55 cm行距產(chǎn)量差異顯著，分別比50 cm行距產(chǎn)量高5.7%、8.2%、6.7%。

表1 不同種植行距下的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母代表5%水平下差異顯著。

不同種植行距下，玉米的穗粗和禿尖長差異不顯著。70 cm 行距玉米的穗長最長，除與65 cm行距無顯著差異外，顯著大于其他處理。

玉米的穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量是產(chǎn)量的直接構(gòu)成因素，在種植密度相同時，直接影響玉米的產(chǎn)量。由表1可知，70 cm行距穗粒數(shù)最多，百粒質(zhì)量最低；50 cm穗粒數(shù)最少，百粒質(zhì)量最高。玉米的各產(chǎn)量構(gòu)成因素之間具有互補效應，以維持其產(chǎn)量的相對穩(wěn)定。

2.2 葉面積指數(shù)

葉片是玉米的重要光合器官，群體的葉面積大小及其發(fā)展動態(tài)對產(chǎn)量的形成至關(guān)重要[4]。由圖1可知，各行距處理下玉米的葉面積指數(shù)變化趨勢基本一致，均由拔節(jié)期開始迅速增長，抽雄期達到最大值，之后又逐步下降，并在大喇叭口期至灌漿期的一段時期內(nèi)維持在較高水平。其中，60 cm行距下玉米葉面積指數(shù)在大喇叭口期至灌漿期最高，65 cm行距次之。50、55 cm行距下葉面積指數(shù)在拔節(jié)期偏小，之后逐漸趨于正常。灌漿期之后，各處理葉面積指數(shù)均迅速下降，其數(shù)值曲線也基本重合。

2.3 群體透光率

由圖2可見，玉米的群體透光率隨冠層高度的升高逐漸增大。在頂部冠層，各行距處理下玉米群體透光率差異不大，沒有表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。玉米頂部冠層通光較好，玉米頂部葉片面積較小，不同的行距處理所構(gòu)建的不同群體不足以對頂層的群體透光率產(chǎn)生影響。在穗位處冠層中，隨著行距增大，群體透光率逐漸增大，70 cm行距要比50 cm行距高36.7%。底部冠層中，行距對群體透光率的影響最為明顯，70 cm 行距比50 cm行距高1倍以上，說明經(jīng)過頂層和穗位層葉片的遮擋，不同種植行距下，到達玉米底部冠層的光通量差異巨大。

2.4 田間CO2濃度

對田間3個不同高度冠層CO2濃度測定結(jié)果(圖3)表明，隨著種植行距的增大，玉米田間CO2濃度也隨之升高，升高速度逐漸加快。50～60 cm種植行距下玉米CO2含量略有升高或基本保持不變，在穗位下0.5 m處略有降低。從 65 cm 行距開始，玉米田間CO2濃度增加較為迅速，65 cm種植行距分別在上、中、下冠層比60 cm行距增加2.24%、3.59% 、0.98%；70 cm行距比65 cm行距分別增加了 3.77%、4.25%、4.88%。從各處理不同冠層高度來看，小種植行距下玉米田間CO2含量隨著冠層高度升高逐漸降低，隨著種植行距的增大，各冠層CO2濃度趨于一致，當種植行距達到65、70 cm時，穗位處CO2濃度明顯升高。棒三葉在玉米產(chǎn)量形成過程中至關(guān)重要，玉米穗位處CO2濃度的升高有利于提高棒三葉的光合速率，進而利于產(chǎn)量的提高。

2.5 冠層內(nèi)風速、溫濕度

由表2可見，隨著種植行距的增大，玉米田間的空氣流動有緩慢加速的趨勢；同一行距處理下，隨著冠層高度的增高，田間風速也逐漸增大。70 cm行距風速在上、中、下3個冠層分別比50 cm行距增加了6.7%、23.1%、7.7%。玉米田間濕度隨種植行距增大略有減小，但整體差異不大，在2%以內(nèi)。這是由于隨著種植行距的增大，田間空氣流動加劇，地面蒸騰加快，日均相對濕度減小[5]。田間溫度差異在0.2 ℃以內(nèi)，50、65 cm行距下最高，55、60 cm行距下最低。

表2 不同行距下玉米田間風速和溫濕度

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，在種植密度相同的條件下，通過不同行距設置，能夠改變?nèi)后w通風透光條件，對產(chǎn)量產(chǎn)生明顯影響。隨著種植行距的增大，玉米田間CO2含量逐漸增大，各冠層的風速逐漸加快，冠層頂部透光條件改善不明顯，冠層中下部透光條件改善顯著，田間濕度略有降低，溫度基本沒有變化。不同行距的葉面積指數(shù)依次為處理3(行距60 cm)>處理4(行距65 cm)>處理5(行距70 cm)>處理2(行距55 cm)>處理1(行距50 cm)；產(chǎn)量高低依次處理4>處理5>處理3>處理2>處理1，其中處理3～處理5產(chǎn)量無顯著差異。通過在遼北種植行距的對比和研究發(fā)現(xiàn)，60～70 cm種植行距下，玉米產(chǎn)量較高，而且更方便田間管理與收獲，適合在當?shù)赝茝V。

目前，對種植行距的研究較多，結(jié)果不相同，受地域性影響較大。王楚楚等研究表明，吉林省緊湊型玉米最適種植行距為70 cm[6-7]。賀文勝等在山西省對春玉米進行大面積的機械化收播試驗，結(jié)果表明，60 cm行距下，玉米產(chǎn)量、機收效率均要優(yōu)于當?shù)貍鹘y(tǒng)行距[8-9]。曾蘇明等在山東省內(nèi)的類似研究則表明，55 cm行距有利于鄭單958高產(chǎn)[10]。不同生態(tài)條件對玉米的產(chǎn)量和生長發(fā)育有著顯著的影響，導致不同生態(tài)區(qū)種植行距的不同，因此，需要在不同生態(tài)條件下對玉米行距設置進行研究，探討遼寧省玉米種植的最佳行距，為玉米高產(chǎn)和適應機械化提供技術(shù)支撐。

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10.15889/j.issn.1002-1302.2017.02.020

2015-11-26

國家科技支撐計劃(編號：2012BAD04B03)；遼寧省高等學校優(yōu)秀人才支持計劃(編號：LR2012022)。

步蘊法(1990—)，男，山東濰坊人，碩士，主要從事玉米育栽培研究。E-mail：buyunfa@126.com。

李鳳海，教授，博士生導師，主要從事玉米育種與栽培研究。E-mail：lifenghai@126.com。

S513.04

A

1002-1302(2017)02-0076-02

步蘊法，李鳳海，王晶晶，等. 種植行距對玉米產(chǎn)量和群體小氣候的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2017，45(2)：76-78.