如何利用种植方式来提高玉米的产量
种植方式协调高密度条件下个体通风条件、营养状况,并最终影响产量。在相同的密度条件下,过宽或过窄的行距都会影响作物生长。由于总的密度相同,行距过宽造成株距过小,株间竞争加剧,影响群体的正常生长;行距过窄造成群体间通风透光条件变差,群体相互遮蔽,同样影响群体的正常生长。
研究表明,不同行距配置会影响玉米群体内的光照、温度、湿度和CO2等微环境,从而影响玉米的光合效率和最终产量。提高作物群体的光合作用效率和物质生产能力主要在于改善冠层的通风透光能力,增强群体的光合性能。光合有效辐射记录仪经过多组数据的测量,已经很好的证明了这点,试验采用单因素随机区组设计,共设4个处理,五行靠(4个相等小行距50cm,加一带宽1.4m,平均行距68cm,株距21.8cm);四行靠(3个相等小行距50cm,加一带宽1.2m,平均行距67.5cm,株距22.0cm);三行靠(2个相等小行距50cm,加一带宽1.0m,平均行距66.7cm,株距22.2cm);对照(CK)常规等行距(行距60cm,株距24.7cm)。各处理密度均为6.75万株/hm2。3次重复,小区面积500m2(25m×20m)。基施硫酸钾复合肥480kg/hm2,追施(8月12日)尿素315kg/hm2。于玉米大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、乳熟期、蜡熟期(分别为出苗后40、49、59、72、86d),从各处理小区选取有代表性的植株4株进行叶面积等指标的测定。单株叶面积测定采用长宽系数法(叶面积=长×宽×0.75)。在玉米吐丝期选择生长健壮一致的植株挂牌标记,授粉后间隔10d左右在每小区取4穗脱粒,105℃下杀青1h,然后在70℃~80℃烘至恒重,称重,记数穗粒数,换算成百粒重。子粒灌浆速率[g/(d•百粒)]=(后次百粒干重-前次百粒干重)/两次取样间隔天数;比叶重(SLW)=单位面积叶干重/单位叶面积(包括叶柄);SPAD值测量点为每株最上两片展开叶,每叶测6点求均值。利用LI-6000光合仪于吐丝后23d(乳熟期)上午10:00~11:00(晴天无风)对玉米穗位叶进行光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、胞间CO2浓度(Ci)与蒸腾速率(Tr)等瞬时光合指标测定。每小区取中间2个带测定产量,并取有代表性的20个果穗,室内考种。采用DPS7.05数据处理系统(LSD法)进行统计与分析。
不同种植方式下叶片SPAD值动态变化SPAD值通常被称为叶色值,常用于测定活体叶片中叶绿素的相对含量。研究表明,叶片叶绿素含量与叶绿素仪测定的SPAD值有良好的一致性,即可用SPAD值代表叶绿素含量。由图1可以看出,夏玉米叶片SPAD值在苗后49d(吐丝期)达到最大,之后呈下降趋势,其中常规等行距苗后72d(乳熟期)后下降速度最快,即灌浆后期叶片衰老进程较快。三行靠、四行靠、五行靠处理间整个生育期叶片SPAD值差异不显著。比叶重(SLW)是一个衡量植物相对生长速率的重要参数,将单位干重水平和单位叶面积水平的叶片指标联系在一起。许多研究表明,比叶重与光合速率两者关系密切,且大多呈显著正相关。整个生育期比叶重的变化呈先增加后减小的趋势,苗后40d(大喇叭口期)至苗后49d(吐丝期)增长速度最快,之后增加趋势变缓,苗后72d(乳熟期)达到最大值,与李小勇研究结果相同。苗后72d(乳熟期)之前,各处理间叶比重值差异不显著,而苗后86d(蜡熟期)各处理间差异显著,其中常规等行距处理叶比重最大。Simmons研究指出,玉米吐丝后的光合作用对产量的形成有决定作用。吐丝后23d(乳熟期)三行靠、四行靠和五行靠种植方式光合速率(Pn)均高于常规等行距,但差异不显著;各处理间气孔导度(Cond)、胞间CO2浓度(Ci)与蒸腾速率(Tr)差异显著,其中,气孔导度和蒸腾速率表现为四行靠>五行靠>三行靠>常规等行距,胞间CO2浓度为常规等行距种植方式最高。玉米子粒灌浆期间灌浆速率决定子粒重和产量水平。子粒灌浆期间各处理灌浆速率变化趋势均呈“前升后降”的趋势,花后23d子粒灌浆速率值最高,之后灌浆速率下降。其中,常规等行距种植方式下降幅度最大,其他栽培方式间差异不显著。收获期三行靠、四行靠、五行靠种植方式子粒产量分别比对照增加10.58%、6.54%、12.06%,但处理间差异未达到显著水平。不同处理间空秆率、穗长、秃尖长差异显著,而穗行数、行粒数、百粒重差异不显著。其中,常规等行距种植方式穗长、空秆率和秃尖长均最高,三行靠空秆率最低,四行靠穗秃尖长值最低。
前人研究认为,采用宽窄行种植方式是人为制造边行,光照比较充足,增大了群体受光面积,减小了植株间的互相遮挡,改善了田间通风透光条件,提高了群体光合作用,同时,宽窄行栽培方式能降低玉米的呼吸消耗,从而更有利于植株地上部的干物质积累。本研究结果表明,玉米行距和株距的改变在一定程度上将会形成个体和群体水平上对光照等环境资源利用差异。与常规等行距(60cm)种植方式相比,三行靠、四行靠和五行靠种植方式下光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)均有不同程度增加,但处理间叶片SPAD值、光合速率差异未达到显著水平,四行靠气孔导度、蒸腾速率最高。与其他种植方式相比,常规等行距的胞间CO2浓度(Ci)最高,灌浆后期SPAD值和灌浆速率下降速度均最快,说明叶片衰老进程较快,灌浆持续时间较短。
研究表明,玉米采用宽窄行方式种植可增加穗长、穗粗、穗行数、行粒数,降低秃尖长,从而提高玉米的产量。本试验结果表明,不同处理间空秆率、穗长、秃尖长差异显著,而穗行数、行粒数、百粒重差异不显著。其中常规等行距穗长、空秆率和秃尖长均最高。收获期三行靠、四行靠、五行靠子粒产量分别比常规等行距增加10.58%、6.54%、12.06%,但处理间差异未达到显著水平。与常规等行距种植方式相比,三行靠、四行靠和五行靠种植方式均在一定程度上改善了植株光合特性,光合效率也有所提高,具有一定的光合增产潜力。但由于当年玉米产量形成受吐丝灌浆期间阴雨寡照天气影响,各处理均有所减产。对不同肥力水平和不同密度下各种植方式增产潜力需进一步进行系统比较研究。