种植方式和密度对高粱群体结构和产量的影响

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本站小编 Free考研考试/2021-12-26

肖继兵^,, 刘志^,, 孔凡信, 辛宗绪, 吴宏生辽宁省水土保持研究所,辽宁朝阳 122000

Effects of Planting Pattern and Density on Population Structure and Yield of Sorghum

XIAO JiBing^,, LIU Zhi^,, KONG FanXin, XIN ZongXu, WU HongShengInstitute of Water and Soil Conservation in Liaoning, Chaoyang 122000, Liaoning

通讯作者: 刘志,E-mail： lncyliuzh@126.com

第一联系人: 联系方式：肖继兵,E-mail： xiaojb2004@126.com。
收稿日期:2018-06-12接受日期:2018-07-16网络出版日期:2018-11-16

基金资助:

国家谷子高粱产业技术体系.CARS-06-13.5-B16

Received:2018-06-12Accepted:2018-07-16Online:2018-11-16

摘要
【目的】种植方式结合种植密度是提高旱作区作物光能利用率、增加作物产量的有效途径之一,在旱作农业生产中具有重要意义。通过研究不同种植密度和种植方式对高粱冠层结构的影响,为进一步挖掘辽西半干旱区高粱产量潜力提供理论依据。【方法】2016—2017年以酿造型高粱品种辽杂19号为试验材料,采用二因素裂区试验设计,主区为种植方式,设60 cm等行距种植（P1）和80 cm+40 cm宽窄行种植（P2）,裂区为种植密度,分别为75 000株/hm ²（D1）、105 000株/hm ²（D2）、135 000株/hm ²（D3）、165 000株/hm ²（D4）,3次重复。通过测定分析高粱群体植株形态指标、光合生理指标、地上部生物量,探究不同处理组合对高粱群体光合特性和产量形成的影响。【结果】2年间同一种植方式下,高粱籽粒产量由大到小依次为D3>D2>D4>D1。2年平均产量,P2D2处理较P1D2处理增产5.02%,P2D3处理较P1D3处理增产6.96%,P2D1处理较P1D1处理减产0.27%,2017年P2D4处理较P1D4处理减产2.55%,所有处理组合中以P2D3处理产量最高,2年平均产量为10 267.14 kg·hm ^-2。随种植密度的增加,株高、群体叶面积指数和叶向值呈增大趋势,茎粗、茎粗系数、单株叶面积、茎叶夹角、透光率、叶绿素相对含量（SPAD值）、净光合速率呈减小趋势。在D2和D3处理下,P2处理较P1处理在茎粗系数、群体叶面积指数、透光率、SPAD值、净光合速率等方面表现出一定的优势。2年平均茎粗系数,P2D2处理较P1D2处理增加2.80%,P2D3处理较P1D3处理增加9.29%。。2年平均群体叶面积指数和平均净光合速率,P2D2处理较P1D2处理分别增加3.17%和16.33%,P2D3处理较P1D3处理分别增加7.27%和17.57%。开花期和乳熟期,2年平均冠层底部透光率,P2D2处理较P1D2处理分别增加22.55%和15.81%,P2D3处理较P1D3处理分别增加37.45%和102.09%,冠层中部透光率P2D2处理较P1D2处理分别增加38.72%和8.16%,P2D3处理较P1D3处理分别增加56.59%和93.60%。开花期和乳熟期,2年平均SPAD值,P2D2处理较P1D2处理分别增加6.46%和5.41%,P2D3处理较P1D3处理分别增加8.75%和5.46%。在D2和D3处理下,2年间P2处理上层叶片相对挺直,叶面积较小,可以改善中下层叶片受光条件,下层叶片相对平展,叶面积较大,可以减少漏光损失,提高光能利用率。【结论】适当提高种植密度是提升高粱产量的关键。适宜种植密度下,宽窄行种植较等行距种植可有效改善冠层透光率,增加群体叶面积指数,扩大光合面积,提高叶片尤其是中下层叶片光合性能,是实现作物群体结构和植株个体功能协同增益和产量提高的重要途径。
关键词： 密度;种植方式;高粱;冠层结构;产量

Abstract

【Objective】 The combination of planting pattern and planting density was one of the effective ways to increase the utilization rate of light energy and to increase the yield of crops in dryland farming area, which was of great significance in dryland agricultural production. The effects of different planting densities and planting modes on the structure of sorghum canopy were studied to provide a theoretical basis for further excavating the yield potential of sorghum in the semi-arid region of western Liaoning. 【Method】 The brewed sorghum variety Liaoza 19 was used as the experimental material. Two factors split plot design was used to examine the effects of different treatments on photosynthetic characteristics of the population and yield by analyzing plant shape index, photosynthetic physiological indexes, and aboveground biomass. The main area was planted with 60 cm equal row spacing (P1) and 80 cm+40 cm wide-narrow row planting (P2), and the split area was planting density with 75 000 plants/hm ²(D1), 105 000 plants/hm ²(D2), 135 000 plants/hm ²(D3) and 165 000 plants/hm ²(D4). The experiment was repeated three times. 【Result】 In the two years, grain yield of sorghum was in turn D3>D2>D4>D1 from big to small under the same planting pattern. The average 2-year yield of P2D2 was 5.02% higher than that of P1D2, and that of P2D3 was 6.96% higher than that of P1D3, and that of P2D1 was 0.27% lower than that of P1D1, respectively. The yield of P2D4 was 2.55% lower than that of P1D4 in 2017. The yield of P2D3, which was the highest in all treatments, was 10 267.14 kg·hm ^-2. In accordance with the increase of planting density, the plant height, population leaf area index and leaf orientation value showed an increasing trend, while stem diameter, stem diameter coefficient, leaf area per plant, angle between leaf and stem, light transmittance, SPAD value and net photosynthetic rate decreased. The wide-narrow row planting had the advantages in the aspects of stem diameter coefficient, group leaf area index, light transmittance, net photosynthetic rate, SPAD value compared with equidistant row planting under D2 and D3. P2D2 increased by 2.80%, 3.17%, 16.33% compared with P1D2 and P2D3 increased by 9.29%, 7.27%, 17.57% compared with P1D3 respectively in the aspects of mean stem diameter coefficient, mean population leaf area index and mean net photosynthetic rate in the two years. In the stage of flowering and milking, P2D2 increased by 22.55%, 15.81% compared with P1D2, respectively, and P2D3 increased by 37.45%, 102.09% compared with P1D3 in the aspect of mean light transmittance at the bottom, respectively, and P2D2 increased by 38.72%, 8.16% compared with P1D2, respectively, and P2D3 increased by 56.59%, 93.60% compared with P1D3 in the aspect of mean light transmittance in the middle of the canopy, respectively, in the two years. In the stage of flowering and milking, P2D2 increased by 6.46%, 5.41% compared with P1D2, respectively, and P2D3 increased by 8.75%, 5.46% compared with P1D3 on two years' average SPAD value, respectively. Under the density of D2 and D3, the upper leave of the wide-narrow row planting was relatively straight and leaf area was lesser, which could improve the light receiving condition of the middle and lower leaves, the lower blade was relatively flat and leaf area was larger, which could reduce the loss of light leakage and improve the utilization ratio of light energy compared with equidistant row planting in the two years. 【Conclusion】Appropriate increase of planting density was the key to increase sorghum yield. Under optimum planting density, wide-narrow row planting, which was an important way to realize the synergistic gain and yield enhancement of crop population structure and plant individual function, could effectively improve canopy light transmittance, increase population leaf area index, expand photosynthetic area, and improve the photosynthetic performance of the leaves, especially the middle and lower leaves.

Keywords：planting density;planting pattern;sorghum;canopy structure;yield

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肖继兵, 刘志, 孔凡信, 辛宗绪, 吴宏生. 种植方式和密度对高粱群体结构和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2018, 51(22): 4264-4276 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.005
XIAO JiBing, LIU Zhi, KONG FanXin, XIN ZongXu, WU HongSheng. Effects of Planting Pattern and Density on Population Structure and Yield of Sorghum[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2018, 51(22): 4264-4276 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.005

0 引言

【研究意义】光合作用是作物产量形成的基础,90%以上干物质来源于光合作用^[1]。群体结构是影响冠层光能分布和作物生长发育及产量形成的重要因素^[2]。创建合理的群体结构,可以改善冠层内的光分布,提高光能利用率,增加光合产物积累,夺取作物高产^[3,4]。辽西地区光热资源丰富,高粱是该区主要杂粮作物之一,通过不同种植方式和密度构建合理群体结构,可以充分利用该区丰富的光照资源,为高粱高产栽培打下坚实的基础。【前人研究进展】冠层结构是作物群体研究的切入点,塑造合理群体结构主要在于优化群体合理的冠层结构,改善通风透光能力,提高群体光能截获率和光合性能^[5],从而构建高产群体^[6,7,8]。种植方式和密度对作物冠层结构和光合特性有重要影响^[9,10]。其中种植密度对冠层结构和功能的影响要大于其他栽培措施^[11]。一定范围内,种植密度的增加可以提高群体叶面积指数,增加冠层的光截获量,加大作物冠层的生产力,进而提高作物生物量^[12,13,14]。但过高的种植密度容易削弱中下层叶片的光照条件,造成叶片早衰,群体光合能力反而降低。在密度增加的情况下,采用适当的宽窄行种植可有效协调个体通风受光条件及营养状况,增加叶面积指数,扩大光合面积,增强群体光合势,有效改善群体通风透光能力,提高中下层叶片的光合性能,使光能在作物群体冠层内的分布更加合理,有效提高作物群体的光能利用潜力^[15,16],更好地协调作物群体和个体的关系,减少株间竞争、促进个体生长发育,是获得高产的有效途径^[3,17-18]。【本研究切入点】高粱是辽西地区主要的杂粮作物,在追求高粱高产过程中,以往研究多侧重于水肥管理利用方面,冠层结构方面多仅侧重于单一种植密度或种植方式展开研究^[19,20,21],而把二者结合起来进行高粱冠层结构方面的研究鲜见报道。辽西地区水资源短缺,但光热资源丰富,塑造合理的冠层结构,可以充分利用该区丰富的光热资源,有效提高高粱光能利用率,增加光合产物积累,提升高粱产量。【拟解决的关键问题】通过不同种植密度和种植方式下高粱冠层结构和光合性能的研究,探明二者对构建高粱合理冠层结构的影响及不同冠层结构的光合性能,提高光能利用率,挖掘旱作高粱产量潜力,为辽西地区高粱高产栽培提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在辽宁省水土保持研究所示范基地进行,该区属北温带大陆性季风气候,四季分明,温差大,年平均气温7.15℃,年平均日照时数2 800 h,10℃以上积温平均为3 220℃,无霜期150 d,年平均降水量为438.9 mm,其中70%—74%的降水集中在6—8月份。供试土壤为砂壤质褐土,2016—2017年播前0—20 cm 耕层土壤养分含量分别为有机质13.2 g·kg^-1、11.9 g·kg^-1,全氮0.78 g·kg^-1、0.69 g·kg^-1,碱解氮61 mg·kg^-1、58 mg·kg^-1,有效磷13.52 mg·kg^-1、12.80 mg·kg^-1,速效钾141 mg·kg^-1、136mg·kg^-1。2016—2017年高粱生育期间（5—9月）总降雨量分别为520.6 mm和364.2 mm,试验区高粱生育期间多年平均降雨量为382.0 mm,由此可知,2016年为丰水年,2017年为平水年。

1.2 试验设计

试验采用二因素裂区设计,主区为种植方式,分别为60 cm等行距种植（P1）和80 cm+40 cm宽窄行种植（P2）,裂区为种植密度,分别为低密度75 000株/hm²（D1）、中密度105 000株/hm²（D2）、高密度135 000株/hm²（D3）、极高密度165 000株/hm²（D4）,2016年种植密度为D1—D3,2017年种植密度为D1—D4。每小区种植12行,行长6 m,小区面积为43.2 m²,3次重复,随机排列。供试品种为辽西地区主栽的酿造型高粱品种辽杂19号,因高粱不宜重茬种植,2016年和2017年试验在相邻地块进行。每处理施肥量相同,种肥为磷酸二铵（300 kg·hm^-2,N 18%,P₂O₅ 46%）,拔节初期追施尿素（375 kg·hm^-2,N 46%）,生育期间未灌溉。2016年5月18日和2017年5月15日播种,4叶期按设计密度进行间苗和补苗,9月下旬收获,其他田间管理同正常种植。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 植株生长及形态指标在灌浆期每小区随机选取10株,测定株高、茎粗和茎粗系数（茎粗/株高×100）,同时利用量角器和直尺测定高粱冠层上部（上数第2片叶,上叶）、冠层中部（上数第5片叶,中叶）、冠层下部（上数第8片叶,下叶）叶片的叶面积（长×宽×0.75）、茎叶夹角和叶向值（LOV）。

$LOV=\sum\nolimits_{i=\text{1}}^{n}{(90{}^\circ -\theta )({{L}_{f}}/L)/n}$

式中,L_f为植株基部到叶片最高处的长度,L为叶长,θ为茎叶夹角,n为叶片数。

1.3.2 群体叶面积指数（LAI）和透光率选择晴朗无云天气,利用美国产AccuPAR LP-80植物冠层分析仪测定高粱冠层底部（距地面10 cm）群体叶面积指数和冠层底部及冠层中部（上数第5片叶）位置透光率。每小区取12个代表性样点,每样点重复测量3次,其中宽窄行种植叶面积指数和透光率取宽行和窄行的平均值。

1.3.3 叶绿素相对含量（SPAD值）利用日本产SPAD-502叶绿素仪在开花期、乳熟期选择生长发育一致、叶片无破损的植株测定高粱冠层上部（上数第2片叶）、冠层中部（上数第5片叶）、冠层下部（上数第8片叶）叶片的叶绿素相对含量。每小区取10株代表性植株,测定叶片上、中、下3个不同点的SPAD值,每片叶测量6次,取平均值。

1.3.4 叶片净光合速率（Pn）选择晴朗无云天气,在上午9：00—11：00利用美国产携带自然光源的Li-6400便携式光合测定系统,于灌浆期选择生长发育一致、叶片无破损的植株,测定高粱冠层上部（上数第2片叶）、冠层中部（上数第5片叶）、冠层下部（上数第8片叶）叶片的净光合速率,每小区取10株代表性植株,测量位置为叶片中部,每片叶重复测量3次,取平均值。

1.3.5 地上部群体生物量开花期和成熟期各取2 m²样方,鲜样在105℃烘箱中杀青30 min,70℃烘干至恒重,然后称重。

1.3.6 经济性状及产量在高粱籽粒成熟期,每小区取中间4行（14.4 m²）测产,同时每小区随机取30穗风干后考种,籽粒产量按含水量14%计。

1.4 数据处理

采用Excel 2010进行数据处理及图表制作,DPS 8.50软件进行差异显著性检验（LSD法）,显著水平（P）为5%,P<0.05为差异显著,P>0.05为差异不显著。

2 结果

2.1 不同种植方式和密度对高粱籽粒产量的影响

由表1可知,2016年P1D3处理与P1D1、P1D2处理产量差异显著,分别增产27.62%、20.08%,P2D3处理与P2D1、P2D2处理产量差异显著,分别增产46.16%、19.49%,P2D2处理较P2D1处理增产22.32%,差异显著;2017年P1D2、P1D3、P1D4处理与P1D1处理产量差异显著,分别增产24.55%、25.10%、21.72%,P2D2、P2D3、P2D4处理与P2D1处理产量差异显著,分别增产20.99%、26.37%、11.27%,P2D3处理较P2D4处理增产13.57%,差异显著。由以上分析可以看出,高粱群体产量开始随着密度的增加而增加,但密度增加到一定程度,产量呈下降趋势。2年间同一种植方式下,以D3处理产量最高,其中2016年P1D3和P2D3处理籽粒产量分别为9 625.95 kg·hm^-2和10 226.25 kg·hm^-2,2017年P1D3和P2D3处理籽粒产量分别为9 572.47 kg·hm^-2和10 308.02 kg·hm^-2。

Table 1
表1
表1高粱不同群体产量及构成因素
Table 1Yield and yield components in different populations of sorghum

年份 Year	种植方式 Planting pattern	种植密度 Planting density	穗粒数 Kernels per panicle	千粒重 1000-kernel weight (g)	籽粒产量 Yield (kg·hm^-2)
2016	P1	D1	3606.67±323.60a	29.40±1.23a	7542.75±426.00b
		D2	2802.20±320.72b	27.36±1.24b	8016.40±688.65b
		D3	2751.23±457.81b	25.49±1.11c	9625.95±661.55a
	P2	D1	3053.80±477.59a	30.66±1.17a	6996.75±841.78c
		D2	2954.26±321.70a	27.73±2.09b	8558.20±424.98b
		D3	2798.21±143.08a	26.37±0.95b	10226.25±558.26a
2017	P1	D1	3877.89±314.24a	31.23±1.65a	7652.06±708.37b
		D2	3095.85±205.82b	30.77±2.04a	9530.32±402.64a
		D3	2416.57±301.10c	30.33±1.69a	9572.47±290.35a
		D4	2193.38±270.08c	27.18±0.62b	9313.73±180.34a
	P2	D1	3926.45±151.60a	30.85±1.23a	8156.76±345.64c
		D2	3146.02±310.18b	29.43±1.13a	9868.54±763.05ab
		D3	2604.21±186.15c	29.95±1.28a	10308.02±1034.85a
		D4	2128.65±206.24d	26.27±1.54b	9076.39±412.16b

Data are means ± SE. Values followed by different letters in the same column are significantly different at P<0.05. The same as below
数据为平均值±标准误。同一列不同字母的值在5%水平上差异显著,下同

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2016—2017年,在D2处理下,宽窄行种植（P2）处理较等行距种植（P1）处理分别增产6.76%、3.55%,在D3处理下,P2处理较P1处理分别增产6.24%、7.68%,在D1处理下,P2处理较P1处理分别减产7.24%和增产6.60%,2年平均表现为减产效果,在D4处理下,P2处理较P1处理减产2.55%。

2.2 不同种植方式和密度对高粱群体生物量的影响

植株群体生物量是产量形成的基础。由图1可知,高粱地上部群体生物量随密度的增加呈先增加后下降的趋势。开花期,D2处理群体生物量最大,其中P1处理下,D2处理与D1、D4处理差异显著;P2处理下,D2、D3、D4处理与D1处理差异显著。成熟期,同一种植方式下均以D3处理生物量最大,其次为D2处理。其中P1处理下,D3处理生物量与D1、D2、D4处理差异显著,较3个处理分别增加13.29%、6.39%、7.40%;P2处理下,D3处理生物量与D1、D4处理差异显著,较2个处理分别增加10.37%、8.08%。同一密度不同种植方式间群体生物量表现为P2D2、P2D3处理较P1D2、P1D3处理分别增加2.44%、0.34%。

图1

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图12017年不同种植方式和密度对高粱群体生物量的影响

Fig. 1Effect of different planting pattern and density on sorghum biomass in 2017

2.3 不同群体冠层结构

2.3.1 不同种植方式和密度对植株生长的影响从表2可以看出,2016年P1和P2处理下,D2、D3处理与D1处理株高、茎粗、茎粗系数差异显著,株高较D1处理分别增加7.80%、11.81%和7.62%、12.03%,茎粗分别减小14.62%、22.31%和16.54%、20.22%,茎粗系数分别减小20.98%、30.77%和22.52%、29.14%;2017年P1和P2处理下,D2、D3、D4处理与D1处理株高、茎粗、茎粗系数差异显著,株高较D1处理分别增加8.14%、14.08%、12.73%和5.36%、8.54%、12.15%,茎粗分别减小9.55%、20.00%、25.00%和10.00%、16.36%、21.36%,茎粗系数分别减小15.83%、30.00%、34.17%和14.88%、23.14%、29.75%。可见,同一种植方式下随着密度的增加,高粱株高呈增加趋势,茎粗和茎粗系数呈减小趋势。同一密度不同种植方式间,P2处理株高低于P1处理,茎粗系数大于P1处理,宽窄行种植一定程度上可以提高高粱植株抗倒伏能力。

Table 2
表2
表2不同种植方式和密度对高粱生长的影响
Table 2Effect of different planting pattern and density on growth of sorghum

年份 Year	种植方式 Planting pattern	种植密度 Planting density	株高 Plant height (cm)	茎粗 Stem diameter (cm)	茎粗系数 Stem diameter coefficient (%)	叶面积Leaf area (cm²)
年份 Year	种植方式 Planting pattern	种植密度 Planting density	株高 Plant height (cm)	茎粗 Stem diameter (cm)	茎粗系数 Stem diameter coefficient (%)	上叶 Upper leaf	中叶 Middle leaf	下叶 Lower leaf	平均 Average
2016	P1	D1	182.0±4.24b	2.60±0.17a	1.43±0.11a	428.67±9.19a	643.83±20.80a	727.42±21.13a	599.97a
		D2	196.2±2.06a	2.22±0.07b	1.13±0.04b	380.08±20.36b	626.54±10.32a	701.88±25.25b	569.50b
		D3	203.5±2.75a	2.02±0.12b	0.99±0.05b	335.88±16.70c	626.96±8.30a	685.30±12.63b	549.38c
	P2	D1	181.2±4.00b	2.72±0.22a	1.51±0.08a	360.79±29.49a	698.34±16.04a	712.75±23.38a	590.63a
		D2	195.0±4.81a	2.27±0.07b	1.17±0.05b	360.71±24.64a	684.59±11.12a	714.34±22.61a	583.21a
		D3	203.0±4.19a	2.17±0.13b	1.07±0.08b	318.38±14.67b	646.46±22.41b	690.58±17.56b	545.14b
2017	P1	D1	185.4±6.40c	2.20±0.06a	1.20±0.09a	463.71±32.56a	726.86±16.82a	711.55±27.50a	634.04a
		D2	200.5±5.40b	1.99±0.03b	1.01±0.06b	429.58±31.67b	697.48±13.94b	653.39±17.06b	593.48b
		D3	211.5±1.60a	1.76±0.03c	0.84±0.01c	377.98±26.47c	646.90±22.31c	577.32±21.64c	534.07c
		D4	209.0±5.50a	1.65±0.09c	0.79±0.02c	395.12±12.60c	656.66±25.86c	570.30±17.23c	540.69c
	P2	D1	182.7±5.70c	2.20±0.11a	1.21±0.02a	439.24±5.68a	774.24±26.61a	743.38±19.56a	652.28a
		D2	192.5±5.30b	1.98±0.14b	1.03±0.10b	421.44±19.73ab	699.26±13.07b	685.58±16.70b	602.09b
		D3	198.3±1.90ab	1.84±0.11bc	0.93±0.06bc	368.60±7.40c	689.25±15.47b	669.39±13.32b	575.74c
		D4	204.9±5.70a	1.73±0.13c	0.85±0.08c	393.08 ±14.22bc	664.59±11.92c	608.40±14.17c	555.36d

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同一种植方式下,不同密度处理单株各叶位平均叶面积随密度的增加而减小。其中2016年P1处理下,D2、D3处理与D1处理各叶位平均叶面积差异显著,分别减小5.08%、8.43%。P2处理下,D3处理平均叶面积与D1、D2处理差异显著,分别减小7.70%、6.53%;2017年P1和P2处理下,D2、D3、D4处理与D1处理各叶位平均叶面积差异显著,分别减小6.40%、15.77%、14.72%和7.69%、11.73%、14.86%。2年间,同一密度不同种植方式间,宽窄行种植（P2）处理上叶叶面积小于等行距种植（P1）处理,中叶和下叶叶面积大于P1处理（2016年P2D1处理下叶除外）。

2.3.2 不同种植方式和密度对植株形态的影响茎叶夹角和叶向值是决定群体透光和受光姿态的重要指标,对作物的光合作用有重要影响。茎叶夹角越小或叶向值越大,则叶片越上挺,其中叶向值更能准确反映叶片的上挺程度。

由表3可知,2016年P1处理下,D3处理平均茎叶夹角较D1处理减小15.05%,差异显著,D2、D3处理平均叶向值与D1处理差异显著,分别增加14.22%、21.38%。P2处理下,各处理平均茎叶夹角和叶向值差异均不显著;2017年P1处理下,D4处理平均茎叶夹角与D1、D2、D3处理差异显著,分别减小19.56%、16.14%、13.10%,D3、D4处理平均叶向值与D1处理差异显著,分别增加20.33%、32.83%。P2处理下,各处理平均茎叶夹角差异不显著,D2、D3、D4处理平均叶向值与D1处理差异显著,分别增加32.61%、35.24%、62.94%,D4处理较D2处理增加22.87%,差异显著。同一种植方式下,随着密度的增加,茎叶夹角和叶向值分别呈减小和增大趋势,说明在密度增大的情况下,植株可以自动调节叶片的上挺程度,从而使叶片处于最佳的受光位置。

Table 3
表3
表3不同种植方式和密度下高粱植株形态特征
Table 3Plant character of sorghum under different planting pattern and density

年份 Year	种植方式 Planting pattern	种植密度 Planting density	茎叶夹角Stem-leaf angle (°)				叶向值Leaf orientation value
年份 Year	种植方式 Planting pattern	种植密度 Planting density	上叶 Upper leaf	中叶 Middle leaf	下叶 Lower leaf	平均 Average	上叶 Upper leaf	中叶 Middle leaf	下叶 Lower leaf	平均 Average
2016	P1	D1	53.00±3.84a	34.22±3.75a	27.78±0.96a	38.33a	16.24±2.10a	28.88±3.05a	27.67±3.50b	24.27b
		D2	46.55±1.54a	31.44±2.50ab	26.78±4.29a	34.92ab	17.56±4.83a	30.26±4.12a	35.33±2.85a	27.72a
		D3	45.78±2.80a	27.78±4.81b	24.11±3.89a	32.56b	19.49±3.57a	32.00±2.67a	36.88±1.74a	29.46a
	P2	D1	43.45±1.58a	34.89±2.04a	33.78±4.22a	37.37a	20.56±1.35a	27.70±4.43b	30.03±4.17a	26.10a
		D2	42.78±1.92a	30.89±1.35ab	30.56±5.85a	34.74a	20.69±1.69a	34.66±3.52a	32.66±1.23a	29.34a
		D3	42.56±3.37a	27.78±4.19b	29.22±5.74a	33.18a	19.65±1.34a	33.32±2.08ab	33.25±2.76a	28.74a
2017	P1	D1	54.67±5.24a	32.67±6.33a	35.33±2.73a	40.89a	10.03±2.91a	22.23±2.97b	17.88±3.31b	16.72b
		D2	55.11±6.55a	29.55±7.20ab	33.00±3.51ab	39.22a	10.98±3.08a	24.39±0.92ab	21.82±5.08ab	19.06ab
		D3	52.11±7.90a	32.00±4.04a	29.45±2.67bc	37.85a	13.01±3.54a	23.25±3.50ab	24.10±2.30a	20.12a
		D4	43.00±7.87b	27.11±1.35b	28.56±2.01c	32.89b	14.79±1.15a	27.86±2.78a	23.98±2.18a	22.21a
	P2	D1	53.22±5.19a	29.98±2.11a	35.78±3.95a	39.66a	11.57±3.75b	16.61±1.45b	16.35±3.68b	14.84c
		D2	46.22±4.88a	28.78±3.53a	35.00±2.85a	36.67a	16.08±4.94ab	23.19±4.70a	19.77±2.29ab	19.68b
		D3	45.55±4.02a	28.33±2.00a	30.78±4.53b	34.89a	16.61±3.57ab	23.37±2.87a	20.23±2.41ab	20.07ab
		D4	45.00±3.38a	28.45±1.95a	31.33±3.21ab	34.93a	20.95±4.03a	26.89±4.99a	24.70±2.72a	24.18a

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2年间,同一密度不同种植方式间,上叶茎叶夹角P2处理小于P1处理（2017年P2D4处理除外）,叶向值P2处理大于P1处理;下叶茎叶夹角P2处理大于P1处理,叶向值P2处理小于P1处理（2016年P2D1处理和2017年P2D4处理除外）;中叶茎叶夹角和叶向值变化规律不明显。说明适宜密度下（D2和D3处理）,宽窄行种植（P2）处理群体上层叶片相对上冲挺直,可使群体中下层叶片受光条件相对较好,一定程度上减缓了群体密度增加造成个体受光变差的问题;群体下层叶片相对平缓,可以增加对光的截获,提高光能利用率。

2.3.3 不同种植方式和密度对群体叶面积指数（LAI）的影响群体叶面积指数（LAI）是反映高粱群体结构的重要指标之一。由图2可知,拔节期到开花期,群体LAI迅速增加并达到最大,之后随着生育进程的推进,群体LAI逐渐下降。同一种植方式下,随着密度的增加,各时期群体LAI总体呈显著增加趋势（2016年成熟期除外）。

图2

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图2不同种植方式和密度对群体叶面积指数的影响

Fig. 2Effect of different planting pattern and density on LAI

同一密度不同种植方式间,2016年拔节期群体叶面积指数P2D1处理较P1D1处理减小5.33%,P2D2、P2D3处理较P1D2、P1D3处理分别增加4.97%、17.61%;开花期P2D1、P2D2处理较P1D1、P1D2处理分别减小4.94%、1.63%,P2D3处理较P1D3处理增加13.44%;乳熟期P2D1、P2D2、P2D3处理较P1D1、P1D2、P1D3处理分别增加0.93%、2.10%、6.56%;成熟期P2D1处理较P1D1处理减小12.21%,P2D2、P2D3处理较P1D2、P1D3处理分别增加10.24%、12.32%。2017年拔节期群体叶面积指数P2D3处理较P1D3处理减小0.25%,P2D1、P2D2、P2D4处理较P1D1、P1D2、P1D4处理分别增加21.28%、4.68%、5.37%;开花期、乳熟期、成熟期群体叶面积指数,P2D1、P2D2、P2D3处理较P1D1、P1D2、P1D3处理均有不同程度增加,P2D4处理较P1D4处理均不同程度减小。2年间,适宜密度下（D2和D3处理）,P2处理较P1处理可一定程度提高群体平均LAI,扩大光合面积,增加群体内光截获率,增加生物量。这可能是由于P2处理的光照和气体条件优势,给叶片充分的发展空间有关。

2016年,由开花期到成熟期,P1D1、P1D2、P1D3处理和P2D1、P2D2、P2D3处理叶面积指数降幅分别为22.12%、31.60%、33.44%和28.08%、23.34%、34.10%;2017年P1D1、P1D2、P1D3、P1D4处理和P2D1、P2D2、P2D3、P2D4处理叶面积指数降幅分别为15.87%、23.82%、27.12%、29.77%和20.37%、21.14%、25.37%、28.94%。可见,随着密度增加,群体LAI降幅呈增大趋势,这是由于随着密度增大,植株个体间对环境因子竞争加剧,同时叶片间相互遮挡严重,致使群体中下层叶片衰老加快,因此群体LAI降幅随密度增加呈增大趋势,说明过高密度条件下,冠层结构不尽合理。2年间,适宜密度下（D2处理）,宽窄行种植（P2）处理较等行距种植（P1）处理可以减缓群体LAI下降幅度。

2.3.4 不同种植方式和密度对冠层透光率的影响光合有效辐射透光率是反映冠层透光状况的指标。从图3可以看出,2016年冠层底部透光率,P1处理下,开花期D2、D3处理与D1处理差异显著,分别减小44.81%、57.14%,乳熟期各处理差异不显著。P2处理下,开花期D2、D3处理与D1处理差异显著,分别减小28.36%、37.72%,乳熟期各处理差异不显著;2016年冠层中部透光率,P1处理下,开花期D3处理较D1处理减小67.43%,差异显著,乳熟期D3处理与D1、D2处理差异显著,分别减小74.31%、60.00%。P2处理下,开花期D2、D3处理与D1处理差异显著,分别减小58.82%、46.43%,乳熟期各处理透光率差异不显著。2017年冠层底部透光率,P1处理下,开花期D4处理较D2处理减小61.34%,差异显著,乳熟期D3、D4处理与D1处理差异显著,分别减小82.90%、73.73%。P2处理下,开花期各处理底层透光率差异不显著,乳熟期D4处理较D1处理减小74.50%,差异显著;2017年冠层中部透光率,P1处理下,开花期D2、D3、D4处理与D1处理差异显著,分别减小67.09%、70.26%、74.62%,乳熟期D3、D4处理较D1处理分别减小70.07%、74.50%,较D2处理分别减小73.79%、77.67%,差异均显著。P2处理下,开花期D3、D4处理较D1处理分别减小59.73%、56.53%,较D2处理分别减小52.81%、49.06%,差异均显著,乳熟期D4处理较D2处理减小69.18%,差异显著。由以上分析可以看出,同一种植方式下,随着密度的增加,冠层底部和中部透光率呈显著降低的趋势,表现出与LAI相反的变化规律。可见,随着密度的增加,茎叶夹角和叶向值虽然能够自动调节并改善透光率,但其调节程度远不及密度对透光率的影响。

图3

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图3不同种植方式和密度对冠层透光率的影响

Fig. 3Effect of different planting pattern and density on percent transmission of canopy

同一密度不同种植方式间,2016年冠层底部透光率,开花期和乳熟期P2D1、P2D2、P2D3处理较P1D1、P1D2、P1D3处理分别增加11.04%、44.12%、61.36%和52.86%、12.24%、37.06%;冠层中部透光率,开花期和乳熟期P2D1、P2D2处理较P1D1、P1D2处理分别增加39.80%、6.49%和减小27.48%、3.68%,P2D3处理较P1D3处理分别增加129.97%和48.76%。2017年冠层底部透光率,开花期和乳熟期P2D2、P2D3处理较P1D2、P1D3处理分别增加7.14%、12.60%和18.96%、194.93%,P2D1、P2D4处理较P1D1、P1D4处理分别增加12.17%、14.13%和减小13.51%、16.04%;冠层中部透光率,开花期和乳熟期P2D1处理较P1D1处理分别减小30.60%和8.87%,P2D2、P2D4处理较P1D2、P1D4处理分别增加80.00%、18.86%和19.71%、65.22%,P2D3处理较P1D3处理分别减小6.03%和增加160.37%。2年间,适宜密度下（D2和D3处理）,宽窄行种植（P2）处理较等行距种植（P1）处理均可增加冠层底部透光率。

2.4 不同群体冠层光合性能

2.4.1 不同种植方式和密度对叶片SPAD值的影响叶绿素含量是反映叶片生理活性的重要指标之一,叶片SPAD值可以反映叶片中叶绿素相对含量。从图4可以看出,2016年P1处理下,开花期D2、D3处理各叶位叶片平均SPAD值与D1处理差异显著,分别减小11.15%、15.87%,乳熟期D3处理较D1处理减小12.01%,差异显著。P2处理下,开花期和乳熟期D3处理各叶位叶片平均SPAD值与D1处理差异显著,分别减小10.07%和14.21%;2017年P1处理下,开花期D2、D3、D4处理各叶位叶片平均SPAD值与D1处理差异显著,分别减小15.02%、20.35%、23.65%,D4处理较D2处理减小10.16%,差异显著,乳熟期D2、D3、D4处理与D1处理差异显著,分别减小14.34%、20.33%、20.06%,D3、D4处理与D2处理差异显著,分别减小6.99%、6.68%。P2处理下,开花期D3、D4处理与D1处理差异显著,分别减小15.21%、20.74%,D4处理较D2处理减小13.92%,差异显著,乳熟期D2、D3、D4处理与D1处理差异显著,分别减小6.39%、12.40%、21.37%,D4处理与D2、D3处理差异显著,分别减小16.01%、10.24%。由以上分析可以看出,同一种植方式下,随着密度的增大,各叶位叶片平均SPAD值呈显著降低趋势。

图4

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图4不同种植方式和密度对SPAD值的影响

Fig. 4Effect of different planting pattern and density on SPAD

同一密度不同种植方式间,2016年开花期和乳熟期,P2D1、P2D2、P2D3处理各叶位叶片平均SPAD值较P1D1、P1D2、P1D3处理分别增加7.94%、9.46%、15.38%和7.98%、5.75%、5.27%;2017年开花期和乳熟期,P2D2、P2D3处理较P1D2、P1D3处理分别增加3.14%、1.34%和5.03%、5.67%,P2D1、P2D4处理各叶位叶片平均SPAD值较P1D1、P1D4处理分别减小4.80%、1.18%和3.89%、5.46%。2年间,适宜密度下（D2和D3处理）,宽窄行种植（P2）处理较等行距种植（P1）处理可提高各叶位叶片平均SPAD值,同时,P2D2和P2D3处理各叶位叶片SPAD值高于P1D2和P1D3处理（2016年乳熟期P2D2处理中叶除外）。

2.4.2 不同种植方式和密度对叶片净光合速率的影响高粱叶片的净光合速率反映叶片的瞬时光合作用强度,与叶龄和光照等情况有关。由图5可知,2016年P1处理下,D2、D3处理各叶位叶片平均净光合速率与D1处理差异显著,分别减小17.90%、33.45%,D3处理较D2处理减小18.95%,差异显著。P2处理下,D2、D3处理与D1处理差异显著,分别减小13.21%、22.11%;2017年P1和P2处理下,D2、D3、D4处理各叶位叶片平均净光合速率与D1处理差异显著,分别减小20.17%、31.79%、41.04%和7.70%、28.44%、50.72%,D3、D4处理与D2处理差异显著,分别减小14.56%、26.15%和22.47%、46.61%,D4处理较D3处理分别减小13.57%和31.13%,差异显著。可见,同一种植方式下,随着密度的增加,叶片净光合速率显著下降。因此,生产中在增大群体的同时必须考虑对单株生产力的削弱作用,只有综合两者,才能使群体产量达到最高。

图5

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图5不同种植方式和密度对叶片净光合速率的影响

Fig. 5Effect of different planting pattern and density on net photosynthetic rate

同一密度不同种植方式间,2016年P2D2、P2D3处理各叶位叶片平均净光合速率较P1D2、P1D3处理分别增加3.61%、14.73%,P2D1处理各叶位叶片平均净光合速率较P1D1处理减小1.98%;2017年P2D1、P2D2、P2D3处理各叶位叶片平均净光合速率较P1D1、P1D2、P1D3处理分别增加15.54%、33.58%、21.22%,P2D4处理各叶位叶片平均净光合速率较P1D4处理减小3.42%。2年间,适宜密度下（D2和D3处理）,宽窄行种植（P2）处理较等行距种植（P1）处理可提高各叶位叶片平均净光合速率,同时,P2D2和P2D3处理各叶位叶片净光合速率高于P1D2和P1D3处理。

3 讨论

3.1 种植方式对产量和冠层结构的影响

已有研究表明,采用适宜宽窄行种植较等行距种植,可使植株形态得到优化,增大群体叶面积指数,增加冠层透光率^[3,22-23],提高叶绿素含量、净光合速率和光能利用率^[1,24],是高密度下获得高产的有效途径^{[1,3,20,22-25]}。本研究表明,在D2和D3处理下,80 cm+40 cm宽窄行种植较60 cm等行距种植表现出一定的增产效果。其中在叶片形态结构方面,P2D2和P2D3处理上叶叶面积分别小于P1D2和P1D3处理,叶向值大于P1D2和P1D3处理,叶片相对挺直,使群体中下层叶片受光条件相对较好,可延缓中下层叶片衰老,增加叶绿素含量,提高叶片净光合速率。P2D2和P2D3处理下叶叶面积大于P1D2和P1D3处理,叶向值小于P1D2和P1D3处理,叶片相对平展,可增加光截获量。2年间,适宜密度下（D2和D3处理）,宽窄行种植（P2）处理较等行距种植（P1）处理表现出较高的叶面积指数,适宜的透光率,较高的叶绿素含量和净光合速率,使高粱群体形成了高光效的冠层结构,增加了群体生物量,有利于产量潜力的发挥。这可能是由于宽窄行种植改善了高粱群体的通风透光条件,延缓了中下层叶片的早衰,给叶片充分的发展空间,促进了高粱叶片的良好生长所致。

宽窄行种植的优势主要体现在密植情况下能够改善植株间互相遮光不透气的不良状况和优化群体植株的冠层结构,改善光合生产环境,从而获得增产^[20,26]。辽杂19号高粱推荐种植密度为105 000株/hm²（D2）,D1处理低于该品种推荐种植密度,密度过低,宽窄行种植具有的通风透光条件好、增加群体LAI和改善光合生理特性等的优势未能充分发挥;D4处理下,2017年宽窄行种植较等行距种植表现为减产效果,这是由于高密度条件下,植株个体间已对环境资源竞争激烈,此时如采取宽窄行种植,则40 cm窄行距可能会进一步加剧植株间对光能和养分等环境资源的竞争^[27],超出了宽窄行种植改善密植带来的通风透光不良和调控群体结构的范围,不利于产量的提高。

3.2 种植密度对产量和冠层结构的影响

已有研究表明,种植密度对高粱产量及其构成因素具有明显调控作用,一定范围内,产量开始随种植密度的增加而增加,当密度达到一定水平后,再增加密度产量呈下降趋势^[19,21]。本研究表明,密度由D1处理到D3处理,产量呈增加趋势,再增加密度,产量呈下降趋势,其中D3处理产量最高,其次为D2处理。种植密度是协调群体与个体最有效的措施^[28],低密度条件下虽然个体发育良好,但群体LAI小,光能利用率低,限制了源的生产;而密度超过一定限度,叶面积指数过大,高粱生长中后期植株互相遮荫严重,冠层中下部通风透光不良,光照环境恶化,叶片早衰黄枯,破坏了群体与个体发育的平衡关系,导致光合速率显著降低,群体生物量显著减少。同时随着密度的增加,个体间对光照、水肥等营养竞争加剧,植株叶片间相互遮荫拥挤严重,通风透光不良,植株个体发育受到抑制,使得高粱茎秆变细,茎粗系数减小,植株生长表现为又高又细,增加了倒伏的几率,不利于产量的提高。高密度条件下,穗粒数和粒重显著降低,群体产量潜力的提升由于植株个体间的竞争加剧而受到很大的限制,最终导致籽粒产量显著下降。

增加产量最直接有效的途径是增加种植密度^[1,29]。低密度下个体发育良好,但群体冠层叶面积指数较小,光能损失严重,必然造成产量降低。密度过高,虽然收获穗数多,但群体叶片郁闭,光环境恶化,叶片净光合速率显著降低,致使产量较低。采用适宜的种植密度可以构建合理的群体结构,保持合理的群体叶面积指数,提高光能利用率,提升群体物质生产能力,同时可协调穗数、穗粒数和粒重的关系^[30]。

虽然2年间高粱生育期降雨量差异较大,但P2D2、P2D3处理较P1D2、P1D3处理均表现出不同程度的增产效果,P2D1处理较P1D1处理在丰水年（2016年）未表现出增产效果,在平水年（2017年）表现增产。同一处理（同一种植方式和密度）丰水年较平水年并未表现出明显增产效果,这可能一方面与降雨分布有关,另一方面与高粱抗旱性强,生育期需水量相对较少有关。光合作用是产量形成的基础,其中群体光合速率比单叶光合速率能更有效地说明光合作用与产量的关系^[31],本试验由于条件所限,仅测定了单叶净光合速率,以此来说明光合作用与产量的关系可能不很充分。

4 结论

合理的种植密度和种植方式是发挥群体生产力的基础,是实现作物群体结构和植株个体功能协调增益、提高产量的重要途径。本试验条件下,辽杂19号高粱同一种植方式下不同种植密度以D3（135 000株/hm²）处理产量最高,2年平均产量,P1D3（60 cm等行距种植、密度135 000 株/hm²）和P2D3（80 cm +40 cm宽窄行种植、密度135 000 株/hm²）处理分别为9 599.21 kg·hm^-2和10 267.14 kg·hm^-2,其次为D2（105 000株/hm²）处理,D1（75 000 株/hm²）处理产量最低。随着密度的增加,植株茎叶夹角、光合生理指标及群体透光率呈减小趋势,叶向值和群体叶面积指数呈增大趋势。2年间,在D2和D3处理下,宽窄行种植较等行距种植表现出适宜的透光率、较高的叶面积指数、叶绿素含量和净光合速率。2年平均产量,P2D2、P2D3（80 cm +40 cm宽窄行种植）处理分别为9 213.37 kg·hm^-2、10 267.14 kg·hm^-2,较P1D2、P1D3（60 cm等行距种植）处理分别增产5.02%、6.96%。

（责任编辑杨鑫浩）

参考文献原文顺序
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杨吉顺, 高辉远, 刘鹏, 李耕, 董树亭, 张吉旺 . 种植密度和行距配置对超高产夏玉米群体光合特性的影响
作物学报, 2010,36(7):1226-1233.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2010.01226 URL Magsci [本文引用: 4]

<div>在67 500株 hm-2、90 000株hm-2和112 500株hm-2等3个种植密度条件下，研究了密度和行距配置对超高产夏玉米品种登海701产量和群体光合特性的影响。结果表明，随密度增加，籽粒产量、叶面积指数(LAI)、光合有效辐射(PAR)上层截获率、群体光合(CAP)和群体呼吸(CR)、干物质积累量均提高；而叶绿素含量、穗位叶层和下层PAR截获率则降低。在67 500株 hm-2下，宽窄行与等行距处理相比无显著优势。但在90 000株 hm-2和112 500株 hm-2密度下，80 cm+40 cm行距处理的产量、叶面积指数(LAI)、叶绿素含量、穗位叶层的PAR截获率、花后群体光合速率(CAP)平均值均显著高于其他行距处理(等行距、70 cm+50 cm和90 cm+30 cm)；而群体呼吸速率与光合速率的比值(CR/TCAP)则显著低于其他行距处理。说明在较高密度条件下，80 cm+40 cm的宽窄行配置有助于扩大光合面积、增加穗位叶层的光合有效辐射、提高群体光合速率、减少群体呼吸消耗，从而提高籽粒产量。</div>

YANG J

, GAO H

, LIU

, LI

, DONG S

, ZHANG J

. Effects of planting density and row spacing on canopy apparent photosynthesis of high-yield summer corn
Acta Agronomica Sinica, 2010,36(7):1226-1233. (in Chinese)

DOI:10.3724/SP.J.1006.2010.01226 URL Magsci [本文引用: 4]

章家恩 . 作物群体结构的生态环境效应及其优化探讨
生态科学, 2000,19(1):30-35.

DOI:10.3969/j.issn.1008-8873.2000.01.005 URL [本文引用: 1]

作物群体结构具有重要的生态学意义.在农田生态系统中,不同的群体结构可形成不同的辐射场、风场以及农田的小气候环境特征.文章对主要的作物群结构参数(如株高、茎粗、叶面积指数、叶倾角、叶方位角等)所产生的生态环境效应进行了探讨,并总结了理想作物群体结构构建的标准与途径.

ZHANG J

. Discussion on the eco-environmental effects of crop community structure and its optimization
Ecologic Science, 2000,19(1):30-35. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1008-8873.2000.01.005 URL [本文引用: 1]

作物群体结构具有重要的生态学意义.在农田生态系统中,不同的群体结构可形成不同的辐射场、风场以及农田的小气候环境特征.文章对主要的作物群结构参数(如株高、茎粗、叶面积指数、叶倾角、叶方位角等)所产生的生态环境效应进行了探讨,并总结了理想作物群体结构构建的标准与途径.

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齐华, 梁熠, 赵明, 王敬亚, 吴亚男, 刘明 . 栽培方式对玉米群体结构的调控效应
华北农学报, 2010,25(3):134-139.

DOI:10.7668/hbnxb.2010.03.029 URL Magsci [本文引用: 4]

研究了不同栽培方式对春玉米群体结构调控效益的影响,旨在通过栽培方式的调控,构建合理的玉米冠层微环境,提高群体生产力,为玉米高产实践提供理论依据。试验结果表明:合理的宽窄行搭配(Tr3:76 cm×38 cm)与等行距种植相比较,株型下部平展,上部叶片紧凑,使玉米植株形态得到优化,有利于光的截获和光能的利用。增强了群体内的通风透光能力,在宽行和窄行测定中Tr3穗位下层的透光率分别比等行种植高76.1%和25.7%,穗位层的透光率与等行相比也有显著差异,辐射分布得到改善,尤其是增加了植株中下部的透光率,提高光能利用率;冠层内CO2浓度表现为穗位上部>穗位下部>穗位中部,宽窄行与等行距种植在穗位及穗位下层的CO2分布存在差异且达到显著水平。叶绿素、叶面积指数、光合势在花后维持在一个较高水平且后期下降缓慢,成熟期干物质积累量高于其他处理;而同为宽窄行处理,Tr1和Tr2由于空间水平结构配置不合理,个体间竞争激烈,导致光和CO2分布不合理,持绿性降低,叶片衰老加快,干物质积累不足,最终导致产量较低。

, LIANG

, ZHAO

, WANG J

, WU Y

, LIU

. The effects of cultivation ways on population structure of maize
Acta Agriculturae Boreali-Sinica, 2010,25(3):134-139. (in Chinese)

DOI:10.7668/hbnxb.2010.03.029 URL Magsci [本文引用: 4]

吕丽华, 陶洪斌, 夏来坤, 张雅杰, 赵明, 赵久然, 王璞 . 不同种植密度下的夏玉米冠层结构及光合特性
作物学报, 2008,34(3):447-455.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2008.00447 URL Magsci [本文引用: 1]

研究了种植密度对夏播玉米(CF008、郑单958和金海5号）冠层结构及光合特性的影响，目的是通过密度调控，构建高效冠层，发挥品种潜力，同时确立不同夏玉米品种高产高效冠层的定量化技术指标。结果表明，3个夏玉米品种均在中或低密度下（CF008为9.75和11.25万株 hm-2，郑单958为8.25和9.75万株 hm-2，金海5号为6.75和8.25万株 hm-2）构建的冠层较合理，冠层光合性能较高。冠层内透光率、叶夹角、茎粗、叶绿素相对含量（SPAD值）和净光合速率（Pn）均随着密度的增加而降低，说明高密度易造成群体内光分布不合理，导致光合性能的降低。灌浆中期前群体光合势（LAD）和叶面积指数（LAI）均表现为中或高密度条件下较高，而后为中或低密度下较高，并且吐丝后LAD所占比率为中或低密度处理显著高于高密度处理，说明高密度条件下冠层结构不合理，造成生育后期叶片提早衰老。在中或低密度下，群体穗位层透光率较大，吐丝期和灌浆中期分别为13.4%~19.45%和16.19%~21.48%；叶面积发展动态较为合理，吐丝期LAI达5.59~6.75，成熟期仍然保持在2.24~3.68，尤其中上层叶片LAI高值持续期较长；吐丝期中上层叶片Pn达到33.6~43.8 μmol CO2 m-2 s-1；吐丝后的群体LAD较高，特别是中密度下LAD达172.01~235.91 m2 d m-2，后期光合面积持续时间较长，更有利于玉米产量的提高。

Lü L

, TAO H

, XIA L

, ZHANG Y

, ZHAO

, ZHAO J

, WANG

. Canopy structure and photosynthesis traits of summer maize under different planting densities
Acta Agronomica Sinica, 2008,34(3):447-455. (in Chinese)

DOI:10.3724/SP.J.1006.2008.00447 URL Magsci [本文引用: 1]

郑洪建, 董树亭, 王空军, 郭玉秋, 胡昌浩, 张吉旺 . 生态因素对玉米品种产量影响及调控的研究
作物学报, 2001,27(6):862-868.

DOI:10.3321/j.issn:0496-3490.2001.06.029 URL Magsci [本文引用: 1]

通过播期、覆膜调控,研究了不同生态条件下不同类型玉米品种的生长发育和产量表现,应用数理统计方法对生态因子与产量的关系进行了深入分析.试验结果如下:不同生态条件下玉米产量差异达极显著水平.品种间产量差异不显著,适宜条件下不同类型高产玉米品种都能发挥高产潜力.高产条件下覆膜作用不明显,在产量水平较低的德州覆膜增

ZHENG H

, DONG S

, WANG K

, GUO Y

, HU C

, ZHANG J

. Effects of ecological factors on maize (Zea mays L.) yield of different varieties and corresponding regulative measure.
Acta Agronomica Sinica, 2001,27(6):862-868. (in Chinese)

DOI:10.3321/j.issn:0496-3490.2001.06.029 URL Magsci [本文引用: 1]

DONG

, HU

, YUE

. The characteristics of canopy photosynthesis of summer corn (Zea mays) and its relation with canopy structure and ecological conditions.
Acta Phytoecologica Et Geobotanica Sinica, 1992,16(4):372-378.

URL [本文引用: 1]

The present study was carried out during 1989—1990 in high yield summer corn field. The results were as follows:Diural course of canopy apparent photosynthesis (CAP) rate was a unimedal curve(11:00—12:00). The relationship between light intensity and CAP rate showed rectangular hyperbola. The light compensition point of CAP was about 4000 Lx. No light saturation point observed under field condition. CAP increased with CO2 concentration from 50 to 900ppm. The ratio of CO2 assimilated to that released from the soil was 11.68% througout growth period. Photosynthetic rate of ear leaf was higher than the sixth leaf and the leaf next to the top leaf when leaf was expose fully to light, but there was no difference among cultivares and plant densities. Leaf photosynthetic rate was in the order of top leaves>middle leaves>base leaves under natural state and vertical leaf type cultivar>horizonal under high density condition.

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吕丽华, 赵明, 赵久然, 陶洪斌, 王璞 . 不同施氮量下夏玉米冠层结构及光合特性的变化
中国农业科学, 2008,41(9):2624-2632.

[本文引用: 1]

Lü L

, ZHAO

, ZHAO J

, TAO H

, WANG

. Canopy structure and photosvnthesis of summer maize under different nitrogen fertilizer application rates
Scientia Agricultura Sinica, 2008,41(9):2624-2632. (in Chinese)

[本文引用: 1]

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张玉芹, 杨恒山, 高聚林, 张瑞富, 王志刚, 徐寿军, 范秀艳, 杨升辉 . 超高产春玉米冠层结构及其生理特性
中国农业科学, 2011,44(21):4367-4376.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.21.005 URL Magsci [本文引用: 1]

【目的】研究超高产春玉米群体冠层结构和功能特性，揭示超高产形成的生理机制，为春玉米超高产栽培提供理论依据。【方法】以金山27为供试品种，设超高产栽培（SHY）和普通高产栽培（CK）2个处理，于2009年和2010年连续2年的田间试验，测定超高产春玉米冠层结构及生理指标的变化规律。【结果】与普通高产栽培相比，超高产栽培春玉米叶面积指数大，在生育期上表现为吐丝之后更为明显，在叶位上表现为棒三叶最为突出；不同叶位的叶倾角超高产栽培均小于普通高产栽培，而叶向值均大于普通高产栽培，在棒三叶表现最为明显；随着生育时期的推移，超高产栽培与普通高产栽培光合势的差幅增大；吐丝期和乳熟期，两种栽培模式间净光合速率的差异不显著，但冠层光合能力的差异均达到极显著水平；吐丝后40 d内，超高产春玉米叶片SOD和POD酶活性总体上高于普通高产栽培，而MDA含量低于普通高产栽培。【结论】超高产栽培春玉米叶面积指数高，群体光合势大；叶倾角小、叶向值大，冠层结构合理；叶片SOD 和POD活性强，MDA含量低，衰老缓慢，净光合速率相对较高，冠层光合能力强。在合理的栽培技术调控下，超高产春玉米群体结构与个体功能实现了协同增益。

ZHANG Y

, YANG H

, GAO J

, ZHANG R

, WANG Z

, XU S

, FAN X

, YANG S

. Study on canopy structure and physiological characteristics of super-high yield spring maize,
Scientia Agricultura Sinica, 2011,44(21):4367-4376. (in Chinese)

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.21.005 URL Magsci [本文引用: 1]

SHARRATT B

, MCWILLIAMS D

. Microclimatic and rooting characteristics of narrow-row versus conventional-row corn
Agronomy Journal, 2005,97(4):1129-1135.

DOI:10.2134/agronj2004.0292 URL [本文引用: 1]

Narrow-row corn (Zea mays L.) has been advocated in recent years for bolstering production, but previous studies have failed to elucidate the complexity of factors that promote the production of corn sown in narrow rows. This study was undertaken to identify those agronomic and microclimatic factors that influence grain yield of corn grown in narrow and wide conventional rows. A split plot experimental design was established near Morris, MN, in 1998 and 1999 with row spacing (0.38, 0.57, and 0.76 m) as the main treatment and corn hybrid (Pioneer 3893 and DeKalb 417) as the secondary treatment. Root length density, crop water use, interception of photosynthetically active radiation (PAR), soil temperature, and soil evaporation were measured in each row-spacing treatment during the growing season. Grain yield and water use of narrow-row corn equaled, or even exceeded, that of wide, conventional-row corn. Narrow-row corn had a more uniform root distribution and intercepted 5 to 15% more PAR on dear days, the latter of which likely aided in suppressing soil temperatures and evaporation during vegetative growth compared with corn grown in conventional rows. The results of this study suggest that any yield advantage to growing corn in narrow rows may result from establishing a more uniform root and leaf distribution that aids in exploiting soil water and light resources and reducing soil temperatures and evaporation compared with corn grown in wide conventional rows.

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RETASáNCHEZ D

, FOWLER J

. Canopy light environment and yield of narrow-row cotton as affected by canopy architecture
Agronomy Journal, 2002,94(6):1317-1323.

DOI:10.2134/agronj2002.1317 URL [本文引用: 1]

ABSTRACT canopy were measured when the canopy was fully developed. Seed- cotton yield and yield components by plots, fruiting positions, and near developing bolls and erect mutant-type leaves at strata by four main-stem node groups were obtained. Early canopy the top of the canopy. Kerby and Buxton (1981) suggest modifications simulating plant characteristics such as reduced plant that cultivars with short sympodial branches and re- height, short branches, and modified leaf shape increased light avail- duced leaf area in the upper canopy could improve ability at the medium and upper part of the canopy. Modified canopy efficiency of assimilate utilization in narrow-row cotton. treatments grown at 97 000 plants ha 1 reached high PPFD intercep- Also, Kerby and Ruppenicker (1992) propose that the tion (90-97%), with leaf area index from 3.7 to 5.2. Treatments to in- use of columnar phenotypes allows for enhanced devel- crease light distribution in the canopy while maintaining a high PPFD opment of bolls located in the lower part of the canopy interception increased seed-cotton yield by 34% due to a 26% increase due to an improved light penetration into the canopy. in number of bolls per square meter. A canopy light environment im- In fact, the yield advantage of modern cultivars has been proved during the first 3 wk after canopy closure (86-107 d after sowing) increased number of bolls per square meter by 33%. associated with an earlier boll set to coincide with peak assimilate production capacity and a greater harvest index (Wells and Meredith, Jr., 1984). However, modern cultivars still show a source-to-sink problem due to the

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李明, 李文雄 . 肥料和密度对寒地高产玉米源库性状及产量的调节作用
中国农业科学, 2004,37(8):1130-1137.

DOI:10.3321/j.issn:0578-1752.2004.08.008 URL Magsci [本文引用: 1]

采用4因素最优试验设计,探讨了肥料和密度对玉米源库性状和产量的调节作用。结果表明,密度和氮肥对玉米的源库性状影响较大,而钾肥和磷肥较小,4个因素变化的效应曲线均呈抛物线状。密度的影响在群体和个体源库性状上表现不同。库源比既受肥料水平的影响,也受密度的影响。当产量在极低水平到高产水平之间变化时,库源比与产量间呈正相关,但在高产阶段,产量与库源比间相关不显著甚至呈负相关。说明库源比在环境与作物相互影响过程中,不断进行源库的动态变化调节。密度对玉米产量的影响最大,其次是氮肥。在-γ水平下,磷、钾肥的产量效应主要是

, LI W

. Regulation of fertilizer and density on sink and source traits and yield of maize
Scientia Agricultura Sinica, 2004,37(8):1130-1137. (in Chinese)

DOI:10.3321/j.issn:0578-1752.2004.08.008 URL Magsci [本文引用: 1]

KONNO

. Feedback regulation of constant leaf standing crop in Sasa tsuboiana grasslands.
Ecological Research, 2001,16(3):459-469.

DOI:10.1046/j.1440-1703.2001.00421.x URL [本文引用: 1]

The standing crop of current leaves of Sasa tsuboiana was measured on the upper slopes of Mount Horai, Shiga prefecture, central Japan. Upper one-year-old branches in the canopy produced greater mass of current leaves than lower ones. Furthermore, culms in artificially thinned plots produced larger leaf mass per culm than those in control plots. These results reveal that leaf production is positively correlated with light intensity. Therefore, when the leaf standing crop in a given year is somewhat smaller than usual, it may increase in the following year because the branches will receive stronger light. This feedback regulation causes uniformity in the horizontal distribution of the leaf standing crop. The constancy of the leaf standing crop throughout dense stands of different heights indicates that a common equilibrium value of the leaf standing crop exists. This uniform distribution leads to an almost-uniform weak light intensity under the canopy of S . tsuboiana , and can consequently exclude other plant species.

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刘伟, 吕鹏, 苏凯, 杨今胜, 张吉旺, 董树亭, 刘鹏, 孙庆泉 . 种植密度对夏玉米产量和源库特性的影响
应用生态学报, 2010,21(7):1737-1743.

URL Magsci [本文引用: 1]

以高产玉米品种郑单958（ZD 958）和登海661（DH 661）为试验材料，在4个不同区域（山东农业大学、汶口、兖州和莱州）设置22500、45000、67500、90000和112500株·hm-2 5个种植密度，研究了种植密度对夏玉米产量及源库特性的影响.结果表明：两品种在112500株·hm-2密度条件下玉米籽粒产量和生物产量最高，分别为19132和36965 kg·hm-2，与22500和67500株·hm-2密度相比，籽粒产量分别增加了72%和48%，生物产量分别增加了152%和112%.两品种单株叶面积、最大花丝数、穗粒数和千粒重随密度增大而减小，但叶面积指数随密度增大而显著提高.收获指数与粒叶比随密度增大而显著减小，当密度超过67500株·hm-2时差异不显著，表明高密度条件下玉米通过增加群体库来提高产量.

LIU

, Lü

, SU

, YANG J

, ZHANG J

, DONG S

, LIU

, SUN Q

. Effects of planting density on the grain yield and source-sink characteristics of summer maize
Chinese Journal of Applied Ecology, 2010,21(7):1737-1743. (in Chinese)

URL Magsci [本文引用: 1]

WESTGATE M

, FORCELLA

, REICOSKY D

, SOMSEN

. Rapid canopy closure for maize production in the northern US corn belt: Radiation-use efficiency and grain yield
Field Crops Research, 1997,49(2/3):249-258.

DOI:10.1016/S0378-4290(96)01055-6 URL [本文引用: 1]

ABSTRACT Slow development of maize (Zea mays L.) canopies in northern areas of the USA may limit light interception and potential productivity. Whether radiation-use efficiency (RUE) and grain yield could be increased by earlier canopy closure was examined with two hybrids contrasting in canopy architecture and potential phytomass production. Early canopy closure was achieved using a combination of row spacings narrower and plant population densities (PPD) greater than typically used by local producers. Maximum interception of incident PAR (max) and total PAR intercepted from sowing to max (IPAR) increased with PPD. Thermal time to one-half max(TU0.5) decreased with increasing PPD. Sowing in narrow (38 cm) rows did not affect max, IPAR, or TU0.5 in the tall hybrid, Pioneer 3790; nor did it affect grain yield, which increased with PPD up to 10 plants m-2. Grain yield of the dwarf hybrid, SX123, was always less than that of Pioneer 3790, due to its low efficiency in converting intercepted PAR into phytomass. Both hybrids exhibited an optimum rate of canopy development in terms of max, IPAR, and TU0.5 for grain production. Optima for these parameters varied across years, but were similar for both hybrids and row spacings. These results indicate that hybrids adapted to the northern corn belt may yield more grain if sown at PPDs greater than commonly used to promote early canopy closure. Sowing to rows less than 76 cm wide will have less impact on grain yield. Productivity of hybrids prone to barrenness or with a low efficiency in converting PAR into phytomass, such as SX123, will not improve with earlier canopy closure.

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ANDRADE F

, CALVI?O

, CIRILO

, BARBIERI

. Yield responses to narrow rows depend on increased radiation interception
Agronomy Journal, 2002,94(5):975-980.

DOI:10.2134/agronj2002.0975 URL [本文引用: 1]

[16]

沈秀瑛, 戴俊英, 胡安畅, 顾慰连, 郑波 . 玉米群体冠层特征与光截获及产量关系的研究
作物学报, 1993,19(3):246-252.

URL Magsci [本文引用: 1]

研究通过3年试验，证明了玉米群体冠层特征及群体内光分布和光合效率随种植密度和施N量而有明显变化。叶面积大小是导致冠层特征变化的主导因子。平展型单交种丹玉13的籽粒产量高限出现在最大LAI变化于4.10-4.7之间，其冠层垂直方向上最大叶面积密度趋于由中部向中上部推移。叶片倾角和消光系数调节幅-于明显增加，光合速率、

SHEN X

, DAI J

, HU A

, GU W

, ZHENG

. Studies on relationship among character of canopy light interception and yield in maize populations (Zea mays L.).

Acta Agronomica Sinica,

1993,19(3):246-252. (in Chinese)

URL Magsci [本文引用: 1]

杨利华, 张丽华, 张全国, 姚艳荣, 贾秀领, 马瑞崑 . 种植样式对高密度夏玉米产量和株高整齐度的影响
玉米科学, 2006,14(6):122-124.

DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2006.06.032 URL [本文引用: 1]

在种植密度7万株／hm^2条件下设置40、50、60、70cm等行距和40＋80cm大小垄5种种植样式进行试验，以50cm等行距种植产量最高，较60、70和40＋80cm处理增产5．15％-5．77％；40om等行距种植产量次之；40＋80cm大小垄与40、60、70cm等行距种植产量无显著差异。高密度夏玉米最佳种植样式应为50cm左右等行距，最优行株比约为1．82：1。行距缩小，公顷粒数、千粒重和株高整齐度旱提高趋势，在一定程度上能弥补高密度种植对穗粒数和千粒重的负影响。5种种植样式的次生根层数与条数无显著差异。

YANG L

, ZHANG L

, ZHANG Q

, YAO Y

, JIA X

, MA R

. Effect of row spacing pattern on yield and plant height uniformity in highly-densed summer maize
Journal of Maize Sciences, 2006,14(6):122-124. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2006.06.032 URL [本文引用: 1]

LIU

, SONG

, LIU

, ZHU

. Canopy structure, light interception, and photosynthetic characteristics under different narrow-wide planting patterns in maize at silking stage
Spanish Journal of Agricultural Research, 2011,9(4):1249-1261.

DOI:10.5424/sjar/20110904-050-11 URL [本文引用: 1]

Planting pattern affects canopy structure of crops and influences other physiological characteristics such as light interception and radiation use efficiency. In the current paper, the effects of planting patterns on the canopy structure, light interception, and photosynthetic characteristics at silking stage of two maize (Zea mays L.) cultivars (Beiyu288 and Xianyu 335) were examined in three ...

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黄瑞冬, 高悦, 周宇飞, 吴奇, 张姣, 尚培培, 张壮, 高铭悦, 韩熠, 许文娟 . 矮秆高粱辽杂35光合特性与产量构成因素
中国农业科学, 2017,50(5):822-829.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.005 URL [本文引用: 2]

【目的】通过对矮秆高粱新品种群体光合特性和产量形成规律的研究,为新型高粱品种的选育与推广提供理论依据。【方法】以适于机械化生产的矮秆高粱新品种辽杂35为主要试验材料,分别设置3个种植密度（90 000株/hm2、120 000株/hm2和150 000株/hm2）,并以生育期相近的同区域主栽品种中高秆高粱辽杂19作为对照（设置为生产上适宜种植密度,105 000株/hm2）,通过分析测定高粱群体植株形态指标、光合生理指标、环境生态指标和产量构成因素探究矮秆高粱群体的光合特性和产量形成规律。【结果】随种植密度的增加,在群体表现最为繁茂的灌浆期,辽杂35冠层中下部的光照强度、透光率、气孔导度和光合速率显著降低,并明显低于对照品种辽杂19,冠层上部上述各指标间的差异不显著。辽杂35在开花期和灌浆期上数第二片叶的电子传递速率（ETR）、光化学猝灭系数（q P）、最大光化学效率（Fv/Fm）均随密度增加呈降低趋势,而初始荧光（Fo）呈升高趋势,辽杂19各荧光参数指标均优于中高密度条件下的辽杂35。叶面积指数随着密度的增加呈增加趋势,在开花期达到最大值后逐渐下降,辽杂35密度为150 000株/hm2处理的叶面积指数下降速度最快,但在后期仍能保持较高的叶面积指数;冠层下部叶片SPAD值呈显著下降的趋势。辽杂35高粱在中高密度条件下,其群体中下部形态指标、光合生理指标和环境生态指标劣于辽杂19,可能与其株型有关,其植株矮,但叶片数基本没有减少,叶着生角度未有实质变化。随种植密度增加,辽杂35高粱生物产量、籽粒产量呈增加趋势,单穗粒数呈显著下降趋势,千粒重无显著变化。辽杂35高粱种植密度为150 000株/hm2时,籽粒产量最高,为9 923.5 kg·hm-2,其产量也高于对照辽杂19。【结论】适当提高种植密度是促进矮秆高粱籽粒产量提升的关键,但增加种植

HUANG R

, GAO

, ZHOU Y

, WU

, ZHANG

, SHANG P

, ZHANG

, GAO M

, HAN

, XU W

. Photosynthetic characteristics and yield components of dwarf sorghum hybrid Liaoza 35
Scientia Agricultura Sinica, 2017,50(5):822-829. (in Chinese)

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.005 URL [本文引用: 2]

陆樟镳, 黄瑞冬, 魏保权, 张素萍, 周宇飞, 肖木辑, 许文娟 . 高粱不同群体类型植株冠层特性与物质生产
沈阳农业大学学报, 2011,42(4):406-410.

[本文引用: 3]

LU Z

, HUANG R

, WEI B

, ZHANG S

, ZHOU Y

, XIAO M

, XU W

. Canopy characteristics and matter production during filling stage in different populations of sorghum
Journal of Shenyang Agricultural University, 2011,42(4):406-410. (in Chinese)

[本文引用: 3]

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杨楠, 丁玉川, 焦晓燕, 王劲松, 董二伟, 王立革, 武萍 . 种植密度对高粱群体生理指标、产量及其构成因素的影响
农学学报, 2013,3(7):11-17.

DOI:10.3969/j.issn.1007-7774.2013.07.004 URL Magsci [本文引用: 2]

为合理的种植密度可构建良好的群体结构，优化群体光合生理功能，提高光能利用效率，充分发挥高粱品种的增产潜力。以酿造高粱(Sorghum bicolor L. Moench)‘晋杂23号’为试验材料，在大田试验条件下研究了不同种植密度（4.5万株/hm2、7.5万株/hm2、10.5万株/hm2和13.5万株/hm2）对高粱生长、群体光合生理指标、籽粒产量及其构成因素的影响。结果表明：随着种植密度增加，高粱株高相应增高，而茎粗相应变细；高粱的叶面积指数(LAI)、群体光合势(LAD)和总光合势呈显著性增加，而透光率、群体净同化率(NAR)、群体生长率(CGR)呈现递减的趋势；高粱单株干物质积累量呈现递减的趋势，而群体干物质积累量呈显著性增加。在4.5万株/hm2~10.5万株/hm2密度范围内，籽粒产量随密度增加呈显著性增加，其中密度在10.5万株/hm2的籽粒产量比4.5万株/hm2增产13.8%。随着密度增加，单位面积穗数相应增加，穗粒数相应减少，千粒重没有显著的影响。相关分析表明，种植密度与LAI、LAD、生物产量和籽粒产量呈显著性正相关，而与透光率、NAR和CGR呈显著性负相关。本研究表明，种植密度对高粱群体生理指标、产量和产量构成因素有显著的影响。酿造高粱‘晋杂23号’的种植密度以10.5万株/hm2为宜，在高粱生产中可形成良好的群体结构，协调群体与个体的生长，优化群体光合生理功能，使生物产量与籽粒产量都达到较高水平。

YANG

, DING Y

, JIAO X

, WANG J

, DONG E

, WANG L

, WU

. Effects of plant density on population physiological indices, grain yield and yield component factors of sorghum
Journal of Agriculture, 2013,3(7):11-17. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1007-7774.2013.07.004 URL Magsci [本文引用: 2]

梁熠, 齐华, 王敬亚 . 行距配置对春玉米群体冠层环境与光合特性的影响
西北农业学报, 2014,23(8):66-72.

DOI:10.7606/j.issn.1004-1389.2014.08.011 URL [本文引用: 2]

以紧凑型玉米品种郑单958为试验材料，在密度75 000株·hm-2条件下，采用3种行距配置模式（110~0 cm双株紧靠、82.5~27.5 cm大垄双行和55~55 cm等行距型），比较研究玉米群体冠层微环境、光合特性和产量的变化特征。结果表明，行距配置显著改变了群体冠层中光、CO2、温度和湿度等冠层微环境，合理行距配置（82.5~27.5 cm）的植株上部叶片较为直立，下部叶片平展，群体内光分布较为合理，CO2分布更为均匀，花后叶绿素相对含量、LAI均高于其他2个处理，且高值持续期较长，生育后期下降缓慢，最大光合速率和表观量子效率较高，光能利用率和水分利用率亦优于其他2个处理。从产量和产量构成因素来看，大垄双行种植模式的平均产量最高，分别较双株紧靠和等行距种植模式高3.33%和2.08%，穗粒数和千粒质量的显著增加是产量较高的主要原因。

LIANG

, QI

, WANG J

. Effects of different row spacing on ecological environment and photosynthetic characteristics of spring maize populations
Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2014,23(8):66-72. (in Chinese)

DOI:10.7606/j.issn.1004-1389.2014.08.011 URL [本文引用: 2]

李光, 白文斌, 曹昌林, 史丽娟, 张建华, 彭之东, 范娜 . 不同种植模式对矮秆高粱‘晋杂34号’光合特性和产量的影响
农学学报, 2015,5(10):1-5.

[本文引用: 1]

, BAI W

, CAO C

, SHI L

, ZHANG J

, PENG Z

, FAN

. Effects of photosynthetic characteristics and yield of ‘Jinza No.34’ with different plant patterns
Journal of Agriculture, 2015,5(10):1-5. (in Chinese)

[本文引用: 1]

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魏珊珊, 王祥宇, 董树亭 . 株行距配置对高产夏玉米冠层结构及籽粒灌浆特性的影响
应用生态学报, 2014,25(2):441-450.

URL Magsci [本文引用: 1]

在75000株·hm-2种植密度下，选用郑单958和先玉335为试验材料，设置2种行距配置(等行距、宽窄行)和3种留苗方式(每穴1株、每穴2株、每穴3株)，研究了6种种植方式对黄淮海地区高产夏玉米产量构成、吐丝后冠层结构及光合性能的调控作用，并以Richards模型拟合籽粒灌浆过程.结果表明：产量、干物质积累量、作物生长率、灌浆速率、冠层光合能力等均表现为宽窄行处理高于等行距处理，留苗方式以每穴2株最高.各种植方式中以宽窄行每穴2株种植产量最高，达13.12（郑单958）和13.72（先玉335） t·hm-2.宽窄行每穴2株种植改善了冠层内部光照状况，净光合速率和叶面积指数均有所提高，同时缓解了植株个体与群体间的矛盾，籽粒灌浆能力增强，干物质积累量提高.因此，宽窄行每穴2株种植是黄淮海夏玉米高产条件下产量提高的有效栽培方式.

WEI S

, WANG X

, DONG S

. Effects of row spacing on canopy structure and grain-filling characteristics of high-yield summer maize
Chinese Journal of Applied Ecology, 2014,25(2):441-450. (in Chinese)

URL Magsci [本文引用: 1]

赵甘霖, 丁国祥, 刘天朋, 倪先林, 陈国民, 胡烔凌, 汪小楷 . 宽窄行和等行距栽培条件下高粱种植密度与产量的关系研究
农学学报, 2013,3(8):11-13.

URL Magsci [本文引用: 1]

为了探索高粱高产、效种植方式，提高高粱生产种植效益和土地复种指数。采用二因素完全随机试验的方法，对不同宽窄行与等行距栽培条件下高粱不同栽培密度与产量关系进行研究。结果表明：宽窄行栽培较等行距栽培增产达极显著水平，平均增产7%~11%；同一密度下，随着宽行的增大，产量呈逐步下降趋势；获得同一产量水平下宽窄行栽培较等行距栽培降低10%左右的种植密度，可有效防止倒伏，提高产品质量。

ZHAO G

, DING G

, LIU T

, NI X

, CHEN G

, HU J

, WANG X

. Studied on relationship on the sorghum density and yield under different width row space with narrow row space and same row space culture
Journal of Agriculture, 2013,3(8):11-13. (in Chinese)

URL Magsci [本文引用: 1]

张永科, 孙茂, 张雪君, 吴金平, 何仲阳, 马永平 . 玉米密植和营养改良之研究:Ⅱ.行距对玉米产量和营养的效应
玉米科学, 2006,14(2):108-111.

DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2006.02.036 URL [本文引用: 1]

4个直立叶型杂交种、3个种植行距(67cm等行条播、50cm等行条播、六角形穴播)、3个密度处理(6.0万、7.5万和9.0万株/hm2)的田间试验结果表明:行距对玉米产量的效应在中、低密度时不显现,在较高密度条件下才能显现,密度×行距对玉米具有(1+1)>2的耦合增产效应。

ZHANG Y

, SUN

, ZHANG X

, WU J

, HE Z

, MA Y

. Study on close planting and nutrient improvement of maize Ⅱ. Effect of row distance to yield and nutrition of maize
Journal of Maize Sciences, 2006,14(2):108-111. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2006.02.036 URL [本文引用: 1]

4个直立叶型杂交种、3个种植行距(67cm等行条播、50cm等行条播、六角形穴播)、3个密度处理(6.0万、7.5万和9.0万株/hm2)的田间试验结果表明:行距对玉米产量的效应在中、低密度时不显现,在较高密度条件下才能显现,密度×行距对玉米具有(1+1)>2的耦合增产效应。

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苌建峰, 张海红, 李鸿萍, 董朋飞, 李潮海 . 不同行距配置方式对夏玉米冠层结构和群体抗性的影响
作物学报, 2016,42(1):104-112.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2016.00104 URL Magsci [本文引用: 1]

为探究行距配置方式对冠层微气象因子及群体抗逆性的影响，明确夏玉米适宜的行距配置方式，在方城和辉县设置大田试验，以3个不同株高类型的玉米杂交种为材料(中秆品种郑单958、高秆品种先玉335和矮秆品种512-4)，设置2个种植密度(60 000株 hm-2和75 000株 hm-2)，研究了5种行距配置方式(50 cm、60 cm、70 cm、80 cm等行距和80 cm+40 cm宽窄行)下冠层结构和群体抗逆性的变化。结果表明，不同株高类型杂交种在相同密度下，随行距扩大，株型变得松散，穗部叶片叶向值减小，并偏离种植行，向种植行垂直方向发展，冠层温湿度降低，群体抗逆性增强，但冠层光照截获率降低，产量也随之减少。对比发现，不同品种和密度下，60 cm等行距能够较好地协调冠层微气象因子与玉米产量的关系，叶片分布适宜，冠层温湿度和光能分布合理，显著提高了中下部的光能截获率，病虫害和倒伏的发生率较低，获得最高产量的频率最高，且适宜机械化田间作业，建议作为适宜黄淮海地区推广的种植方式。

CHANG J

, ZHANG H

, LI H

, DONG P

, LI C

. Effects of different row spaces on canopy structure and resistance of summer maize
Acta Agronomica Sinica, 2016,42(1):104-112. (in Chinese)

DOI:10.3724/SP.J.1006.2016.00104 URL Magsci [本文引用: 1]

李万星, 刘永忠, 曹晋军, 靳鲲鹏, 赵文媛, 王红兰 . 肥料与密度对玉米农艺性状和产量的影响
中国农学通报, 2011,27(15):194-198.

DOI:10.3969/j.issn.1004-874X.2013.19.003 URL [本文引用: 1]

此试验通过研究N、P、K、有机肥的配合施用和种植密度对玉米农艺性状和产量的影响,为玉米高效高产提供理论依据和指导。试验采用二因素裂区设计,设主区肥料因子为A共4个水平,即A1(N:150kg/hm2、P2O5:90kg/hm2、K2O:45kg/hm2);A2(N:300kg/hm2、P2O5:180kg/hm2、K2O:90kg/hm2);A3(N:450kg/hm2、P2O5:270kg/hm2、K2O:135kg/hm2);A4(N:450kg/hm2、P2O5:270kg/hm2、K2O:135kg/hm2、有机肥7200kg/hm2)。设副区密度因子为B共6个水平,即B1:108000株/hm2、B2:96000株/hm2、B3:84000株/hm2、B4:72000株/hm2、B5:60000株/hm2、B6:48000株/hm2。共24个处理,3次重复。结果表明:肥料和密度对玉米农艺性状和产量有显著影响。在4个肥料处理中,A4处理在穗长、穗粗、穗粒数、百粒重、产量都是最高值。密度对穗长、穗粗、穗行数、百粒重及产量都有显著和极显著影响,基本上都是随着密度的增高穗长、穗粗、穗粒数、百粒重在降低,但产量却是逐渐增加,在密度为96000株/hm2时产量最高,随后密度进一步增加产量下降。综合考虑肥料和密度因子,A4B2组合产量最高(12513.0kg/hm2)。

LI W

, LIU Y

, CAO J

, JIN K

, ZHAO W

, WANG H

. Effects of fertilizer and density on maize
Chinese Agricultural Science Bulletin, 2011,27(15):194-198. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1004-874X.2013.19.003 URL [本文引用: 1]

薛吉全, 张仁和, 马国胜, 路海东, 张兴华, 李凤艳, 郝引川, 邰书静 . 种植密度、氮肥和水分胁迫对玉米产量形成的影响
作物学报, 2010,36(6):1022-1029.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2010.01022 URL Magsci [本文引用: 1]

为阐明种植密度、氮肥和水分胁迫对不同玉米品种产量形成的影响，选用6个玉米品种，在两种密度(45 000株 hm-2和75 000株 hm-2)、两种施氮水平(纯氮112.5 kg hm-2和337.5 kg hm-2)和两种水分(前期干旱控水和正常灌水)处理下进行大田试验，调查玉米源库性状的主要生理参数和籽粒产量。结果表明，在环境压力较小时(低密度、高氮和正常灌水)，玉米品种间籽粒产量、源性状(叶面积指数、穗位叶净光合速率和群体源供应能力)、库性状(群体库容量)、源库协调性状(群体库源比值、籽粒灌浆速率和收获指数)以及成熟期干物质积累量和吐丝期至成熟期干物质积累量差异较小，而逆境胁迫下(高密度、低氮和干旱)，差异较大。环境压力较大时(高密度、低氮和干旱)，叶面积指数、群体源供应能力、成熟期干物质积累量、吐丝期至成熟期干物质积累量、群体库容量和收获指数与籽粒产量呈显著或极显著正相关。由此说明，在玉米品种产量改良中要强化逆境人工选择，以适应自然选择，改善玉米品种逆境下的群体源库性状，增强吐丝期至成熟期叶片的光合生产效率，强源促库，提高逆境下的生产能力和适应性。

XUE J

, ZHANG R

, MA G

, LU H

, ZHANG X

, LI F

, HAO Y

, TAI S

. Effects of plant density, nitrogen application, and water stress on yield formation of maize
Acta Agronomica Sinica, 2010,36(6):1022-1029. (in Chinese)

DOI:10.3724/SP.J.1006.2010.01022 URL Magsci [本文引用: 1]

佟屏亚, 程延年 . 玉米密度与产量因素关系的研究
北京农业科学, 1995,13(1):23-25.

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TONG P

, CHENG Y

. The study of relationship between corn density and yield factors
Beijing Agricultural Sciences, 1995,13(1):23-25. (in Chinese)

URL [本文引用: 1]

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董树亭, 王空军, 胡昌浩 . 玉米品种更替过程中群体光合特性的演变
作物学报, 2000,26(2):200-204.

URL Magsci [本文引用: 1]

对50年代以来生产上大面积推广的主要玉米品种的研究表明：随着玉米品种的更替，群体光合速率增强，群体光合衰减率降低，呼吸消耗所占总光合的百分率下降。灌浆期当代品种中、下部叶片的群体光合速率明显高于老品种。种植密度是影响玉米群体光合速率的主要因素，在高、中、低三种密度条件下，当代品种均有较高的

DONG S

, WANG K

, HU C

. Development of canopy apparent photosynthesis among maize varieties from different eras
Acta Agronomica Sinica, 2000,26(2):200-204. (in Chinese)

URL Magsci [本文引用: 1]