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作物產量形成的實質是光合產物的生產、積累及向子粒的分配．這一過程受作物本身的遺傳特性和環境條件共同制約［1］．目前，生產上推廣的緊湊型玉米雜交種群體光合生產能力、干物質積累及向子粒的分配都較早期的玉米雜交種高，為玉米高產奠定了基礎［2］．冀西北地區橫跨燕山西段與太行山北段的張家口地區和北京西北部山區，屬半干旱生態類型區．但是由于氣候因素和人為干預，極大地破壞了群落間及群落與環境間的動態平衡，旱災頻發，農業產出長期低下且不穩定．秸稈覆蓋可以蓄水保墑，改良土壤和提高水分利用效率，是農藝節水的有效措施之一，國內外已有大量研究和應用［3，4］．殘茬就地覆蓋，既可減少污染，又可有效利用殘茬資源，使之成為解決農業生產中水資源不足問題的有效途徑．Unger、Blevins等研究了秸稈覆蓋和耕作方式對土壤蓄水保水作用的影響．朱自璽等研究了殘茬覆蓋對農田小氣候的影響，而殘茬覆蓋與種植方式對玉米光合產物生產的影響尚缺乏報道．本試驗就冀西北地區留高茬自然腐爛殘茬覆蓋及其不同種植方式對玉米光合產物生產與積累特性進行了研究，旨在為實施和完善該項技術提供理論依據．

1材料和方法

1．1試驗與設計

試驗在張家口市農科院試驗地進行．供試品種：超高產玉米品種鄭單958．試驗采用裂區設計，主區為耕作方式B（B1處理：玉米免耕秸稈覆蓋，B2處理：玉米翻梨不覆蓋秸稈）；副區為種植方式C（種植方式株行距為：C1寬窄行雙株規格（90＋40）cm×48cm，C2寬窄行單株規格（90＋40）cm×24cm，C3等行雙株規格65cm×48cm，C4等行單株規格65cm×24cm），重復3次．小區10行，行長6m，每小區兩邊各設2行保護行，中間1行過道．分別于2010年于4月26日播種、2011年4月24日播種，嚴格按密度繩穴播，品種密度7．5萬株／hm2，底肥用豬糞2．25×106kg／hm2和玉米專用復合肥900kg／hm2，整個生育期內進行常規田間管理．

1．2主要測試項目和方法

在拔節期、灌漿期、成熟期用TDR300土壤水分儀測定0～20cm土層的土壤含水量．在苗期、拔節期、大喇叭口期、抽雄期、灌漿期、乳熟期、成熟期每次每小區取樣5株，先稱鮮重，量取葉面積（葉面積＝長×寬×0．75）、葉面積指數（LAI）［5］和株高等。在苗期、成熟期測定干重和根冠比．干物質積累與分配定苗時選擇生長整齊一致，有代表性的植株標記，在每次測量葉面積的同時，每小區取3株分莖、葉、鞘、雌穗、雄穗、子粒等烘干測干物質重．產量與產量構成：每小區測產2行（每行5m），以株距折算密度．每小區按平均鮮穗重從2行所收果穗中隨機選取10穗，用以考察穗部性狀與產量構成．大田產量由各小區所取的10穗籽粒風干重（含水量以14％計）折算得到．數據通過DPS軟件進行和Excel進行統計分析．

2結果與分析

2．1不同耕作方式對土壤水分的影響

不同時期各處理土壤含水量測定結果如圖1所示．拔節期是玉米生長的關鍵時期，B1處理土壤含水量＞B2處理．B1處理的土壤含水量明顯大于B2處理，含水量增加了20％．灌漿期是玉米生長的另一個需水關鍵時期，B1處理土壤含水量和B2處理相差更大，含水量增加了25．9％．成熟期土壤水分總體下降，還是B1處理＞B2處理．這是由于免耕整桔稈覆蓋技術保持了適宜的土壤孔隙度，并且使孔徑分布均勻，持續而且穩定．在干旱時，土壤的深層水容易因毛細管作用而向上輸導，從而增強了土壤的水庫功能和作物對土壤水分的利用率．

2．2不同耕作方式對玉米根冠比的影響

從表2看出，苗期根系干物重大小依次為AB1C1＞AB1C2＞AB1C3＞AB1C4＞AB2C1＞AB2C2＞AB2C3＞AB2C4，處理間相差較小，但根冠比處理間差異較大；成熟期不同處理地上部干物質積累大小依次為AB1C1＞AB1C2＞AB1C3＞AB1C4＞AB2C1＞AB2C2＞AB2C3＞AB2C4，免耕秸稈覆耕作方式分別比正常翻梨不覆蓋秸稈高12．4％、11．7％、10．2％、9．8％、9．1％、8．4％和7．3％．表明秋季玉米免耕秸稈覆蓋寬窄行雙珠處理與其他處理相比，地上部與根系生長的協調狀況及植株的光合分布和透光性整體狀況較好．尤其比正常玉米翻梨不覆蓋秸稈單株種植效果更佳，地上干物質高出其12．4％，地上部與根系生長的協調狀況及植株的整體生長是最好的．

2．3不同種植方式對玉米干物質積累量的影響

不同種植方式下玉米植株干物質積累表現出相似的規律性變化，在不同栽培方式下用Logistic方程y（t）＝K／（1＋Ae－bt）進行擬合［6］，均達到極顯著水平．由表3可知，免耕秸稈覆蓋寬窄行雙珠栽培方式下干物質積累最大速率明顯高于正常翻梨不覆蓋秸稈種植，干物質積累最大速率出現的時期不同栽培方式間差異不明顯．寬窄行種植方式下干物質積累最大速率出現在出苗后69d，干物質積累速率達6．41g／d；而正常翻梨不覆蓋秸稈種植干物質積累最大速率出現在出苗后65d，干物質積累速率4．69g／d．這是由于免耕秸稈覆蓋玉米根系發達，苗期扎根深度為50cm，較傳統耕作法深20cm，每個時期吸水吸肥能力都強，因而植株粗壯高大，而且又因為寬窄行雙珠種植透光、透氣條件比較好，因此免耕秸稈覆蓋寬窄行栽培能夠獲得相對較高的群體生產量，為獲得經濟產量奠定了基礎．

2．4不同種植模式對玉米葉面積指數（LAI）的動態變化

圖3顯示，由整個生長季節的LAI數據統計顯示，LAI變化趨勢呈現拋物曲線狀．不同的種植方式LAI在前期差異較小，但是在灌漿期后差異比較大，其中免耕秸稈覆蓋寬窄行種植的最大LAI為7．91，正常翻梨不覆蓋秸稈種植的最大LAI為7．43．灌漿開始后，而且免耕秸稈覆蓋寬窄行種植的AB1C1處理LAI下降比較緩慢，而正常翻梨不覆蓋秸稈種植的AB2C4下降相對迅速．免耕秸稈覆蓋寬窄行種植具有較高的葉面積指數，這是由于大壟雙行的“光”、“氣”條件優勢給葉片創造了充分的生長空間和生長條件，良好的發展勢頭，造成中層葉片面積較大的原因而且免耕秸稈覆蓋根系發達營養充足．

2．5產量及產量構成因素分析

產量及產量構成因素的分析結果表明（表4），免耕秸稈覆蓋寬窄行種植方式產量都高于正常翻梨不覆蓋秸稈大田等行種植方式，免耕秸稈覆蓋寬窄行雙珠種植AB1C1處理方式的產量比正常翻梨不覆蓋秸稈雙珠種植AB1C4處理方式的產量提高8．3％，但是在同樣情況下免耕秸稈覆蓋寬窄行雙珠種植AB1C1處理方式的產量比正常翻梨不覆蓋秸稈等行種植AB2C4處理方式的產量提高16．6％．穗長、粒深、穗粒數也是免耕秸稈覆蓋寬窄行種植方式高，但變幅不大（表4）．方差分析表明，免耕秸稈覆蓋寬窄行雙珠種植與正常翻梨不覆蓋秸稈雙珠種植的產量達到顯著水平（F＝33．32，P＜0．05）．免耕秸稈覆蓋寬窄行比正常翻梨不覆蓋秸稈等行種植的倒伏率降低了近3個百分點，特別是在寬窄行種植的條件下，有助于根系深扎、發達，能更好地協調地上部分和地下協調、減少倒伏、提高玉米產量．

3結論與討論

作物光合產物的積累總量是經濟產量的基礎，增加光合面積、延長光合時間可以提高干物質的積累總量．選育緊湊型高產品種和采取適宜的栽培措施可以使光合面積發展合理并延長光合時間，增加光合產物積累和向子粒的運轉，從而獲得較高的產量．關于秸稈覆蓋對土壤水、溫、氣、肥等生態環境因子的影響，在不同條件下已有不少研究．根據本試驗結果，在冀西北地區產量最終在于開花后干物質的生產量和玉米籽粒的產量，具體表現為：殘茬覆蓋顯著高于不蓋，寬窄行雙珠種植高于其他種植方式．同時也確立了冀西北半干旱地區玉米免耕秸稈覆蓋寬窄行雙珠種植技術，并為冀西北半干旱地區玉米高產栽培的配套模式打下堅實的理論基礎．