玉米寬窄行種植栽培技術研究進展

陳 征，王鑫鑫，劉宏權，5，韓會玲，陳任強，高惠嫣

（1.河北農業大學城鄉建設學院，河北 保定 071001；2.河北省山區農業技術創新中心，河北 保定 071001；3.國家北方山區農業工程技術研究中心，河北 保定 071001；4.河北省山區研究所，河北 保定 071001；5.農業農村部華北節水農業重點實驗室，河北 保定 071001）

玉米（Zea maysL.）是中國的主要糧食作物，種植區域廣泛，在農作物中具有重要的地位。隨著科技的進步和人口數量的增多，國家對農作物的種植越發重視，傳統的玉米種植技術已經不能滿足社會需要，提高玉米產量已經成了更加重要的問題［1］。受惡劣天氣的影響，玉米產量有較大的波動，為保證玉米產量，農民增加了種植密度。但隨著種植密度的增加，玉米根系倒伏的風險也隨之增高［2］。作物的種植模式改變會導致作物冠層內的小氣候環境發生變化［3］。耕作方式會直接影響玉米種植的土壤環境，合理的耕作方式可以協調土壤各種微生物含量的關系［4］。

隨著城鎮化和工業化的加快推進，可用耕地的面積大大減少，傳統的玉米種植方式已不再適用于當下社會。因此使用優化的種植方式是提高玉米產量的有效途徑［5］。等行種植是中國最常用的種植方式，該方式操作簡單、普遍性高、技術含量低、實用性大，但不具有產量優勢，長期以往會導致水土流失等災害，嚴重影響玉米的產量［6］。玉米種植技術更加趨向規?；蜋C械化［7］，而寬窄行種植技術得到了提高和完善，成為提高玉米產量的主要方式之一。寬窄行種植可結合當地情況更好的發揮土壤的優勢，切實改善種植環境，為提高玉米產量奠定技術基礎［8］。本研究對寬窄行的優勢、存在的問題以及與其他農藝手段結合的研究進行了綜述，對玉米寬窄行種植的優缺點以及注意事項進行了規整，并闡述其應用的廣泛性。

1 寬窄行種植

寬窄行種植是一種保護性耕作，會導致土壤剖面中植物養分的垂直分層。玉米采用寬窄行種植技術改進了傳統種植方式，調整了玉米種植間隙，減少了單位面積的種植量，在通風和光照方面有所改進，減少了耗水量，降低植物爭光爭肥的問題［9］，提高了土地利用率；采用機械播種，集中施肥，實行精量播種，可最大程度保全苗，減少了勞動強度；采用種地與養地相結合，從源頭提高了玉米品質，大大提高了玉米產量，促進了中國農作物可持續發展的進程，是種植技術上的改革創新［10］。寬窄行種植具有靈活性和可控性，可根據當地環境和玉米品種調節行距，為玉米的健康成長奠定基礎［11］。研究表明，在水分限制條件下玉米寬窄行種植更受歡迎，種植在窄行的玉米會形成更均勻的根系和葉片分布，寬行對玉米產量的增長最為穩定［12］。行距增大會導致玉米在生長階段水分的蒸發，可以促進玉米更有效利用光能和水資源［13］。

研究表明，寬窄行種植玉米可明顯增加千粒重和子粒產量［14］，降低玉米耗水量，調節作物的干物質規律，對提高群體效應有重要意義［15］，同時也可以改善玉米周邊生長環境，增強邊際效應，為玉米產量帶來更大的優勢。寬窄行種植玉米也可與其他作物間作和套作，從而提高綜合效益。

2 提高玉米品質

密植是提高產量的常用方法，但會導致玉米品質下降，密度越大玉米品質越差。寬窄行種植通過影響玉米的主要性狀從而影響玉米產量［16］。主要從增強光合作用、改善通風調節、改善養分條件和土壤條件來影響玉米的株高、穗高、穗位高等性狀［17］。

2.1 促進光合作用和通風

寬窄行種植模式對冠層小氣候因子有積極影響，可促進光合作用［18］。寬窄行種植改變了行距，田間的通風條件得到優化，植株之間的相互遮擋變弱，窄行比寬行單位面積上受光面積更大［19］。玉米植株受光面積與空氣交換能力明顯提高，促進了二氧化碳的吸收，空氣的交換導致的植株內部晝夜溫差大，提高了光合作用強度［20］，植株內部干物質積累增多，改善了玉米品質［21］。

2.2 改善土壤環境

寬窄行的深松和高留茬有效減少了化肥的使用，為耕地的可持續發展和玉米持續高產提供了有利基礎［22］。寬窄行種植技術可以對種植地進行分區，進行輪年換耕，這種交替種植可使土壤含水率提高3%以上［23］，充足的土壤水分可以充分滿足玉米生長的需求，改善干旱季玉米生存環境，同時可以保持土壤肥力，土壤中微生物群落直接受到耕地種植農作物的影響［24］，玉米寬窄行種植可以促進土壤微生物的多樣性［25］。

3 實施步驟

隨著國家大力的推行，寬窄行種植有了較快發展［26］。相對于其他種植技術，寬窄行種植有很大優勢。若寬窄行種植使用不合理，可能會因資源競爭而導致減產［27］。需要對寬窄行種植措施進行探究歸納。采用寬窄行種植時，需對品種選擇、寬窄行設計、精耕細作與整地、、施肥、防蟲害等步驟進行合理安排。

3.1 玉米品種的選擇

玉米品種的質量直接影響玉米的產量，需要根據當地的氣候、土質、光照等因素選擇抗倒伏、抗病好、耐密植的品種，缺水地區選擇耐旱性品種，土壤肥沃地區選擇喜水品種，根據光照的時長選擇不同生長周期的玉米品種［28］。為保證發芽率，要選擇顆粒飽滿、品相好的種子，種子提前晾曬，有效殺菌后種植［29］。

3.2 寬窄行合理設計

根據具體情況進行寬窄行設計，土壤和氣候會影響寬窄行行距。高密度種植會增加植物脅迫，會改變植物的形態和發育，降低單株產量［30］。黑龍江省早熟地區寬窄行耕作方式為寬行90 cm，窄行40 cm［31］。寬行一般為窄行的3 倍，若寬行中間不間作其他農作物，寬窄行間可逐年交換種植。寬行為休息區，窄行為種植區，換耕時2 種區域互換。無論季節質量如何，窄行種植可使植物生長和產量實現最大化，在半干旱地區采用寬窄行種植，可有效提高產量，抑制雜草［25］。

3.3 精耕細作與整地

根據土壤耕層的厚度和玉米品種進行深松，2～3 年一次，一般深度25～30 cm，可以改善土壤肥力、提高作物產量［32，33］。深松只松土不翻土，可以保持耕作層的肥力和水分。采用密集深松的窄行作物生產系統時，土壤養分分層的差異很小。深松的差異主要是養分去除，深松強度越高的處理玉米產量越高［34］。

土地是農作物生長的基礎，良好的土壤基礎有利于提高玉米產量［33］。整地為玉米創造更好的生長環境，但在降雨多、泥土濕潤的地區應延遲整地時間。玉米根系發達，需要適宜的深度才能促進根部成長［35］。在整地過程中，需要氮磷鉀肥、雞糞、辛硫磷顆粒劑等混合施入［36］。還需要將藥劑均勻撒到地表，并利用整地翻耕的環節將其埋入到土層里，防止地下蟲害侵襲。

3.4 科學播種

根據實際情況確定行距，可使用機械化的播種機，以縮短播種期、提高播種質量［37］。晾曬可以促進種子成熟和酶活性化，增大種子萌發幾率。將品質差的種子挑選出來，良品種則用藥劑混合處理。六月上旬根據實際情況確定合理的播種量和種植密度，還需確定種植溫度［38］。種植后及時進行壓土、施肥、灌溉，壓土厚度為2～3 cm，保證玉米發育有充足的水分和營養［39］。

3.5 施肥

玉米寬窄行種植對氮肥的響應不明顯，但玉米寬窄行種植中行距競爭、肥料濃度、施氮時間均與行距存在交互作用，推遲施氮和側施氮肥可以增加玉米產量，窄行和側施氮肥的玉米產量最高［40］。

合理施肥可促進和平衡土壤中的營養成分，促進玉米的健康成長。根據玉米生長階段，定期定量使用氮磷鉀肥［41］。氮肥可以促進植物的成熟，避免老化，磷肥促進根部發育，避免幼苗生長緩慢［42］。要結合土壤的相關含量，多施底肥，科學施肥，設計具體的方案，針對性施肥，使玉米養分和水分充分得到補給［38］。

3.6 防蟲害

寬窄行種植密度較大，為保證玉米健康成長，玉米種植后，需做好防病蟲害工作，根據害蟲的種類和數量，合理使用藥物［43］。針對不同害蟲所使用殺蟲劑不同，除蟲前需要明確玉米的狀態。種子包衣種衣劑是防止地下蟲害的有效措施，要做好相對措施，避免過多損失［44］。

3.7 適當晚收

為了提高玉米的產量、增加玉米成熟度，可以根據當地情況，在玉米成熟后適當晚收5～7 d，可以起到增產、提質的作用［45］。如遇到干旱年份可推遲7～10 d［46］。晚收可以延長玉米子粒的灌漿時間，從而增加淀粉、氨基酸等營養物質的積累，直到完全成熟，可以使效益最大化［47］。晚收還可以降低子粒含水量，方便脫粒和儲存［48］。

4 注意事項

寬窄行種植主要適用于地面平整的平原地區［49］，低洼易澇地不宜采用［50］。天氣干旱時，深松會導致水分的加速流失，不宜深松［51］。田間管理和機械栽培注意事項如下。

4.1 田間管理

田間管理包括農作物的除草、查苗補種、間苗等。良好的田間管理，可使玉米達到高產、穩產［52］。

1）除草。除草是非常重要的環節，寬窄行種植清理雜草很便捷［53］。寬窄行種植降低了雜草的生長和競爭力［25］。最佳除草劑施用時間及除草劑的有效性不受行寬的影響［54］。

2）檢苗、補苗。受諸多因素影響，玉米苗生長會有較大差異，玉米出苗后要及時進行查苗，減少少苗、缺苗現象，及時除草與中耕，以增強抗旱能力。補苗要確保玉米苗與泥塊同時移植，保證根部不被破壞。要及時澆水，保證苗期水分充足，避免枯死［55］。

3）間苗、定苗。間苗、定苗可以保證玉米苗合理株距，避免出現密度過大或小的現象。遵循“留強去弱”的原則，把有病蟲害、發育較差的玉米苗篩除，留下高質量的玉米幼苗。玉米苗3 葉片時進行間苗，5葉片時定苗［56］。同時開展松土和灌溉，及時追肥，嚴格把控肥料的種類和比例，為玉米茁壯生長提供適宜的環境［57］。

4.2 機械栽培

機械栽培在玉米種植中廣泛應用，有著嚴格的操作要求［58］。機械播種可以在短時間內完成播種，縮短播種期，可以進行側深施肥，避免化肥與種子競爭土壤水分。合理的機械播種在保證土地完整的情況下均勻播種，在覆土一致的情況下快速播種［59］。寬窄行種植使用機械栽培，實現了農藝措施與農機有效結合，提高了播種質量，增加了群體整齊度，改善群體透光度，具有明顯的增產作用［60，61］。

5 寬窄行種植技術與其他農藝技術的聯合應用

5.1 玉米寬窄行交替膜側溝種植技術

寬窄行種植與膜側溝種相結合是一種新型栽培技術，在寬行龔上覆膜，在膜與側膜的間隙種植玉米［62］。可以發揮地膜的保溫作用，提高土壤的蓄水能力，防止水分過度揮發，保證土壤松弛度［63］，增強土壤微生物活性，增加土壤肥力［64］，同時可以防止雜草增長。在使用過程中主要使用土壤深松，一般在土壤比較松弛、肥力比較高時使用，可以有效改善土壤環境，避免風蝕等災害，還可以增大玉米受光照面積，促進果穗生長［65］。第一年和第二年寬窄行可進行互換，休息區與種植區互換［66］。

玉米寬窄行交替膜側溝種植技術需要在土層厚、土壤條件良好、有機物含量高的地區，不僅可以發揮地膜作用，還能為玉米各個生長階段創造有利環境，提供充足的陽光和水分［67］。

5.2 玉米寬窄行淺埋式滴灌栽培技術

玉米寬窄行淺埋式滴灌栽培技術可以跟蹤玉米生長狀況，鋪設滴灌管在地表，可有效面對旱災，保證玉米產量。滴灌管埋在地下，以防被破壞，實現了科學地灌［68］。該技術直接向玉米根部輸送水分和養分，改善了水分供給和微氣候環境，減少了化肥的使用量，一般可以增產15%［69］。該技術節約了玉米種植成本，減少了勞動量和工作量，實現了水肥一體化，是一種經濟實惠的穩產增產方式［70］，可以帶來較好經濟收益［71］。一般在玉米出苗3～5 葉時進行鋪設，覆土深度5～10 cm，與寬窄行相結合。

5.3 間作中的寬窄行種植

間作是提高玉米產量、抑制病蟲害、充分發揮土壤性質、保證玉米品質的有效種植方式。間作模式可以改變田間小氣候和作物的光合特性，從而提高作物的產量和土壤微生物多樣性［72］。采用寬窄行間作種植，可以提高通風透光性、提高土地利用率、提高玉米和間作農作物的綜合效益、增加農民經濟效益［73］。

間作種植模式和時間生態位分化對土地當量比沒有影響，玉米與花生間作種植可以提高玉米產量，而對花生的產量沒有影響［74］。

玉米與大豆的根系可塑性和種間時空互補性可以提高間作作物的產量和水分利用效率，有利于玉米子粒的形成，抵消了部分大豆子粒灌漿的負遮蔭效應［75］。玉米的子粒產量會顯著增加，可以通過改變行距和株距來協調玉米和大豆之間的種間競爭，從而獲得間作優勢，間作可以有效提高生長資源的利用率［76］。

6 玉米寬窄行種植的效果

玉米寬窄行種植技術是創新型玉米栽培技術，具有很多優點。

1）改善玉米的生長環境、保證土壤肥力，從而提高玉米產量［77］。

2）明顯改善土壤的物理性質，降低土壤硬度，增加土壤孔隙度，提高田間持水率［78］。

3）提高土壤蓄水能力，增加玉米抗倒伏、抗風蝕能力，方便機械化管理，避免了苗種被碾壓的情況［79］。

4）提高土壤微生物活性和多樣性，有效提高土壤脲酶、磷酸酶和轉化酶活性，進而增加玉米干物質的積累，提高玉米產量［80］。

5）做到精確播種，節省種子用量，減少人工，充分發揮邊行優勢，提高玉米品質，精確施肥，減少肥料用量［81］。

7 玉米寬窄行種植技術的不足

玉米寬窄行也存在著一些缺點。

1）雖然能夠最大程度地利用土壤以上的光合和通風等資源，但其無法對土壤中的資源充分合理運用，會出現根部競爭問題。

2）需要制定合理的寬窄比例和間距，對專業知識要求較高，但大多農戶缺乏相應專業知識，無法發揮寬窄行的優勢，不合理的設定反而會降低玉米產量。

3）農民對新技術和機械化等認知不足，導致玉米寬窄行技術推廣較為困難。且缺乏玉米窄行技術種植和收獲的相應設備［82］。因此需要引進專業性人才，重視技術型人才，為農業可持續發展保駕護航，加大宣傳力度，提高對該技術的重視程度［83］。

8 小結

玉米寬窄行的種植技術是對傳統種植方式的改革，為玉米生長提供良好的供水條件和土壤條件，可實現增產增收，提高土地利用率［84，85］。相對于常規種植，寬窄行種植對玉米的生育進程影響較低，但可明顯提高玉米成穗率，達到增產的目的［86］。

玉米寬窄行種植可有效降低玉米生產成本，將寬窄行種植運用到生產實踐中，可以產生良好的生態效益，增加農民收入，是促進農業健康發展的有效途徑［87，88］。寬窄行種植技術能夠進一步推動農業的發展，將農業發展推進到一個新階段。