不同栽培密度對玉米生長發育及產量的影響

摘要：栽培密度對玉米的生長發育和產量構成具有重要影響。本研究基于田間試驗，分析不同密度條件下玉米的出苗、根系發育、光合作用及產量變化。研究結果表明，適宜密度可提高光合效率，優化水肥利用，促進籽粒灌漿，提升產量。密度過高易導致個體生長受限，群體競爭加劇，增加倒伏和病害風險；密度過低則群體產量受限，土地利用率降低。合理密植應結合品種特性、環境條件和現代農業技術，以優化玉米生產管理，實現穩產高產。本研究為密度優化提供理論依據，并為精準農業管理提供數據支持。

關鍵詞：玉米；栽培密度；生長發育；光合作用；產量構成

玉米作為全球主要糧食作物，其產量受栽培密度直接影響。密度過高會加劇植株競爭，降低光合能力和籽粒飽滿度；密度過低則導致土地利用率不足，群體產量受限。不同品種、生態條件和管理措施下，最佳密度存在顯著差異。隨著精準農業技術的發展，密度調控手段不斷進步，但密度對玉米生理生態特性及產量構成的具體影響仍需深入研究，以優化栽培模式，提升玉米的穩產性和適應性。

1 不同栽培密度對玉米生長發育的影響

1.1 對玉米出苗及初期生長的影響

栽培密度直接決定玉米的出苗率和幼苗期生長質量，是玉米高產穩產的重要基礎。當栽培密度為

4.5萬株/hm2時，玉米出苗整齊度和幼苗生長勢較佳，出苗率可達95%以上；而當密度提高至7.5萬株/hm2以上時，由于種子間距縮小，土壤水分和養分供應競爭加劇，出苗率下降至85%左右，部分幼苗生長受抑制，導致田間植株不均衡，出現大小苗現象。

低密度栽培下，幼苗個體生長條件較好，根系發育較強，單株光照充足，有利于早期葉片擴展和光合能力增強，但群體光合能力相對較低，整體光能利用率偏低[1]。高密度栽培雖然增加了單位面積的植株數量，但幼苗期個體間的競爭壓力增大，影響植株均衡生長，導致部分弱苗發育滯后，甚至可能因營養競爭不足而出現黃化、矮化現象。

1.2 對玉米根系發育的影響

根系發育是玉米吸收水分和養分的主要器官，其生長受栽培密度的顯著影響。在密度為5萬株/hm2的條件下，玉米主根長度可達35～45 cm，側根發育良好，根系總吸收面積較大，根毛密度較高，有助于提高水肥吸收能力。而當密度提高至8萬株/hm2以上時，植株根系生長受到抑制，主根長度縮短至30 cm以下，側根減少，導致土壤深層水分利用率降低，使植株更易受干旱脅迫影響。

低密度種植條件下，玉米根系競爭壓力較小，根系伸展較為充分，植株對水分和礦質養分的吸收能力較強，抗逆性增強。但密度過低可能導致單位面積根系覆蓋度不足，使土壤部分區域養分利用不充分。高密度栽培下，根系生長受到空間限制，植株根系相互纏繞，競爭加劇，影響根系對水分和養分的高效吸收。此外，密度過高還會增加根腐病的發生概率，導致植株早衰。

1.3 對玉米光合作用及葉片生理的影響

光合作用是玉米積累干物質的主要生理過程，栽培密度的變化直接影響葉片光能截獲能力和群體光合效率。在6萬株/hm2密度條件下，玉米葉片光合速率可達18～20 μmoLCO2·m-2·s-1，光能利用率較高，有助于提高干物質積累速率。而當密度提高至8.5萬株/hm2時，由于植株間葉片相互遮擋，群體下層葉片接受光照減少，光合速率降低至14 μmoLCO2·m-2·s-1以下，導致碳水化合物合成能力下降，最終影響籽粒灌漿和產量形成。

在低密度條件下，單株光照充足，葉面積指數（LAI）較低，單株光合速率高，但由于單位面積植株數量較少，整體群體光合能力較低[2]。高密度條件下，群體光合面積增大，但下部葉片因光照受限，光合速率下降，葉片易出現早衰現象。此外，高密度植株蒸騰作用增強，導致水分消耗增加，尤其在干旱環境下易加劇水分脅迫。

1.4 對玉米生殖生長的影響

生殖生長是玉米產量形成的關鍵階段，栽培密度的變化對授粉、籽粒灌漿和干物質分配均有顯著影響。在適宜密度（5.5萬～6.5萬株/hm2）下，玉米雄穗花粉量充足，授粉成功率可達92%以上，籽粒充實度高，千粒重保持在320 g左右。而在高密度（8萬株/hm2

以上）條件下，由于植株間競爭加劇，雌雄花期同步性下降，導致授粉效率降低，僅為80%左右，部分植株出現禿尖現象，影響穗粒數和產量。

高密度種植還會加劇營養競爭，導致植株養分分配向莖稈和葉片傾斜，籽粒灌漿過程受阻，最終影響粒重。此外，在高密度栽培下，籽粒灌漿期的光合產物向籽粒轉運能力降低，易導致籽粒充實不良，增加空秕率，使千粒重下降至280 g以下，影響玉米商品品質。低密度種植雖然單株營養供應充足，籽粒飽滿，但穗數減少，導致單位面積產量下降。

2 不同栽培密度對玉米產量的影響

2.1 對玉米穗粒結構的影響

玉米產量由穗長、穗粒數和籽粒排列結構共同決定，栽培密度的調整直接影響玉米的穗粒結構。在密度較低的條件下（5萬～5.5萬株/hm2），玉米個體競爭壓力小，植株可獲得充足的養分供應，穗長通常可達18～22 cm，穗行數維持在14～16行，單穗籽粒數可達500～600粒，籽粒排列均勻，飽滿度較高，禿尖率低于5%。在中等密度（6.0萬～6.5萬株/hm2）下，玉米的穗粒結構較為協調，既能保證穗粒數，又能維持一定的千粒重，穗行數一般在12～14行，單穗籽粒數維持在450～550粒之間。

當密度提升至7.5萬株/hm2以上時，植株之間的光照、水肥競爭加劇，導致部分植株穗長縮短至16 cm以下，穗行數減少至10～12行，單穗籽粒數下降至400～480粒。同時，高密度植株間的遮陰效應影響雌穗的正常發育，使得部分籽粒灌漿不足，禿尖率顯著增加，可達15%～20%。部分植株甚至因授粉受阻或籽粒形成不良而出現“禿頂”現象，從而影響整體產量穩定性[3]。

2.2 對玉米產量構成的影響

玉米產量的形成依賴于穗數、穗粒數和千粒重3大因素，栽培密度對其構成比例起關鍵作用。在較低密度（5.0萬株/hm2）下，玉米單株生長優勢明顯，植株光合作用能力強，籽粒灌漿充分，千粒重可達350 g左右，但由于單位面積穗數較少，總產量約為10.5～11 t/hm2。

在6.0萬～6.5萬株/hm2的密度，群體光能利用率較高，單株籽粒飽滿度較好，千粒重穩定在320～340 g，最終實現單產提升，產量可達12～13 t/hm2。

當密度進一步提高至7.5萬株/hm2及以上時，由于個體競爭激烈，穗粒數減少，千粒重下降至280～300 g，最終導致單位面積總產量反而下降。部分田間試驗數據顯示，高密度條件下的玉米總產量較6.5萬株/hm2密度條件下降幅度可達5%～8%。過度密植導致的產量下降主要歸因于群體密度增加帶來的個體生長受限，導致籽粒干物質積累不足。

2.3 對玉米群體生產效率的影響

群體生產效率是衡量玉米單位面積產量潛力的重要指標，其主要取決于個體間的資源分配合理性和光合產能。密度較低（5萬株/hm2）時，盡管單株生長優勢明顯，但由于單位面積植株數量較少，群體光合能力有限，導致整體生產效率相對較低。合理密植

（6.0萬～6.5萬株/hm2）能使群體光合面積達到最佳狀態，葉面積指數（LAI）保持在5.5～6.0，提高單位土地面積的干物質積累速率，使光合生產率達到最大化。

密度過高（7.5萬株/hm2以上）時，個體光能利用效率下降，群體光合產物分配不均衡。高密度種植條件下，下層葉片的凈光合速率可下降15%～20%，群體生產力受到抑制。此外，高密度下葉片的光合產物運輸受到一定阻礙，部分碳水化合物未能有效轉運至籽粒，影響籽粒的干物質積累效率，最終導致產量降低。

2.4 對玉米干物質積累與分配的影響

干物質積累和分配決定了玉米的最終經濟產量，其受栽培密度的影響較為顯著。在低密度（5.0萬株/hm2）

條件下，玉米單株干物質積累量較高，可達250 g/株以上，籽粒灌漿期的同化物轉運能力強，籽粒灌漿速率較快。然而，由于群體數量較少，總干物質積累量有限，導致單位面積產量無法達到最佳水平。在適宜密度（6.0萬～6.5萬株/hm2）下，單位面積內的干物質累積量最高，平均可達21～22 t/hm2，其中籽粒干物質占比可達55%以上，有助于提高最終經濟產量。

密度過高（7.5萬株/hm2及以上）時，植株個體干物質積累量減少，莖稈和葉片競爭光合產物的現象更加明顯，導致籽粒干物質分配比例下降至50%以下。高密度植株的莖稈糖類物質積累較多，但因群體光照不足，干物質無法高效向籽粒運輸，籽粒充實度下降。同時，高密度種植還可能增加植株早衰風險，籽粒成熟度降低，影響玉米的最終品質。

3 栽培密度對玉米生長發育和產量的優化分析

3.1 確定最佳栽培密度

栽培密度的優化需綜合考慮玉米品種特性、土壤條件、氣候環境及管理措施等因素。中等肥力土壤條件下，適宜密度為6.0萬～6.5萬株/hm2，此時玉米單株生長良好，群體光能利用率最佳，籽粒產量可達12.5～13 t/hm2。緊湊型玉米品種因通風透光性好，密度可增至7.0萬株/hm2，而葉片開展度大的品種應控制在6.0萬株/hm2以下。干旱半干旱地區適宜密度為5.0萬～5.5萬株/hm2，南方多雨地區則需降低密度以減少倒伏風險。寬窄行種植和機械化精量播種技術可提高密度控制的精確度[4]。

3.2 栽培密度與水肥管理的協同優化

密度優化需與水肥管理相結合，確保植株在高密度下獲得充足營養。在6.0萬～6.5萬株/hm2密度下，玉米全生育期需氮肥225～250 kg/hm2、磷肥100～120 kg/hm2、鉀肥120～150 kg/hm2。高密度種植要求氮素供應充足，否則易導致光合產能下降。氮肥施用量從180 kg/hm2增至240 kg/hm2時，群體葉面積指數可提高10%～15%，延緩葉片衰老，提升灌漿期光合能力。氮肥施用應采取“前輕、中重、后補”策略，重點在拔節期和大喇叭口期施用。水分管理方面，適宜密度下結合滴灌補水技術可提高水分利用效率15%以上，灌漿期水肥一體化管理有助于改善籽粒充實度。

3.3 利用現代農業技術進行密度調控

智能農業技術為密度優化提供了新手段。無人機遙感可實時監測植株長勢、葉面積指數和水分利用情況，結合作物模型分析，精準評估不同密度下的生長狀況。智能播種技術可實現行距、株距的精準控制，提高密度調節均勻性，減少田間缺苗和重苗現象。北斗導航系統的自動駕駛播種機可將密度誤差控制在2%以內，保證群體均衡生長。精準施肥系統可根據密度變化調整氮、磷、鉀供應比例，提高肥料利用率。高密度（7.0萬株/hm2）下，智能施肥系統通過傳感器監測植株氮素需求，動態調節追肥量，避免氮素供應不足，提高生長穩定性。

3.4 抗逆性與病蟲害防治的優化

高密度種植易增加病蟲害發生風險，需結合抗逆性管理策略[5]。在6.5萬株/hm2密度下，田間濕度增加10%以上，易導致葉斑病、莖腐病等病害。抗病品種的選擇至關重要，緊湊型、耐密性強的品種可減少病害發生率10%～15%。害蟲防治方面，高密度種植易導致草地貪夜蛾、玉米螟等害蟲密度增加，需采取綜合防控策略，如性誘劑、燈光誘捕和天敵釋放技術，蟲害損失率可控制在5%以內。密度優化還需結合田間機械管理，減少因群體密閉造成的植株倒伏，提高機械收割適應性。

4 結語

玉米栽培密度的優化是提升產量和品質的關鍵，需綜合考慮品種特性、土壤條件、氣候環境及管理技術。合理密植可協調個體與群體生長關系，提高光合效率，優化水肥利用，增強抗逆性，實現穩產高產。密度過高或過低均可能導致產量下降或品質劣化，需結合精準農業技術動態調整密度，確保最佳效益。智能化播種、精準施肥和病蟲害綜合防治等技術的應用，進一步提升了密植栽培的科學性和可操作性。未來應加強區域性試驗研究，適應不同生態條件，提高玉米生產的穩定性和可持續性，為糧食安全和農業高質量發展提供保障。

參考文獻

[1] 龍桂秋，劉顯永.不同栽培方式和種植密度對玉米生產的影響[J].河北農機，2024（16）：72-74.

[2] 郭燕梅，李慧，范昭能，等.不同栽培方式和種植密度對玉米生產的影響[J].四川農業科技，2023（9）：5-8.

[3] 趙軍，楊珍，張德，等.不同種植密度對制種玉米母本生長特性及產量的影響[J].中國種業，2024（5）：79-82+87.

[4] 吳思，周迎鑫，羅薇，等.不同栽培模式對夏玉米產量和抗倒性的影響[J].河南農業科學，2023，52（4）：42-50.

[5] 徐曼，陶玉田，孫靜.淺談不同栽培管理因素對玉米生長發育和產量的影響[J].現代化農業，2024（11）：24-26.