趙　凡

(甘肅省榆中縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 甘肅 榆中 730100)

?

基于Richards模型的全膜雙壟溝播與傳統(tǒng)栽培模式玉米生長勢差異研究

趙凡

(甘肅省榆中縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 甘肅 榆中 730100)

應(yīng)用Richards生長方程，以春玉米為材料，設(shè)了3種栽培處理，從動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的角度，研究大田條件下全膜雙壟溝播模式與傳統(tǒng)栽培模式玉米的生長勢特征差異及對產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明： 3種處理株高、單株葉面積、單株可見葉數(shù)生長積累量均呈“慢—快—慢”的S型Richards模型曲線變化；全膜雙壟溝播玉米各指標(biāo)的生長累積Richards曲線和生長速率及速率變化率曲線形態(tài)與半膜和露地對照相比有明顯差異，其生長起始勢(R0)高，生長勢指標(biāo)進(jìn)入指數(shù)和穩(wěn)定生長階段早于對照8～20 d；最大生長速率及出現(xiàn)的時(shí)間都明顯高于和早于露地對照，全膜雙壟溝播玉米的株高最大增長速率為6.755 cm·d-1，是對照的1.384倍；單株綠葉面積最大增長速率為330.6 cm2·d-1·株-1，是對照的1.391倍；單株可見葉數(shù)最大增長速率為0.412 片·d-1·株-1，是對照的1.383倍；全膜雙壟溝播玉米增長速率變化幅度大，呈現(xiàn)加速快但減速也快的特點(diǎn)；穩(wěn)定增長階段明顯增長，為露地對照的1.493～1.618 倍。全膜雙壟溝播使作物在生長后期將更多的能量分配給了生殖生長，使玉米葉片后期早衰速度減慢，利于玉米抽雄授粉和灌漿，表現(xiàn)較高的穗粒數(shù)、粒葉比和百粒重，顯著提高產(chǎn)量。

玉米；全膜雙壟溝播；生長勢；Richards模型

近幾年，全膜雙壟溝播技術(shù)[1]因其具有良好的增溫、聚水和保墑效果，在北方旱作區(qū)大面積推廣應(yīng)用的過程中取代了傳統(tǒng)的露地和半膜覆蓋模式，該技術(shù)模式較露地和半膜覆蓋模式使玉米等作物增產(chǎn)30%以上[2-7]，這與玉米在全膜雙壟溝播栽培模式下生長勢的變化直接相關(guān)[3]，因此，研究全膜雙壟溝播模式玉米生育期內(nèi)的生長勢動(dòng)態(tài)變化特征對實(shí)現(xiàn)玉米的持續(xù)高產(chǎn)具有重要意義。玉米生長勢的動(dòng)態(tài)變化的研究以往針對傳統(tǒng)的露地和半膜覆蓋模式栽培玉米較多[8-10]。而在全膜雙壟溝播模式玉米生長勢動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型利用方面的對比研究鮮見報(bào)道。本研究以春玉米為試驗(yàn)材料，以當(dāng)前對生物生長過程描述最準(zhǔn)確、適應(yīng)性最強(qiáng)的4參數(shù)非線性Richards生長方程[10-11]為擬合模型函數(shù)，以對玉米形態(tài)及長勢和產(chǎn)量有主要影響的株高、單株葉面積、單株可見葉數(shù)為生長勢性狀指標(biāo)，以時(shí)間變量相對生長天數(shù)為自變量，建立動(dòng)態(tài)模型，并通過推導(dǎo)出的特征參數(shù)對其動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行定量分析。明確全膜雙壟溝播模式玉米與傳統(tǒng)栽培模式玉米在生育期間的生長勢差異特征，揭示全膜雙壟溝播種植技術(shù)的增產(chǎn)機(jī)制，為旱地全膜雙壟溝播技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2010年在甘肅省榆中縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心試驗(yàn)地進(jìn)行。該區(qū)海拔1 874 m，年平均氣溫6.7℃，年輻射總量5 483.98 MJ·m-2，年日照時(shí)數(shù)2 665.9 h，≥10℃積溫2 366.1℃，無霜期120 d，屬典型的中溫帶干旱、半干旱性大陸內(nèi)地氣候，作物一年一熟，無灌溉，為典型的旱地雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)。年均降雨量412.5 mm，降水相對變率為19%，4—9月降水量占全年降水量的87%，蒸發(fā)量1 406 mm。 試驗(yàn)地土壤為黑壚土，0～30 cm土層平均容重1.37 g·m-3，田間持水量23%，永久凋萎系數(shù)為6.5%。2010年玉米全生育期降雨332.3 mm，主要集中在5、8、9月份。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以春玉米品種”臨單217”為材料。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)處理：A處理，全膜雙壟溝播，用1.2 m寬地膜覆蓋;B處理，半膜覆蓋壟作；C處理，露地壟作(CK)。每處理3次重復(fù)。玉米全部采用寬窄行種植(70 cm/40 cm),小區(qū)面積6 m×5 m=30 m2),種植密度6萬株·hm-2，試驗(yàn)執(zhí)行期間不進(jìn)行耕作，基肥在2010年春季整地時(shí)翻施，起壟覆膜前在種植行間施用種肥，施肥量為N 225 kg·hm-2、P 130 kg·hm-2、K 120 kg·hm-2。全膜雙壟溝播處理2010年播種前在整好的農(nóng)田用起壟器起雙壟，起壟覆膜模式及田間管理按“旱地玉米雙壟面集雨全膜覆蓋溝播栽培技術(shù)”[1]進(jìn)行，行距即按大壟寬70 cm，高15 cm，小壟寬40 cm，高20 cm。溝寬小于3 cm，處理A用1.2 m寬地膜覆蓋，玉米播種在大小弓形壟中間的播種溝內(nèi)，株距30 cm。每個(gè)播種溝對應(yīng)一大一小兩個(gè)集水壟面。露地壟作起平頂壟，寬70 cm，高15 cm，壟間溝寬40 cm，半膜覆蓋壟作起壟模式與露地壟作完全一致，壟上覆蓋80 cm地膜，膜與膜相接縫在壟溝內(nèi)。地膜厚度均為0.008 mm。露地壟作與半膜覆蓋壟作玉米在壟上播種兩行，行距40 cm，株距30 cm。4月30日播種，10月15日收獲。

1.3測定項(xiàng)目及分析方法

1.3.1生長勢指標(biāo)測定為提高生長模型的模擬精度，在玉米三葉期，各小區(qū)選取生長一致的5株掛牌標(biāo)記，采用田間活體無損跟蹤測量的方法測定株高、單株葉面積、單株可見葉數(shù)。從三葉期至成熟每隔7 d在田間測量一次，株高用直尺測量；葉面積用直尺測量每株各有效葉片的葉長(Li)和最大葉寬(Bi)；記錄可見葉數(shù)。

(1)

式中，m為單株可見葉數(shù)。

1.3.2生長模型和參數(shù)意義采用當(dāng)前對生物生長過程描述最準(zhǔn)確、適應(yīng)性最強(qiáng)、具有可塑性的4參數(shù)非線性Richards生長方程[10-11]，以玉米株高、單株可見葉數(shù)、單株葉面積為因變量(Y)，以播后相對生長天數(shù)為自變量(t)建立玉米生長勢指標(biāo)隨自變量變化的動(dòng)態(tài)模型方程[10-11]。

(2)

式中，Y為生長勢指標(biāo)，t為相對生長天數(shù)即自變量；A為終極生長量，是累積生長的飽和值或稱之為生物學(xué)上限；b為初值參數(shù)，k是生長速率參數(shù)，m為形狀參數(shù)。對Richards方程求一階導(dǎo)數(shù)得生長速率方程Y′：

(3)

生長起始勢：

R0=km

(4)

對Richards方程求二階導(dǎo)數(shù)得生長速率變化率Y″:

(5)

當(dāng)Y″=0(mbexp(-kt)-1)=0時(shí)為生長速率的高峰期，也是生長累積曲線的拐點(diǎn)，生長速率由快變慢的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。其時(shí)間tpoi可由式(6)表示：

tpoi=ln(bm)/k

(6)

此時(shí)生長量Ypoi和最大生長速率Y″poi分別為：

(7)

(8)

生長速率為最大時(shí)的生長量與生長終值量比值：

I=Ypoi/A

(9)

生長速率曲線有兩個(gè)拐點(diǎn)：

(10)

以此確定生長過程的早期即初始生長階段(0～t1)、中期即指數(shù)生長階段(t1～t2)、后期即穩(wěn)定生長階段(t2～t99)，即3個(gè)不同速率和速率變化率的階段，其中t1是初始生長階段與指數(shù)生長階段的分界點(diǎn)，t2是指數(shù)生長階段與穩(wěn)定生長階段的分界點(diǎn)，時(shí)間tpoi為長勢指標(biāo)生長速率的高峰期，也是其生長累積曲線(圖1)拐點(diǎn)對應(yīng)x軸的位置點(diǎn)，是生長速率由快變慢的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，為生長動(dòng)態(tài)速率曲線的極大值對應(yīng)x軸的位置點(diǎn)(圖2)。也是生長動(dòng)態(tài)速率變化率曲線(圖3)與x軸的交點(diǎn)，即生長速率變化率為0的點(diǎn)。

1.3.3產(chǎn)量及其構(gòu)成因素對掛牌標(biāo)記測定的5株植株成熟后進(jìn)行室內(nèi)考種。測定株高、穗位高、穗長、穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重，粒葉比=最終總粒數(shù)/吐絲期群體葉面積[12]。每小區(qū)按實(shí)收計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.4數(shù)據(jù)處理為了使不同模式Richards方程曲線之間便于比較研究，利用歸一化方法[13]將2010年3個(gè)處理播后至試驗(yàn)記錄結(jié)束的生長日數(shù)、株高、單株可見葉數(shù)、單株葉面積換算為相對值，取值范圍均為0～1。計(jì)算方法為：Yi=Xi/Xmax,其中Xmax為玉米播種后至試驗(yàn)記錄結(jié)束時(shí)各個(gè)指標(biāo)的最大值，Xi為測量記錄值，然后用DPS7.5系統(tǒng)進(jìn)行擬合[14]，建立具有生物學(xué)意義的生物生長變化模型。結(jié)合公式(3)～(10)用Excel2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，求得相關(guān)參數(shù)并制圖。

2　結(jié)果與分析

2.1不同處理玉米植株生長勢的Richards動(dòng)態(tài)模型特征

用播后相對生長日數(shù)做為時(shí)間標(biāo)尺變量建立不同處理玉米株高、單株葉面積、單株葉片數(shù)的Richards動(dòng)態(tài)模型(表1)(圖1)，通過時(shí)間變量的變化，對生長過程準(zhǔn)確描述。隨生長時(shí)間的增加，不同處理株高、單株葉面積、單株可見葉數(shù)生長積累量呈“慢—快—慢”的S型Richards模型曲線變化(圖1)，即前期初始階段增長緩慢，中期指數(shù)階段增長迅速，此后在穩(wěn)定階段又趨于緩慢直至達(dá)到最大值。處理A的各指標(biāo)生長累積曲線均高于對照，擬合的Richards模型參數(shù)估計(jì)值及決定系數(shù)見表1,其決定系數(shù)R2=0.9965～0.9997，說明用Richards方程擬合生長過程是適用的。

表1　各處理玉米株高、單株葉面積、單株葉片數(shù)的Richards方程參數(shù)

不同栽培模式玉米有自身的生長發(fā)育特征，不同處理對玉米株高、單株綠葉面積、單株可見葉數(shù)、關(guān)鍵生育時(shí)期有明顯的影響(表1～3，圖1)。3個(gè)處理的玉米株高、單株綠葉面積的終極生長量A值大小為：A處理>B處理>C處理。但不同處理對單株可見葉數(shù)終極生長量影響不大，A值十分接近(表1)，累積生長曲線末端基本粘合(圖1)，說明玉米總?cè)~數(shù)變化不大，是一個(gè)比較穩(wěn)定的品種特性。

2.2玉米各生長勢指標(biāo)的生長起始勢變化趨勢

不同處理玉米株高、單株葉面積、單株葉片數(shù)的生長起始勢(R0)反映了植株長勢指標(biāo)性狀的增長潛勢，R0值大，相應(yīng)長勢指標(biāo)性狀增長速度快，進(jìn)入快速生長階段早。其達(dá)到最大生長量的時(shí)間早于起始勢R0小的處理。R0值小則進(jìn)入快速生長階段遲，后期生長時(shí)間短，生育期內(nèi)生殖生長階段所占比例下降，不利于籽粒高產(chǎn)。3種處理的株高、單株葉面積、單株可見葉R0值呈A處理高于B、C處理，C處理最小(表3)，說明A處理進(jìn)入快速生長階段早，生育期內(nèi)生殖生長階段占比例大，吐絲抽雄早，授粉灌漿充分，籽粒飽滿，粒葉比、百粒重、出籽率均高于對照(表4)。

2.3玉米各生長勢指標(biāo)的增長速率變化趨勢特征

A處理玉米生長動(dòng)態(tài)速率曲線形態(tài)呈現(xiàn)左尾短、右尾長、高峰高于對照且偏左的特點(diǎn)(圖2)，B和C處理曲線高峰則偏右。由圖3、表3可知，3種處理最大生長速率變化趨勢與生長起始勢變化趨勢相同，各指標(biāo)最大生長速率(tpio拐點(diǎn)，圖2中曲線峰值，圖3中速率變化率曲線與x軸的交點(diǎn)即速率變化率為0的點(diǎn))出現(xiàn)的時(shí)間A處理最高也最早，C處理最低也最遲(圖2，表3)，處理A的株高最大增長速率為6.755 cm·d-1，是對照的1.384倍。

圖1　3個(gè)處理玉米生長動(dòng)態(tài)Richards曲線

單株綠葉面積最大增長速率為330.6 cm2·d-1·株-1，是對照的1.391倍。單株可見葉數(shù)最大增長速率最高的為A處理，為0.412 片·d-1·株-1，是對照的1.383倍。同一處理各指標(biāo)拐點(diǎn)值tpio、t1、t2呈現(xiàn)相近的變化趨勢(表3、圖2、圖3)。A處理株高、單株綠葉面積、單株可見葉數(shù)生長進(jìn)入指數(shù)和穩(wěn)定生長階段要比B、C處理早，初始生長階段均比B、C處理短，為C處理的73.6%～78.9%。指數(shù)生長階段株高比B、C處理長，為C處理的1.069倍，單株綠葉面積、單株可見葉數(shù)比B、C處理短，為C處理的73.6%～82.8%。各指標(biāo)穩(wěn)定生長階段處理A比處理B、C長，為C處理的1.493～1.618倍。

不同處理各指標(biāo)拐點(diǎn)tpio、t1、t2出現(xiàn)的日期與對應(yīng)生育時(shí)期(表2，表3)不同，單株可見葉數(shù)速率變化率三拐點(diǎn)出現(xiàn)最早，單株綠葉面積次之，株高最遲(圖3)。

表3　各處理玉米株高、單株葉面積、單株葉片數(shù)與播后生長日數(shù)的Richards方程曲線拐點(diǎn)和三個(gè)生長階段參數(shù)

注：生長勢指標(biāo)測定最大值中株高為A處理288.6 cm，單株葉面積為A處理9 491.45 cm2，單株葉數(shù)為B處理21.6片。

Note: Determination of the maximum value of the growth potential of the plant height for the A treatment was 288.6 cm, the leaf area per plant for the A treatment was 9 491.45 cm2, and the number of leaves per plant for B processing was 21.6.

表4　各處理玉米植株性狀及產(chǎn)量

生長速率達(dá)最大時(shí)的指標(biāo)生長量與生長終量的百分比，C處理高于A處理，相應(yīng)指標(biāo)達(dá)到最大生長速率時(shí)已完成生長終量的60%左右，說明后期植株增長受到明顯的限制。

3　討　論

1) 不同栽培模式玉米有自身的生長發(fā)育特征，全膜雙壟溝播玉米株高、單株葉面積、單株可見葉數(shù)進(jìn)入指數(shù)和穩(wěn)定生長階段明顯偏早，生長起始勢R0高，最大生長速率及出現(xiàn)的時(shí)間都明顯高于和早于露地對照，穩(wěn)定增長階段較CK明顯增加。

3種處理株高、單株葉面積、單株可見葉數(shù)生長積累量均呈“慢—快—慢”的S型Richards模型曲線變化，即前期初始階段增長緩慢，中期指數(shù)階段增長迅速，此后在穩(wěn)定階段又趨于緩慢直至達(dá)到最大值。 但全膜雙壟溝播玉米植株生長勢Richards動(dòng)態(tài)模型曲線形態(tài)及參數(shù)與半膜和露地對照差異明顯，3個(gè)生長勢指標(biāo)的最大生長速率及出現(xiàn)的時(shí)間都呈現(xiàn)相近的特點(diǎn)：全膜雙壟處理數(shù)值最高，出現(xiàn)時(shí)間也最早，半膜處理次之，露地?cái)?shù)值最低，出現(xiàn)時(shí)間最遲。株高和單株葉面積終極生長量全膜雙壟溝播玉米最大，半膜覆蓋次之，露地對照最小。單株葉數(shù)終極生長量則3種處理基本一致，累積生長曲線末端基本粘合，說明玉米總?cè)~數(shù)相同，這與玉米品種的葉片數(shù)目在同一地區(qū)基本穩(wěn)定的特性一致[15]。

單株葉面積與單株葉數(shù)達(dá)到穩(wěn)定生長階段的時(shí)間早于株高，在7月3—4日正值株高最大增長速率期時(shí)單株葉面積與單株葉數(shù)即進(jìn)入到穩(wěn)定增長階段，此時(shí)正值玉米大喇叭口期，是穗分化的旺盛期，這是決定穗大粒多的關(guān)鍵時(shí)期。株高完成了終極生長量的55%，開始快速生長，而單株葉面積完成了終極生長量的75%，單株葉數(shù)則完成了終極生長量的80%，進(jìn)入后期穩(wěn)定生長階段。說明全膜雙壟處理前期單株葉面積的增加是依靠單株展開葉數(shù)多來實(shí)現(xiàn)的。也說明了玉米生長勢指標(biāo)增長的先后順序及速度各有特點(diǎn)，生長過程就是這樣相互協(xié)調(diào)有規(guī)律地推進(jìn)著，不同栽培模式間玉米生長勢指標(biāo)增長的先后順序一致，生長發(fā)育特征差異主要體現(xiàn)在各玉米生長勢指標(biāo)的增長速度上。

圖2　3個(gè)處理玉米生長動(dòng)態(tài)速率曲線

圖33個(gè)處理玉米生長動(dòng)態(tài)速率變化率曲線

Fig.3Variation curves in growth dynamic rates of maize by three treatments

作物葉片是影響作物光合效率的最重要因素之一，葉片數(shù)量的多少更是直接影響到光合效率和產(chǎn)量的高低[16]，由玉米的穗分化自身的規(guī)律性可知，葉片的出生數(shù)(可見葉數(shù)和展開葉數(shù))也與穗分化有著明顯的穩(wěn)定對應(yīng)關(guān)系。與各營養(yǎng)器官生長均有著一定的相關(guān)性[15-18]，單株葉數(shù)最大增長速率出現(xiàn)時(shí)間在拔節(jié)期前1～10 d，全膜雙壟處理最早，露地處理最遲。此時(shí)的葉齡指數(shù)(相對可見葉數(shù)乘100即為葉齡指數(shù))在55%左右，正值雄穗分化期和雌穗小穗分化期。全膜雙壟處理前期出葉速度快，葉面積擴(kuò)展迅速，葉齡指數(shù)高，相應(yīng)的穗分化及營養(yǎng)器官生長提前，生育進(jìn)程加快，進(jìn)入快速增長階段早，極早達(dá)成了豐產(chǎn)架子。

A處理百粒重出籽率均高于對照C處理(表3)，與穩(wěn)定生長階段比C處理明顯增長有關(guān)，生育期內(nèi)生殖生長階段占比例高，后期綠葉光合面積持續(xù)穩(wěn)定期長[21]，提高了光能利用率。授粉灌漿充分，籽粒飽滿，百粒重出籽率均高于對照，利于高產(chǎn)[22]。

不同處理玉米株高、單株葉面積、單株葉片數(shù)的生長起始勢(R0)反映了植株長勢指標(biāo)性狀的增長潛勢，全膜雙壟溝播玉米R(shí)0值大，相應(yīng)長勢指標(biāo)性狀增長速度快，進(jìn)入快速生長階段早。其達(dá)到最大生長量的時(shí)間早于起始勢R0小的處理。

2) 全膜雙壟溝播玉米各指標(biāo)的生長累積Richards曲線和生長速率及速率變化率曲線形態(tài)與對照相比有明顯差異。

動(dòng)態(tài)速率曲線是一連續(xù)變化的單峰曲線，曲線峰值即為生長速率的最大值。全膜雙壟溝播玉米各指標(biāo)最大生長速率期與對照相比差異明顯，動(dòng)態(tài)速率曲線呈現(xiàn)左尾短、右尾長、高峰高于對照且偏左的特點(diǎn)，所有指標(biāo)的生長速率最大值出現(xiàn)時(shí)間都早于對照。動(dòng)態(tài)速率變化率曲線極大值是初始增長階段進(jìn)入指數(shù)增長階段的拐點(diǎn)，極小值點(diǎn)是指數(shù)增長階段進(jìn)入穩(wěn)定增長階段的拐點(diǎn)，曲線與X軸的交點(diǎn)是增長速率最大值出現(xiàn)的拐點(diǎn)。全膜雙壟溝播玉米各指標(biāo)增長速率變化率極大值都大于對照，極小值都小于對照，增長速率變化幅度較大，呈現(xiàn)增長速率加速快但減速也快的特點(diǎn)。

3) 半膜覆蓋壟作處理玉米的各個(gè)生長勢指標(biāo)隨生長日數(shù)的變化幅度和關(guān)鍵時(shí)點(diǎn)均介于全膜雙壟溝播與露地玉米之間，說明半膜覆蓋壟作處理對玉米植株生長的影響明顯低于全膜雙壟溝播處理。

4) 本研究為了減少取樣引起的個(gè)體間的誤差，提高模型擬合的模擬精度，僅選取了對玉米產(chǎn)量及長勢影響較大且便于活體跟蹤測量的3個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行模型擬合，但對于單株生物量等其他性狀及生理指標(biāo)隨時(shí)間變化的模型研究有待進(jìn)一步進(jìn)行。

4　結(jié)　論

不同栽培模式各生長勢指標(biāo)隨生長日數(shù)的增加呈“慢—快—慢”的S型Richards模型曲線變化，即前期初始階段增長緩慢，中期指數(shù)階段增長迅速，此后在穩(wěn)定階段又趨于緩慢直至達(dá)到最大值。全膜雙壟溝播玉米株高、單株葉面積、單株可見葉數(shù)生長勢指標(biāo)進(jìn)入指數(shù)和穩(wěn)定生長階段早，各生長勢指標(biāo)最大生長速率及出現(xiàn)的時(shí)間都明顯高于和早于露地對照，穩(wěn)定增長階段增加?？梢允褂衩咨谔崆?，有利于作物生長發(fā)育時(shí)間和灌漿時(shí)間的延長，增產(chǎn)效果更加顯著。全膜雙壟溝播玉米生長起始勢高，生長速率變化幅度大，呈現(xiàn)加速快但減速也快的特點(diǎn)。全膜雙壟模式粒葉比高，庫容足，源庫協(xié)調(diào)性好，產(chǎn)量高。半膜覆蓋壟作處理對玉米產(chǎn)量及植株生長的影響明顯低于全膜雙壟溝播模式，生產(chǎn)中應(yīng)繼續(xù)推廣全膜雙壟溝播技術(shù)模式來替代傳統(tǒng)的半膜覆蓋壟作模式，并針對生長勢性狀模型曲線特征進(jìn)行農(nóng)藝管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)。

致謝：甘肅省榆中縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心的農(nóng)藝師何秀云參加了本研究的田間試驗(yàn)記載等工作，謹(jǐn)致謝忱。

[1]趙凡.旱地玉米全膜覆蓋雙壟面集雨溝播栽培技術(shù)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2004,(11):23-24.

[2]趙凡.玉米雙壟面集雨全膜覆蓋技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用前景[J].耕作與栽培，2005，(6):62-63.

[3]趙凡.玉米雙壟全膜模式土壤水分與降水的灰色關(guān)聯(lián)分析及水分利用率研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2009，27(1):89-94.

[4]方彥杰，黃高寶，李玲玲，等.旱地全膜雙壟溝播玉米生長發(fā)育動(dòng)態(tài)及產(chǎn)量形成規(guī)律研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2010，28(4):128-134.

[5]趙凡，金勝利，張光全.旱地全膜雙壟栽培條件下玉米穗部性狀的數(shù)量關(guān)系研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2011，29(6):79-85.

[6]趙凡，崔增團(tuán).高海拔旱作農(nóng)業(yè)區(qū)全膜雙壟溝播玉米肥料效應(yīng)研究[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013,48(4):62-68.

[7]趙凡，陳政仁.全膜雙壟溝播玉米密度對產(chǎn)量及植株性狀的影響研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32(6):125-133.

[8]李向嶺，李從峰，侯玉虹，等.不同播期夏玉米產(chǎn)量性能動(dòng)態(tài)指標(biāo)及其生態(tài)效應(yīng)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012,45(6):1074-1083.

[9]喬嘉，朱金城，趙嬌，等.基于Logistic模型的玉米干物質(zhì)積累過程對產(chǎn)量影響研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,16(5):32-38.

[10]邢黎峰，孫明高，王元軍.生物生長的Richards模型[J].生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)，1998，13(3):348-353.

[11]程毛林.Richards模型參數(shù)估計(jì)及其模型應(yīng)用[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2010，40(12):139-144.

[12]凌啟鴻.作物群體質(zhì)量[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000:458-516.

[13]侯玉虹，陳傳永，郭志強(qiáng)，等.作物高產(chǎn)群體干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建及生長特性分析[J].玉米科學(xué)，2008,16(6):90-95.

[14]唐啟義,馮明光.實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析及其DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社,2002.

[15]曹彬，屈淼泉，薛秋云，等.夏玉米葉片出生與穗分化關(guān)系的研究初報(bào)[J].雜糧作物，2003,23(4):208-221.

[16]郭慶法.中國玉米栽培學(xué)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1986:171-376.

[17]曹彬，張世杰，孫占玉，等.玉米葉齡指數(shù)與穗分化回歸關(guān)系的研究初報(bào)[J].玉米科學(xué)，2005，13(1):86-88.

[18]張養(yǎng)利，李進(jìn)倉，張德倉.16個(gè)玉米新品種葉齡指數(shù)與穗分化關(guān)系的試驗(yàn)初報(bào)[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，(5):14-17.

[19]趙龍飛,李潮海，劉天學(xué)，等.花期前后高溫對不同基因型玉米光合特性及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,45(23):4947-4958.

[20]陶志強(qiáng)，陳源泉，隋鵬，等.華北春玉米高溫脅迫影響機(jī)理及其技術(shù)應(yīng)對探討[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,18(4):20-27.

[21]高玉紅，?？×x,徐銳，等.不同覆膜方式對玉米葉片光合、蒸騰及水分利用效率的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2012,21(5):178-184.

[22]靳小利，杜雄，劉佳麗，等.黃淮海平原北部高產(chǎn)夏玉米群體生理指標(biāo)研究[J].玉米科學(xué)，2012，20(1):79-83.

Research on growth variations of maize by whole film double furrow sowing based on Richards model from traditional cultivation mode

ZHAO Fan

(Agri-techExtensionCenterofYuzhongCounty,Yuzhong,Gansu730100,China)

To investigate the differences in growth characteristics and effects on yield of maize in the field between double furrow sowing with film and the traditional cultivation mode, based on Richards model, a study was carried out through dynamic mathematical method using spring maize under three cultivation treatments. The results showed that plant height, leaf area per plant, the number of visible leaf growth accumulation under three treatments showed a slow-fast-slow curve as Richards model pattern. Significant differences were observed on Richards curve of growth and accumulation for each index, growth rate, and speed variation curve between double furrow sowing with film and the semimembranosus and open plots, showing a high initial growth potential ofR0. Index of growth reaching to exponential and stable growth stage was 8～20 days earlier than that of the control. The maximum growth rate was obviously higher and the emergence time was earlier than those in the hcontrol. The maximum height growth rate of maize plant by double furrow sowing with whole film was 6.755 cm·day-1, 1.512 times as high as that in the control. The maxium growth rate in green leaf area was 330.6 cm2·day-1·plant-1, 1.409 times as high as that in the control. Number of leaves per plant showed maximum growth rate of 0.412 day·plant-1, 1.383 times as high as that in the control. Double furrow sowing with whole film on maize growth rate changed greatly, showing a characteristic of fast acceleration and fast deceleration. A significant growth was observed during the stable growth period, 1.493～1.618 times as high as that in the control. The crops at late growth stage allocate energy for reproductive growth, resulting in slow senescence rate of maize leaf. This allows maize pollination and grain filling, showing high grain number per ear, grain leaf ratio and 100 grain weight, which increases maize yield.

corn; whole field surface plastic mulching and double ridge-furrow planting; growth potential; richards model

1000-7601(2016)04-0211-07

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.04.32

2015-06-23

農(nóng)業(yè)部土壤有機(jī)質(zhì)提升補(bǔ)貼項(xiàng)目(農(nóng)辦財(cái)[2010]75號(hào))

趙凡(1963—)，男，甘肅榆中人，高級農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料及旱作農(nóng)業(yè)研究及推廣工作。 E-mail:bmszhaofan@163.com。

S513

A