CN109220633A

CN109220633A - 一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术

Info

Publication number: CN109220633A
Application number: CN201710406803.0A
Authority: CN
Inventors: 韩清芳; 刘铁宁; 贾志宽
Original assignee: Northwest A&F University
Current assignee: Northwest A&F University
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2019-01-18

Abstract

本发明公开了一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术，即垄宽60cm，垄高为15cm，沟宽120cm，垄种1行、沟种2行玉米植株的垄沟立体种植技术，种植密度为67500株/hm²，行距60cm，株距24～25cm。该种植技术基于地面构建的垄沟状微地形，形成玉米群体内个体垂直高度的差异，进一步形成玉米叶层错位分布，可有效改善冠层透光率，在籽粒灌浆中后期维持较高的绿叶面积指数及较长的绿叶面积高值持续期，显著增强沟内玉米植株的光合性能，成熟期积累较高干物重，最终收获较高玉米籽粒产量，提高夏玉米的光能利用效率。该种植技术具有操作简单、技术易掌握、成本低、易于推广的优点。

Description

一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术

技术领域

本发明属于作物种植技术领域，具体涉及一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术。

背景技术

研究发现，至2050年，全球谷物需求增长约56％，其中对玉米的需求就占到45％。如何挖掘玉米高产潜力以满足巨大的粮食需求成为当前高产栽培急需解决的关键问题。光合作用是作物产量形成的基础，而冠层结构是影响作物光分布及光合特性的重要因素。因此，如何改善冠层光照条件，使玉米在籽粒灌浆中后期维持高效冠层结构及较高的群体生产能力是我们急需解决的关键科学问题。

微地形改造是人类根据科学研究或改造自然的实际需求，有目的的对地表下垫面原有形态结构进行的二次改造和整理，从而形成大小不等、形状各异的微地形。通过微地形改造形成的不同垄沟种植模式，可显著改善土壤的通气性及冠层光照、湿度和CO₂等作物生长的微环境，对良好冠层结构的构建及作物产量提升具有重要意义。此外，垄沟种植亦可增加作物对养分的吸收利用，提高作物对土壤养分的利用效率，从而促进产量的增加垄沟种植模式亦显著提高了水分利用效率。

前人针对垄沟种植模式对作物生长的微环境及水分利用效率的调控效应已开展了相关研究，但大多仅限于垄作或者沟播。而垄、沟均种植作物的立体种植模式可直接改变作物群体中个体的生态位，人为形成叶层错位分布，可有效改善冠层光照条件，对作物高光效群体构建及产量的调控和玉米光能利用效率的提高具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术存在问题，本发明的目的在于，提供一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术，该技术方法可显著提高夏玉米籽粒灌浆期间光能利用效率及籽粒产量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

①通过机械或人工作业，在农田地面构建垄宽60cm、垄高为15cm、沟宽120cm的垄沟相间的微地形；②在垄沟交界处和沟中间位置分别开沟施肥。施肥种类和量分别为纯氮112.5kg hm^-2、P₂O₅120kg hm^-2、K₂O 96kghm^-2，施肥深度为8～10cm；③分别在垄上和沟内种植夏玉米。垄中间位置种植1行、沟中距离垄底30cm的位置分别种植2行玉米，行距60cm，株距24～25cm；④在玉米大喇叭口期，行间开沟追施氮肥纯氮112.5kg hm^-2，施肥深度5～8cm；⑤基于地面沟垄相间的微地形，形成玉米群体内个体垂直高度的差异，进一步形成叶层错位分布，改善了夏玉米冠层中下部光照环境；⑥延缓沟内玉米植株叶片衰老进程，在籽粒灌浆中后期维持较高的绿叶面积和绿叶面积高值持续期，光合性能明显增强；⑦较传统种植模式而言，成熟期收获较高籽粒产量，提高玉米的光能利用效率。

本发明的垄沟均种植玉米的垄沟立体种植技术模式，基于地面沟垄相间的微地形，形成玉米群体内个体垂直高度的差异，促成不同部位叶片错位分布，在垄沟系统中构建了“波浪式”群体结构，能有效改善冠层光照条件，显著增加了冠层中下部叶层透光率；延缓了沟内植株绿叶面积的衰老进程，使其在籽粒灌浆中后期维持较高的绿叶面积及较长的绿叶面积持续期；同时沟内植株光合性能明显增强，成熟期积累较高干物质，最终收获较高籽粒产量，提高了夏玉米的光能利用效率。

本发明提供的提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术，解决了现有夏玉米生产中生长后期因光照不足造成的冠层中下部叶片早衰、光合能力下降，产量潜力难以发挥等问题。该技术具有操作简单，技术易掌握、成本低、可控性强，易于生产应用的优点。

经试验证明，与传统平作种植模式(T₀)相比(图1)，本发明垄沟立体种植垄种1行沟种2行的种植技术模式(T₂)垄上植株净株高略小于平作植株，沟中植株净株高略高于平作植株；垄种1行沟种1行的技术模式(T₁)垄上和沟内植株净株高略小于平作植株，但差异均未达到显著水平(图2)。

就群体高度而言，15cm垄高使本发明垄上植株的群体高度均显著高于沟播，高出幅度为4.4％～6.5％(图2)。垄沟种植使相邻的种植行间形成垂直高度差，促成植株错位分布，形成高低镶嵌的冠层结构，有利于改善冠层光照条件。

垄沟立体种植技术可显著改善冠层不同层次透光率。本发明垄沟立体种植技术在玉米灌浆后期穗位层和底层透光率显著增加，较传统平作种植模式增加幅度分别为22.8％和47.1％(图3)。

本发明垄沟立体种植技术在玉米大喇叭口期，垄种1行沟种2行种植模式(T₂)及垄种1行沟种1行种植模式(T₁)沟内玉米穗位叶净光合速率(P_n)均显著高于对照及垄上植株。随籽粒灌浆进程的推进，沟中植株光合优势更加明显，而垄上植株P_n则小于对照。然而，与T₁处理相比，本发明T₂种植模式沟内植株P_n略低，但差异并不显著。乳熟期，T₁处理沟中植株P_n较对照及本发明T₂处理沟中植株分别增加29.3％和4.1％(图4)

本发明垄种1行沟种2行处理(T₂)植株相对叶绿素含量(SPAD)值表现规律与P_n一致(图5)，同样表现为沟中植株SPAD值显著高于传统平作种植模式，且高出对照7.8％。

本发明垄沟立体种植的垄种1行沟种2行种植模式(T₂)及垄种1行沟种1行种植模式(T₁)沟中植株单株绿叶面积均显著高于对照及垄上植株(图6)。随籽粒灌浆进程的推进，优势更为明显。生理成熟期，本发明垄种1行沟种2行种植模式(T₂)与垄种1行沟种1行技术模式(T₁)的沟中植株单株绿叶面积较对照分别增加20.8％和22.5％。由此可知，垄沟种植模式延缓了沟中植株单株绿叶面积的衰老，使其在籽粒灌浆中后期维持较高的单株绿叶面积。此外，与本发明种植模式(T₂)相比，T₁处理沟中植株在籽粒灌浆期间维持略高的单株绿叶面积，但二者差异并不显著。

单就垄上或沟中植株群体LAI而言，沟中植株LAI显著高于垄上，且本发明沟中玉米LAI显著高于T₁。总体而言，本发明垄种1行沟种2行垄沟种植模式(T₂)与垄种1行沟种1行技术模式(T₁)的LAI均显著高于对照，且T₂种植模式的LAI显著高于T₁。由此可知，本发明垄种1行沟种2行垄沟种植模式(T₂)因其具有较多的沟中植株(具有较高的单株绿叶面积)，故在籽粒灌浆中后期维持较高的LAI(图7)。

本发明垄种1行沟种2行垄沟种植模式(T₂)在成熟期积累了较多干物重，较传统种植模式(T₀)增幅为17.1％(图8)。

本发明垄沟立体种植模式对籽粒产量及产量组成因素的调控效应显著(图9)。与传统种植模式(T₀)及垄种1行沟种1行种植模式(T₁)相比，本发明垄种1行沟种2行种植模式(T₂)成熟期收获最高的籽粒产量。较传统种植模式而言，本发明T₂种植模式籽粒产量三年较传统种植模式分别增加27.2％、18.3％和31.9％，T₁种植模式三年籽粒产量较对照分别增加13.3％、10.0％和6.2％。由此可知，本发明垄种1行沟种2行垄沟立体种植模式T₂对产量提升效应更为明显。从籽粒产量组分分析本发明产量增加的原因，发现本发明产量增加主要是由于其粒重的大幅提高所致。

本发明垄沟立体种植模式显著提高了玉米的光能利用率(图10)。较传统种植模式(T₀)而言，垄沟1行沟种2行处理和垄种1行沟种1行处理(T₁)和光能利用率高出幅度分别为32％和12.6％。由此可知，本发明垄沟立体种植技术显著提高了玉米光能利用率。

附图说明

图1是不同垄沟种植模式示意图。T₀代表传统平作种植模式；T₁代表垄种1行沟种1行种植模式，T₂代表垄种1行沟种2行种植模式。三种种植模式行距均为60cm，垄高均为15cm；

图2是不同垄沟种植模式植株单株净株高及群体高度。图中作图数据为三个重复的平均值；T₀代表传统种植模式；T₁-ridge和T₁-furrow分别代表T₁处理垄上和沟中植株；T₂-ridge和T₂-furrow分别代表T₂处理垄上和沟中植株，图中作图数据为三个重复的平均值。

图3是不同垄沟种植模式冠层透光率。ES、ER、BS和BR分别表示吐丝期穗位层、成熟期穗位层、吐丝期底层和成熟期底层(地面上45cm处)；T₀代表传统种植模式，T₁代表垄种1行沟种1行种植模式，T₂代表垄种1行沟种2行种植模式。图中作图数据为三个重复的平均值。

图4是不同垄沟种植模式净光合速率。V12，VT，R3和R6分别代表大口期，抽雄期，乳熟期和成熟期；T₀代表传统种植模式，T₁-ridge和T₁-furrow分别代表T₁处理垄上和沟中植株，T₂-ridge和T₂-furrow分别代表T₂处理垄上和沟中植株。图中作图数据为三个重复的平均值。

图5是不同垄沟种植模式相对叶绿素含量。V12，VT，R3和R6分别代表大口期，抽雄期，乳熟期和成熟期；T₀代表传统种植模式，T₁-ridge和T₁-furrow分别代表T₁处理垄上和沟中植株，T₂-ridge和T₂-furrow分别代表T₂处理垄上和沟中植株。图中作图数据为三个重复的平均值。

图6是不同垄沟种植模式单株绿叶面积。V12，VT，R3和R6分别代表大喇叭口期，抽雄期，乳熟期和成熟期；T₀代表传统种植模式，T₁-ridge和T₁-furrow分别代表T₁处理垄上和沟中植株，T₂-ridge和T₂-furrow分别代表T₂处理垄上和沟中植株。同一试验年份标以不同小写字母表示5％水平差异显著性。

图7是不同垄沟种植模式叶面积指数。V12，VT，R3和R6分别代表大口期，抽雄期，乳熟期和成熟期；T₀代表传统种植模式，T₁-ridge和T₁-furrow分别代表T₁处理垄上和沟中植株，T₂-ridge和T₂-furrow分别代表T₂处理垄上和沟中植株。同一生育时期标以不同小写字母表示5％水平差异显著性。

图8是不同垄沟种植模式成熟期干物重图。T₀代表传统种植模式，T₁代表垄种1行沟种1行种植模式，T₂代表垄种1行沟种2行种植模式。同一试验年份标以不同小写字母表示5％水平差异显著性。

图9是不同垄沟种植模式籽粒产量及产量组分图。T₀代表传统种植模式，T₁代表垄种1行沟种1行种植模式，T₂代表垄种1行沟种2行种植模式。同一试验年份标以不同小写字母表示5％水平差异显著性。

图10是不同垄沟种植模式光能利用率。T₀代表传统种植模式，T₁代表垄种1行沟种1行种植模式，T₂代表垄种1行沟种2行种植模式。同一试验年份标以不同小写字母表示5％水平差异显著性。

下面结合附图和发明人给出的具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明的技术原理是通过垄沟微地形改造，构建不同垄沟立体种植模式，直接改变玉米群体中个体的生态位，人为形成叶层错位分布，有效改善冠层光照条件，延缓籽粒灌浆中后期叶源衰老进程，使玉米在籽粒有效灌浆期维持较高的绿叶面积指数及较长的绿叶面积持续期，进而促进光合产物积累，提升籽粒产量。

为使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，以下是发明人给出的具体实施例和试验例来进一步说明本发明的有益效果：

实施例1

一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术，具体包括下列步骤：1)通过机械或人工作业，在农田地面构建垄宽60cm、垄高为15cm、沟宽60cm的垄沟相间的微地形；2)在垄沟交界处开沟施肥。施肥种类和量分别为纯氮112.5kg hm^-2、P₂O₅120kg hm^-2、K₂O96kg hm^-2，施肥深度为8～10cm；3)分别在垄上和沟内种植夏玉米：垄中间位置和沟中间位置分别种植1行玉米，行距60cm，株距24～25cm；4)在玉米大喇叭口期，行间开沟追施氮肥纯氮112.5kg hm^-2，施肥深度5～8cm；5)基于地面沟垄相间的微地形，形成玉米群体内个体垂直高度的差异，进一步形成叶层错位分布，改善夏玉米冠层光照环境，提高光能利用效率。

实施例2

一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术，具体包括下列步骤：1)通过机械或人工作业，在农田地面构建垄宽60cm、垄高为15cm、沟宽120cm的垄沟相间的微地形；2)在垄沟交界处和沟中间位置分别开沟施肥。施肥种类和量分别为纯氮112.5kg hm^-2、P₂O₅120kghm^-2、K₂O 96kg hm^-2，施肥深度为8～10cm；3)分别在垄上和沟内种植夏玉米。垄中间位置种植1行、沟中距离垄底30cm的位置分别种植2行玉米，行距60cm，株距24～25cm；4)在玉米大喇叭口期，行间开沟追施氮肥纯氮112.5kg hm^-2，施肥深度5～8cm；5)基于地面沟垄相间的微地形，形成玉米群体内个体垂直高度的差异，进一步形成叶层错位分布，改善夏玉米冠层光照环境，提高光能利用效率。

试验例

1、试验设计及方法

1.1试验设计

1.1.1试验区自然概况

试验于2013-2015年连续三年在陕西省杨凌区西北农林科技大学(108°04′E，34°20′N)农作试验一站进行。该站位于秦岭北麓、渭河平原西部的头道塬上，海拔454.8m。近20年年均气温13.5℃，极端最高气温42℃，极端最低气温-19.4℃，年均日照时数为2196h，无霜期220d，光照充足，属暖温带半湿润偏旱气候，春季降水偏少、干旱，年平均降水量580.5mm，雨量主要集中在7、8、9三个月，平均蒸发量993.2mm，干旱指数为1.3～1.59，试验地土壤类型为塿土，pH值8.5，养分状况如表1所示。前茬作物为小麦。试验期间气象条件如表2所示。

表1试验地0-60cm土层土壤养分状况

1.1.2试验材料与设计

选用生产上大面积推广的紧凑型玉米品种郑单958为试验材料，种植密度为67500株hm^-2，行距为60cm。三玉米生长季播种分别于2013年6月8日、2014年6月16日和2015年6月15日进行，三叶期间苗，并于2013年9月28日、2014年10月5日和2015年10月8日收获。设置三种垄沟种植模式，垄种1行沟种1行处理(T₁)，垄种1行沟种2行处理(T₂)，以传统平作为对照(T₀)，垄高均为15cm。

采用随机区组设计，小区面积3m×12m，3次重复。各小区均施纯氮225kg hm^-2、P₂O₅120kg hm^-2、K₂O 96kg hm^-2。氮肥以开沟形式于拔节期施入50％，大喇叭口期施入50％；P₂O₅、K₂O则全部底施。在整个生育期内保证良好的水分供应，及时浇水、除草、灭虫，保证植株有良好的生长环境。

1.1.3试验仪器

LP-80冠层分析仪(美国Decagon公司产)、手持式SPAD502叶绿素含量测定仪(日本美能达公司产)、LI-6400光合仪(美国LI-COR产)。

1.2方法

1.2.1净株高及群体高度

在吐丝期，每小区选取5株具有代表性的植株测定株高(地面至植株雄穗最高位置的垂直高度)。垄种群体高度＝净株高+垄高(15cm)。所有垄沟立体种植处理垄、沟分别5株。

1.2.2冠层透光率(LT)

采用LP-80冠层分析仪，于开花期和灌浆中期(吐丝后30d)选择晴朗无风的天气，将棍棒式探头平行横伸于行内测定群体冠层上方、穗位叶层和群体底部(距地表10cm处)透光率，每个小区5个重复。其中垄、沟各种1行处理测定位置为垄沟际；垄种1行、沟种2行的处理测定位置为垄沟际和沟内两行玉米行间分别测定，计算平均值。

透光率(％)＝I/I₀×100％

式中，I₀为冠层上方无障碍物时的光照强度，I为通过一定叶层之后的辐射强度。

1.2.3净光合速率(P_n)

于开花授粉前选择生长一致且有代表性植株5株挂牌标记，于大口期、抽雄期、乳熟期和生理成熟期选择晴朗无云的天气，于上午10：00至12：00用Ciras-II型便携式光合仪(PP-Systems，UK)测定穗位叶净光合速率。其中垄沟立体种植处理垄、沟植株分别测定。

1.2.4相对叶绿素含量(SPAD值)

于大口期、抽雄期、乳熟期和生理成熟期，利用手持式SPAD502叶绿素含量测定仪(日本美能达公司产)测定穗位叶相对叶绿素含量，每处理测定10片叶，其中垄沟立体种植处理垄、沟植株分别测定，每处理重复3次。

1.2.5叶面积指数(LAI)

从每小区垄、沟分别选取有代表性且长势一致的健康植株5株，于大口期、抽雄期、乳熟期和生理成熟期用长宽法测定绿叶面积，单叶叶面积＝L(叶片最大长度)×W(最大宽度)×0.75，LAI＝单株叶面积×单位土地面积株数/单位土地面积。

1.2.6干物重

在生理成熟期，每小区垄、沟分别选取生长发育一致且有代表性的地上部植株5株，将植株分为穗位叶、其他叶、茎秆(包括茎鞘)、穗轴、雄穗、苞叶和籽粒。于105℃烘箱杀青30mins，80℃烘干至恒重，称重，计算公顷干物质积累量。垄沟各种一行处理群体干物质积累量＝垄群体干物质积累量×1/2+沟群体干物质积累量×1/2

垄种一行、沟种两行群体干物质积累量＝垄群体干物质积累量×1/3+沟群体干物质积累量×2/3

1.2.7产量及产量构成因素

在生理成熟期，每小区选取中间3行玉米，随机选取30个果穗进行拷种，包括穗行数、行粒数、秃顶长、千粒重等。收获穗全部脱粒后自然风干，用水分仪测定水分后，按14％含水量计算公顷产量。

垄、沟各种一行的处理群体产量＝垄上产量×1/2+沟内产量×1/2；

垄种一行、沟种两行的处理群体产量＝垄上产量×1/3+沟内产量×2/3。

1.2.8光能利用率

生物量的积累和太阳辐射之间的关系是由1977年蒙德斯提出的公式DMd＝RUE×Q，DMd指的是作物每天地上部分的生物量总和，Q指的是每天冠层截获光，而Q和每天太阳辐射总量Q₀的关系是由

Varlet-Grancher 1989年提出的公式。Q＝Q₀×(1-e^K×LAI)。Q₀指的是每天太阳辐射总量；K是消光系数；LAI指得叶面积系数。

光能利用率计算公式：

式中：RUE(％)为实际光能利用率，∑Q(MJ/m²)为一定时期内累积的太阳总辐射，M(kg/hm²)为一定时期内单位面积上形成的干物质量(实际生物量含水率以14％计)，h(kJ/kg)为单位干物质燃烧释放的热量，标准为：

玉米：18.01×10³kJ kg^-1(籽粒：18.59×10³kJ kg^-1；秸秆：17.50×10³kJ kg^-1)。玉米生长期总辐射：2013为2163MJ/m²；2014为2324MJ/m²；2015为2327MJ/m²。

1.2.9数据处理

采用Microsoft excel 2007和Sigmaplot 10.0软件处理试验数据和图表，采用DPS 7.05版软件进行数据统计与分析和差异显著性检验(LSD法)。

2、试验分析与结果

2.1单株净株高及群体高度

图2为不同垄沟种植模式玉米单株净株高及群体高度。从图2可以看出，不同垄沟种植模式对玉米单株净株高及群体高度的调控效果不同。较传统种植模式(T₀)而言，垄种1行沟种1行处理(T₁)单株净株高略低，而垄种1行沟种2行处理(T₂)单株净株高则略高于T₀，然而差异并不显著。此外，垄上植株的群体高度显著高于沟中植株。垄沟种植模式基于玉米群体内个体垂直高度的差异，形成叶层错位分布，改善了冠层中下部光照环境。

2.2冠层透光率

图3为不同垄沟种植模式玉米穗位层和底层透光率。由此可知，垄沟种植模式对吐丝期和成熟期冠层不同层次透光率影响效应显著。垄沟1行沟种1行处理(T₁)与垄种1行沟种2行处理(T₂)穗位层和底层透光率均显著高于传统种植模式，但T₁与T₂处理相同层次透光率差异并不显著。三个玉米生长季T₂处理穗位层和底层透光率较传统种植模式平均增加22.8％和47.1％。

2.3净光合速率

图4为不同垄沟种植模式玉米穗位叶净光合速率。大口期，本发明垄种1行沟种2行种植模式(T₂)及垄种1行沟种1行种植模式(T₁)P_n均显著高于对照及垄上植株。随籽粒灌浆进程的推进，沟中植株光合优势更加明显。然而，与T₁处理相比，本发明T₂种植模式P_n略低，但差异并不显著。乳熟期，T₁处理沟中植株P_n较对照及本发明T₂处理沟中植株分别增加29.3％和4.1％。

2.4SPAD值

图5为不同垄沟种植模式玉米穗位叶叶绿素相对含量。2013、2014和2015生长季不同垄沟种植模式SPAD值表现趋势与P_n一致。大口期，垄沟种植模式SPAD值与传统种植模式差异并不显著。然而，自抽雄后沟中植株SPAD值显著高于垄上及传统模式植株。三生长季T₁和T₂沟中植株平均SPAD值分别高出对照11.1％和7.8％。

2.5单株绿叶面积

图6为不同垄沟种植模式玉米单株绿叶面积。由图可知，不同垄沟种植模式对垄上及沟中植株单株绿叶面积影响效应显著。本发明种植模式(T2)及垄种1行沟种1行种植模式(T₁)沟中植株单株绿叶面积均显著高于对照及垄上植株。随籽粒灌浆的进行，优势更为明显。生理成熟期，T₁处理与本发明种植模式(T₂)沟中植株单株绿叶面积较对照分别增加22.5％和20.8％。由此可知，垄沟种植模式延缓了沟中植株单株绿叶面积的衰老，使其在籽粒灌浆中后期维持较高的单株绿叶面积。此外，与本发明种植模式(T₂)相比，T₁处理沟中植株在籽粒灌浆期间维持略高的单株绿叶面积，但二者差异并不显著。

2.6绿叶面积指数

图7为不同垄沟种植模式玉米绿叶面积指数。单就垄上或沟中植株群体LAI而言，沟中植株LAI显著高于垄上，且T₂沟中LAI显著高于T₁。总体而言，本发明垄沟种植模式(T₂)与T₁处理LAI均显著高于对照，且T₂处理LAI显著高于T₁。由此可知，垄种1行沟中2行处理因其具有较多的沟中植株(具有较高的单株绿叶面积)，故在籽粒灌浆中后期维持较高的LAI。

2.7成熟期干物重

图8为不同垄沟种植模式玉米成熟期干物重。三年试验结果表明，垄沟种植模式对成熟期干物重调控效应显著。与传统种植模式相比，垄种1行沟中1行处理与垄种1行沟中2行处理成熟期干物重均显著增加，且T₂处理成熟期干物重显著高于T₁处理。与传统种植模式相比，本发明垄沟种植模式(T₂)与T₁处理成熟期积累较多干物重，较传统种植模式(T₀)增幅分别为17.1％何7.4％(图8)。由此可知，垄种1行沟中2行处理对成熟期干物重的增加效应给为明显。

2.8产量及产量构成

图9为不同垄沟种植模式玉米籽粒产量及产量构成因素。由图可知，不同垄沟种植模式对籽粒产量及产量组分调控效应显著。与传统种植模式(T₀)及垄种1行沟种1行种植模式(T₁)相比，本发明垄种1行沟种2行种植模式(T₂)成熟期收获最高的籽粒产量。T₁处理三年籽粒产量较对照分别增加13.3％、10.0％和6.2％，而本发明T₂处理籽粒产量三年较传统种植模式分别增加27.2％、18.3％和31.9％。由此可知，本发明种植模式对产量提升效应更为明显。从籽粒产量组分分析本发明产量增加的原因发现，本发明产量增加主要是由于其粒重的大幅提高所致。

2.9光能利用率

图10为不同垄沟种植模式玉米光能利用率。由图可知，不同垄沟种植模式对光能利用率调控效应显著。垄沟种植模式显著提高了玉米光能利用率。较传统种植模式(T₀)而言，垄种1行沟种1行处理(T₁)和垄沟1行沟种2行处理光能利用率高出幅度分别为12.6％和32％。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均应视为本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术，其特征在于：

通过机械或人工作业，在农田地面构建垄宽60cm、垄高15cm、沟宽120cm的沟垄相间的微地形；

2.在垄沟交界处和沟中间位置分别开沟施肥。施肥种类和量分别为纯氮112.5kg hm^-2、P₂O₅120kg hm^-2、K₂O 96kg hm^-2，施肥深度为8～10cm；

3.分别在垄上和沟内种植夏玉米。垄中间位置种植1行、沟中距离垄底30cm的位置分别种植2行玉米，行距60cm，株距24～25cm；

4.在玉米大喇叭口期，行间开沟追施氮肥纯氮112.5kg hm^-2，施肥深度5～8cm；

5.基于地面沟垄相间的微地形，形成玉米群体内个体垂直高度的差异，进一步形成叶层错位分布，改善了玉米冠层中下部光照环境；

6.延缓沟内植株叶片衰老进程，在籽粒灌浆中后期维持较高的绿叶面积和绿叶面积高值持续期，光合性能明显增强；

7.较传统种植模式而言，成熟期收获较高籽粒产量，提高玉米的光能利用效率。