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随着新玉米杂交种开发出来，其产量、水分蒸散量和水分利用效率会受到种植密度的显着影响。2019年，最高玉米产量 (16.8吨/公顷) 在101,700棵/公顷密度下观察到，其产量在统计上与88,000棵/公顷密度相似。2020年，最高玉米产量 (17吨/公顷) 来自种植密度88,000棵/公顷。种植密度88,000棵/公顷被揭示为玉米产量最大化的最佳密度。
玉米 (Zea mays L.) 是美国的主要农作物之一，2019年的产量为3.46亿吨。玉米产量受到植物密度、种植模式、耕作类型、水分管理、土壤类型、土壤水文和化学性质以及其他管理实践的强烈影响。优化种植密度是提高产量的主要策略。高种植密度使作物叶子相叠而出现荫蔽，这会阻止作物捕捉光线机率，从而导致叶片发育、叶面积指数、叶片光合作用以及不合时宜的总生物质量生产和谷物产量减少。由于阳光和碳水化合物同化不足，高作物密度会对植物生长产生不利影响。
然而，如果种质或杂交种能够耐受植物对光、养分和水的高度竞争，则高作物密度可能会产生更大的产量。在巴西，杂交种 (DKB390) 最佳种植密度为78,500棵/公顷、杂交种 (BG7049YH) 的最佳种植密度则为71,000棵/公顷，一般上，不同品种玉米作物密度范围为60,000至90,000棵/公顷。郭等人。(2017)发现玉米叶片长度和宽度随着植物密度的增加而减小。玉米产量对种植密度的反应落在种植季节这层面-在最干旱的季节影响更大，而在降雨量高的季节，其产量可能就不受作物密度的影响。
品种、密度与产量的关系
Shi 等人(2008)研究表明，玉米对植物密度的反应取决于品种。玉米品种 (Yedan19) 和 (Jidan159) 的谷物产量从55,000棵/公顷到85,000棵/公顷就下降了7.1%，从45,000棵/公顷到75,000棵/公顷则下降了20.7%。许多其他田间研究也同时报告了作物密度对玉米产量的影响。因此，研究在当地气候条件下使粮食产量和水分利用效率最大化的最佳玉米种植密度至关重要。
一项为期两年的田间试验于2019年至2020年在美国新墨西哥州立大学法明顿农业科学中心进行。在种植前以56公斤/公顷施用磷酸一铵(11-52-0)、氯化钾(0-0-60)和尿素(46-0-0)。在玉米生长期，通过施肥从玉米V4成长阶段到VT成长阶段及时施放了总共140公斤/公顷的液氮(硝酸铵，32-0-0)及使用草甘膦控制杂草。
叶子面积随种植密度增加而上升
玉米叶面积指数随种植密度而变化。最大叶面积指数在2019年和2020年的120,100棵/公顷和88,000棵/公顷取得。玉米叶面积指数随着种植密度的增加而上升，在高密度时值最高。这些结果却与贾等人的研究结果相矛盾(2018)。蒂姆林等人(2014)表明叶面积指数取决于作物密度。作物衰老以最高密度120,100棵/公顷最先发生，然后转向较低密度的作物。随着作物密度的增加，下层叶片拦截太阳辐射量减少，辐射利用效率降低，促进了叶片衰老速度加快。此外，较低的叶片衰老抑制了根系生长、吸收和改变了N分配，从而减少了绿叶面积及最终影响这谷粮的产量。
玉米棒子米粒数量在高密度下降低
玉米棒子长度和它的玉米粒数量随着植株密度的增加而减少。作物密度最低的54,700棵/公顷获得最高的每株玉米粒数量，而最低的每株玉米粒数则由密度120,100棵/公顷获得。随着作物密度的增加，每行玉米粒数、每条玉米棒子粒数和每株玉米粒产量都会减少。Borrás 等人也报道了类似的发现。埃查特等人(2000)报道了在四种杂交品种中，随着植物密度的增加，每株作物的籽粒数呈下降趋势。
一般来说，籽粒数占产量变化的大部分。Andrade 等人(2000)指出，籽粒数是玉米籽粒产量最重要的组成部分之一，也是产量组成中变化最大的因素。但在高种植密度下，光穿透下部冠层的能力降低 (Liu et al.，2014)，玉米冠层内的光照强度随着密度的增加而降低 (Gou et al，2017)，因此，辐射利用效率降低，下部叶片出现过早衰老，谷物产量显着降低。
植物密度是影响作物产量和用水量的主要因素之一。玉米产量随植物密度而变化。汇总数据显示，获得最高玉米产量的作物密度之88,000棵/公顷竟然和101,700棵/公顷没有显着的差异。由于杂交种子成本的考量，故建议种植密度定在88,000棵/公顷。韦斯特盖特等人(1997)指出，作物密度的增加与更高的谷物产量有关，这是由于树冠遮盖更快形成并减少了土壤水分蒸发。然而，这最佳密度也随着辐射利用效率的降低以及植物之间对水分和养分的竞争加剧而最终导致玉米产量下降。
结论
在新墨西哥州西北部多变的气候条件下所进行了田间试验，以六种植物密度(从54,700棵/公顷至120,100棵/公顷)对玉米生长参数及产量影响的研究试验后，结果显示，玉米叶面积指数随着种植密度的增加而上升。在为期两年的试验中，植物密度88,000棵/公顷取得最佳的玉米产量和水分利用效率，因此被认为是最佳的种植密度。
编者注：必须采用适合高种植密度杂交玉米的品种，并非每种玉米都适合高种植密度。
资料来源：
Koffi Djaman et al.,”Planting date and plant density effects on maize growth, yield and water use efficiency, ELSEVIER, Environmental Challenges, Vol. 6, 2022.
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