4.2 玉米的合理密植
4.2.1 玉米的光合作用与合理密植
4.2.1.1 光合作用 玉米属于C4植物。C4途径是玉米干物质生产能力强的主要因素，对于提高玉米光能利用率和产量具有重要意义。
1.光合作用特点
玉米光合作用最突出的特点之一是净光合强度高，即单位叶面积在单位时间内同化CO2的数量多。如C3植物的小麦和水稻净光合强度分别为17～31毫克CO2/分米2·小时和12～30毫克CO2/分米2·小时；而玉米净光合强度则达36～63毫克CO2/分米2·小时。高的光合效率，有利于玉米有机物质的积累和籽粒产量的形成。
玉米具有较低的CO2补偿点。玉米CO2补偿点较C3植物低得多，据测定为0～10毫克/千克，C3植物为21～80毫克/千克。所以玉米能利用低浓度的CO2进行光合作用。这也是玉米高产原因之一。
玉米光合作用又一特点是光呼吸很低，甚至低得难以测出，水稻、小麦等C3植物则有明显的光呼吸。据国内测定，水稻光呼吸为3.61毫克CO2/分米2·小时，玉米光呼吸为0.06毫克CO2/分米2·小时。由于玉米光呼吸低，耗损光合产物少，因此它的光合效率高。
玉米具有较高的光饱和点。据测定，小麦、水稻C3植物，在光照强度为3万～5万米烛光时，即达到光饱和点，而C4植物的玉米即使在光强10万米烛光下，也未曾测得光饱和点。由于玉米的光饱和点高，在自然日照条件下，光合作用强度始终是随着日照强度增大而增加的，甚至在中午，玉米的光合强度仍然处于高水平。因而玉米光合强度高，光合产物多，可以在单位面积上获得高额产量。
2.影响光合作用的内部因素
（1）基因型玉米属异花授粉作物，每个品种都是一个遗传基础复杂的群体，即使自交系也有一定的异质性。所以对同一品种或同一自交系来说，光合强度也具有一定的株间差异，甚至会大于品种之间的差异。
一般来说，叶绿素含量高、叶片含氮量高、单位叶面积干重（比叶重）大的，光合强度就高。
（2）植株器官玉米植株的叶片、叶鞘、茎秆、苞叶、雄穗等绿色部分，都可进行光合作用，但各部位之间光合强度具有显著差异。叶片光合强度为36～63毫克CO2/分米2·小时，是玉米主要的光合器官。
（3）植株叶位植株不同叶位叶片，其光合强度是不同的。一般基部叶片低，随着叶位上升逐渐增强，果穗叶最高，再向上又下降，呈一单峰曲线状。
（4）植株年龄一般情况下，在玉米生育中期光合作用最强，到乳熟期以后就逐渐下降。对一个叶片来说，刚长出的幼叶光合强度低，随着叶片的生长而逐渐提高，至叶片展开后维持一段较高的光合强度，以后则又随叶龄的增长而徐徐降低。但叶位之间也表现一定的差异。
玉米叶片光合强度，开花以后上、中部叶片表现为灌浆至乳熟期＞开花期＞蜡熟期。
3.影响光合作用的外部因素
（1）光照玉米的需光量是指对光照强度的要求限度。了解玉米对光要求的上限光饱和点和下限光补偿点，对确定合理密植控制群体有重要意义。
一般认为光补偿点为300～1800米烛光，光饱和点约在10万米烛光以上。在玉米需光量的范围内，光照强度与光合强度二者呈正相关。
（2）二氧化碳玉米叶片能够从大气中吸收大量的CO2，进行旺盛的光合作用。然而，在较强的日光和适宜的温度下，玉米和其他作物一样，其光合强度却受到大气中CO2浓度的限制。当空气中的CO2浓度在玉米CO2补偿点（0～10毫克/千克）以上至正常浓度（300～350毫克/千克）之间，玉米光合强度与CO2浓度几乎呈直线关系。
（3）温度温度是影响玉米叶片光合作用的重要因素。玉米光合作用最适宜的温度范围是30～33℃，超过40℃则急剧减弱。高温和低温都能降低玉米光合酶活性，破坏叶绿素结构，也能引起气孔关闭，增加CO2扩散阻力，高温呼吸强，消耗多，因此，能抑制光合作用。
（4）水分玉米叶片的光合作用对水分亏缺反应敏感。据赵化春在玉米籽粒形成期测定，土壤水分占田间持水量87.5%，光合强度为23.0%，持水量74.3%，光合强度为20.2%，当田间持水量降至50.0%时，光合强度只有10.0%。因此，保证充足供水，对维持玉米高的光合效率有重要意义。
（5）风速风速对玉米光合作用有很大影响。风速较大，可增加CO2的供给、提高光合强度；风速过大，会引起空气温度降低，气孔关闭，降低光合作用。
（6）养分叶片内所含矿质元素，对叶片光合作用强度均有影响。
氮素含量与光合作用关系密切。而磷、钾的作用就不如氮那么显著，只有在氮素水平高的情况下，钾才起显著作用。所以说，在肥料三要素中，氮是影响光合作用的首要因素。土壤供氮能力和叶片含氮量严重地制约着光合强度，在强光下尤为显著。
氮素之所以强烈地抑制着光合作用，是因为氮素营养水平对叶片叶绿素含量和氮素含量有很大影响，在一定范围内叶片含氮量、叶绿素含量、光合强度三者呈正相关。氮素营养水平还强烈地影响着CO2的扩散过程。玉米缺氮时叶肉阻力大大增强，比正常植株增加2.5倍，并逐日剧增，同时气孔阻力也有所增加。这说明，缺氮不仅阻碍了CO2的物理扩散，更严重的是降低了与碳同化的酶活性和破坏了原生质的正常状态。
磷素直接参与了光合作用过程，包括光反应和暗反应，因此叶片含磷量对光合作用有很大影响。
玉米叶片中的含钾量对玉米光合强度也有密切关系。
叶片缺钾抑制光合作用的主要机制是气孔关闭。在水分亏缺时，缺钾植株不能迅速地关闭气孔，或者不能完全关闭气孔，因而不能降低水分散失量以保持叶片良好的水分状况。另外，即使中等程度缺钾，也会引起植株所有组织呼吸增强，消耗增多，这也是光合强度降低的一个原因。
4.2.2 合理密植
保证玉米合理密植是玉米生产中最经济有效的增产措施之一。而密度是否合理，主要通过产量三要素来反映。
4.2.2.1 产量构成因素的分析 玉米每亩籽粒产量是由每亩穗数、每穗粒数和籽粒重量构成的。这些性状均受每亩种植密度的影响，了解它们之间的关系，对协调群体与个体的发展，不断提高产量具有重要意义。
1.密度与穗数的关系穗数是构成产量的因素之一。密度与穗数的关系，目前有两种方程来表达：一是y＝a＋bx，式中y为穗数，x为密度，a、b为常数，即穗数和密度呈直线相关；另一种是用变形双曲线，y＝x/a＋bx来描述，即随着密度的增加，穗数的增长比数越来越小，最后表现一定值，呈渐近线。在密度与穗数的关系中，穗数之所以不随密度按等比规律增加，其原因是空秆和双穗率的升降总是随密度的增减而变化。空秆率总的趋势是随着密度的增加而增加，双穗率总是随着密度的增加而下降。可以说空秆率的变化是对密度合理性的反映。
2.密度与穗粒数的关系密度与穗粒数的关系仍符合y＝x/a＋bx方程。表明穗粒数是随着密度的增加而降低的，密度越大，每穗粒数越少。但穗粒数的多少和产量之间，不一定都呈显著相关。
3.密度与千粒重的关系千粒重是构成产量的又一重要因素，一般也是随着密度的增加千粒重而降低，不过降低速度比穗粒数慢得多，它是产量构成较为稳定的因素。
4.密度与产量的关系一般密度与产量之间的相关曲线是一条抛物线。其方程为：
W=X/A+BX+CX2
式中：W为产量，X为密度，A，B，C为常数。
这说明种植过稀，不能充分利用土地、空间、养分和光照，虽然单株生长发育好，穗大、粒饱，但由于群体过小，亩穗数不足，单位面积产量仍上不去。种植过密，虽然每亩穗数增加了，但因群体过大，个体间相互荫蔽，通风透光不良，光合作用受到抑制，有机营养不良，形成空秆、秃尖、倒伏、穗小、粒轻，降低亩产量。只有合理密植，充分协调穗数、粒数、粒重三者的关系，才能高产。
5.亩穗数、穗粒数、千粒重与产量的关系亩穗数、穗粒数、千粒重与产量的主次关系，在生产栽培中往往人们的认识是不一致的。由于栽培条件不同、产量水平不同、品种特性不同，有的认为亩穗数是主要因素，采用穗多获得高产；有的认为穗粒数是主要因素，偏重于穗大夺高产；有的认为亩粒数是高产的主要因素，采用穗多、穗大增粒数获得高产。出现不同的认识和增产途径都是客观的反映，应根据生产实际，找出主要矛盾。一般认为在高产栽培条件下，提高亩产量的主导因素是增加亩粒数；低产变中产，以增加亩穗数作为提高亩产量的主要措施；中产变高产，以增加亩穗数和穗粒数来提高亩粒数，作为增加产量的主导因素；高产再高产，主要是在稳定穗数的基础上，采取综合措施，提高个体间的整齐度，提高穗粒数，增加千粒重而获得高产。
4.2.2.2 合理密植的原则
影响玉米适宜密度的基本因素，一是品种特性，二是栽培条件。因此合理密植的原则，就是根据品种和栽培条件的改变确定适宜密度，使群体与个体矛盾趋向统一，使构成产量的穗数、穗粒数、千粒重达到最大乘积。
一般晚熟品种生育期长，植株高大，茎叶繁茂，单株生产力高，需较大的个体营养面积，应适当稀些；反之，植株矮小的早熟品种，茎叶较小，个体营养面积小，可适当密些；地力较差和施肥水平较低，又无水浇条件的，每亩株数应少些；反之，土壤肥力高，施肥较多，灌溉条件好，密度可大些；紧凑型品种可密些，平展型品种可稀些。
一般的参考密度（株/亩）为平展型晚熟高秆品种3200～3500；平展型中熟中秆品种3500～4000；平展型早熟矮秆品种4000～5000；紧凑型中晚熟品种4000～5000；紧凑型中早熟品种5000～6000。
4.2.2.3 确定适宜的株行距
株距=667×10000÷平均行距（厘米）÷预种密度
例如行距为60厘米，种植密度为4000株／亩，株距（厘米）=667平方米×10000÷60厘米÷4000株／亩=28（厘米）。
为了便于查找，给出不同行距不同株距的一览表（表4-12）供播种玉米参考。
表4-12 玉米种植密度（株/亩）与株行（厘米）查对表
注：第一行为株距第一列为行距中间为密度
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