全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
面入毛 肋瓦 而 加 面丫
, , 别卜 。
黄淮海平原高产田作物群体结构特征
董振国 刘瑞文 仲国科学院地理研究所
, 北京 ‘ ’
【摘要 】 本文利用实测资料分析了高产田作物群体结构特征 精播高产栽培麦田 春 季 最 大 集 数
, 群体最大叶面积指数 一 。, 成穗 一 传统高产栽培麦田春季 最
大粟数 一 , 群体最大叶面积指数 一 , 成穗 。一 小麦营养生长
与生殖生长期叶日积比 , 精播高产栽培麦田是 。 , 传统高产栽培麦田为 。 夏玉米种植
密度主要受叶倾角的影响 紧凑型玉米品种的叶倾角大于 “ , 种植密度 一 火 ‘ , 平
展型玉米品种的叶倾角小于 。 , 种植密度 一 刁
关键词
’
叶倾角 叶日积 群体密度 群体结构
,
一 从
七 , ,
一 , , 一
一
, ,
一 一 ‘ ,
, 一 , 一 一
一
,
“ , 主 乡 一 ‘
。 , 一 ‘
, , ,
引 言
年代 以来 , 黄淮海平原不断涌现出大面
积高产粮田 吨粮田 对高产农田而言 , 水肥
条件巳基本满足 , 作物群体结构合理与否往往
是获得高产的关键因子 研究高产农田作物群
体结构特征 , 为培育高产型作物群 体 提 供 定
性 、定量指标 , 在理论和实践中都有重要意义
研究方法
我们于 一 。年先后在河北奈城县 、 北京大
屯农业生态试验站和山东平原县 , 观测了冬小麦 、 夏
玉米作物群体结构性状 一 。年着重研究了高
产田的群体结构特征 主要观测项目有 不同群体 结
构冬小麦 、 夏玉米的生长量 、 群体密度 、 群体叶面 积
和不同品种叶倾角 , 生长量 、 群体密度和叶面积 , 从
叶至收获 天测定 次 , 叶倾角测定的时间是 开
花期 、 灌浆期和乳熟期 在不同生育期 , 用
型管状辐射表测定叶层反射 、 透射率 , 用 一 型
光度计测定光合有效辐射 吸收率 用 一 。。。型
叶面积仪测定叶面积 , 用生长分析法 ‘ 计算生长量 ,
收获前测产
肠 黄淮海平原 农业综合开发专题研究课题 。
本文于 年 月 日收到 , 月 日改回
研究结果
作物群体结构性状主要包括 方面 , 即群
体数量性状 , 用群体密度和群体叶面积表示
群体几何性状 , 用叶倾角和叶方位角表示 群
草 , , , , ,
期 董振国等 黄淮海平原高产田作物群体结构特征
体空间散布性状 , 主要指植株各器官在空间的
分布状态 本文主要讨论高产田群体密度 、 群
体叶面积和不同品种的叶倾角。
不同冬小麦 、 夏玉米品种的叶倾角
叶倾角定义为叶平面的法线方向与垂直方
向的夹角 叶倾角的大小主要决定于品种的遗
传特性 , 受种植方式的影响较小 叶倾角是判
断禾本科作物品种优劣的重要指标之一
不同冬小麦品种叶倾角 小麦灌浆期不
同品种不同叶位的叶倾角和 单 茎 叶 面积如表
鲁麦系列品种的叶倾角大于丰抗系列和泰
表 小交滋桨期不同品种叶倾角和叶面积番
山系列 , 在鲁麦系列中 , 鲁麦 的 叶 倾 角 最
大 , 不同叶位倾角平均为 犷 , 鲁 麦 和 鲁
麦 分别为 。和 了。 。 丰抗 和丰抗 分
别是 。和 。 。 泰山 和 泰 山 分 别 是
。和 。 , 冀麦 的叶倾角 是 。 , 济
南 是 由表 还可看出 , 小麦灌 浆 期
叶倾角大的品种单茎 叶 面 积 大 叶倾角小的
品种单茎叶面积小 鲁麦 、 和 的单茎叶
面积分别是 、 和 , 丰抗
和 分别为 。 和 “ 泰山 和 分别
是 和 “
贾
品 种 产 地
叶 倾 角 单茎 叶面积
旗 叶 倒 叶 倒 叶 倒 叶 倒 叶 平 均
妙 王阳
旗 叶 倒 叶 倒 叶 倒 叶 倒 叶 合 计
角
匀,‘
⋯
眨甘只︶舀七。‘﹃口︸舟匕
山卫二三月
。 。 。 。
鲁 麦
鲁 麦
。 。 。 。
。 。 。 。
济 南
冀 麦
丰 抗
山 东
山 东
山 东
山 东
恤
山 东
。 。 。 。
。 。 。 。
即 北 。 。 。 。
。
。
。
。
。
。
。 。
。 。
川哪邸翻叼︸
。 。 。 。
。
。
。
。
。
。
。
河 北
‘抗山丰及泰
泰 山
。 。 。 。
河 北 。 一 。 。
。
。
。 。
卫 。 。 ,
。 。
六肠几阳
朴 表中数值取 自‘ 个小区 , 每个小区 茎 , 共 茎平均
不同夏玉米品种叶倾角 夏玉米吐丝期 叶倾角小子或接近 印
“ 的品种称平展型玉米
不论是紧凑型还是平展型玉米 , 穗位上叶片的
倾角较大 , 穗位下叶片倾角较小‘叶倾角自上
而下减小的作物群体 , 有利于叶层截获较多的
太阳能
掖的不同叶位叶倾角平均值大于 。 的品种有
单 、 掖单
」
有 博单 、
、 科单 叶倾角 小 于 。
博单 和中单 表 人们将
叶倾角大于或接近 。 的 品种称紧凑型玉米 ,
江 , 未 ,
期 董振国等 黄淮海平原高产田作物群体结构特征
体空间散布性状 , 主要指植株各器官在空间的
分布状态 本文主要讨论高产田群体密度 、 群
体叶面积和不同品种的叶倾角。
不同冬小麦 、 夏玉米品种的叶倾角
叶倾角定义为叶平面的法线方向与垂直方
向的夹角 叶倾角的大小主要决定于品种的遗
传特性 , 受种植方式的影响较小 叶倾角是判
断禾本科作物品种优劣的重要指标之一
不同冬小麦品种叶倾角 小麦灌浆期不
同品种不同叶位的叶倾角和 单 茎 叶 面积如表
鲁麦系列品种的叶倾角大于丰抗系列和泰
表 小交滋桨期不同品种叶倾角和叶面积番
山系列 , 在鲁麦系列中 , 鲁麦 的 叶 倾 角 最
大 , 不同叶位倾角平均为 犷 , 鲁 麦 和 鲁
麦 分别为 。和 了。 。 丰抗 和丰抗 分
别是 。和 。 。 泰山 和 泰 山 分 别 是
。和 。 , 冀麦 的叶倾角 是 。 , 济
南 是 由表 还可看出 , 小麦灌 浆 期
叶倾角大的品种单茎 叶 面 积 大 叶倾角小的
品种单茎叶面积小 鲁麦 、 和 的单茎叶
面积分别是 、 和 , 丰抗
和 分别为 。 和 “ 泰山 和 分别
是 和 “
贾
品 种 产 地
叶 倾 角 单茎 叶面积
旗 叶 倒 叶 倒 叶 倒 叶 倒 叶 平 均
妙 王阳
旗 叶 倒 叶 倒 叶 倒 叶 倒 叶 合 计
角
匀,‘
⋯
眨甘只︶舀七。‘﹃口︸舟匕
山卫二三月
。 。 。 。
鲁 麦
鲁 麦
。 。 。 。
。 。 。 。
济 南
冀 麦
丰 抗
山 东
山 东
山 东
山 东
恤
山 东
。 。 。 。
。 。 。 。
即 北 。 。 。 。
。
。
。
。
。
。
。 。
。 。
川哪邸翻叼︸
。 。 。 。
。
。
。
。
。
。
。
河 北
‘抗山丰及泰
泰 山
。 。 。 。
河 北 。 一 。 。
。
。
。 。
卫 。 。 ,
。 。
六肠几阳
朴 表中数值取 自‘ 个小区 , 每个小区 茎 , 共 茎平均
不同夏玉米品种叶倾角 夏玉米吐丝期 叶倾角小子或接近 印
“ 的品种称平展型玉米
不论是紧凑型还是平展型玉米 , 穗位上叶片的
倾角较大 , 穗位下叶片倾角较小‘叶倾角自上
而下减小的作物群体 , 有利于叶层截获较多的
太阳能
掖的不同叶位叶倾角平均值大于 。 的品种有
单 、 掖单
」
有 博单 、
、 科单 叶倾角 小 于 。
博单 和中单 表 人们将
叶倾角大于或接近 。 的 品种称紧凑型玉米 ,
江 , 未 ,
期 董振国等
‘
黄淮海平原高产田作物群体结构特征
不同群体结构农田群体密度动态变化
一定的群体密度是获得高产的必要条件
冬小麦的群体密度可通过播种量和促控分萦数
进行调节 冬小麦群体密度动态变化可用基本
苗 、 冬前萦数 、 春季最大萦数和穗数表示
精播高产麦田和传统栽培麦 田 群 体 密
度 黄淮海平原高产麦田主要采取两种栽培方
式 ‘ ’一 “ ’, 即 精 播高产栽培和传统高产栽培
精播高产栽培技术要点是 高肥宽行稀播 , 基
本苗少 , 促 、 控结合 , 控制无效分萦和过多的
有效分粟 , 防止群体过大 , 在保证一定穗数的
前提下 , 充分发挥个体的生产力 传统高产栽
培技术要点是 高水肥 、大播量 、大群体 表 是
不同栽培方式麦田小麦群体密度变化和产量构
成 精播高产麦田基本苗 一 “ ’
冬前萦数约 “ , 春季最大粟数控制
在 , 成 穗 。 一 又 。 一 传
统高产栽培麦田基本苗 一 “ , 冬
前萦数 , 。一 “ , 春 季 最 大 萦
数 。 一 ” , 成 穗 一 。
“ 。
我们用 穗 粒 穗 粒 数 重
表 精摇离产和传统毅培安田群体密魔和产且构成
了 ‘ 贾 贾 吕
幻 贾
产
豆
灯
曰占山八
‘别︸
已氏了、妇巴
序 号
冬前拼致 春季最大草盆 称
时 双臼又 刀
, 以
基 本 苗
甲
撼 粒 数
花
二 ‘
鲁麦
替麦
鲁麦
鲁麦
含
丰杭 灿
丰杭 如
泰山 ‘ ‘
。
。
。
。
。
。
。
。
一
一
一
。 口
。
。
一
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
一
。
一
。
。
一
。
一
。 盆
。
。
。
一
。
。
一
一
。
。
一
。
。
一
。
。
。
一
、 号表田为精播高产栽培 , 一 号密田为传统高产栽培 一 ,
日 ,
伪曰︸匀几二,
,
⋯
曰‘
⋯
厅‘月
尸曰
⋯
西口几三
口孟
比舀工勺曰
⋯
︸勺自
二
千粒重 三者比表示不同群体结构麦田产量构
成的差异 精播高产麦田 三 者 比 为 ,
传统高产麦田三者比是 。 。
精播高产栽培麦田的穗粒数和千粒重在产量构
成中起重要作用 传统栽培麦田则 以穗数的作
用为大
紧凑型与平展型玉米种植密度 夏玉米
群体叶面积在很大程度上决定于种植密度 种
植密度小则叶面积小 , 叶层光能截获量少 种植
密度过大 , 生长后期作物层底部叶片因光照不
足而早衰 , 灌浆期叶面积小 , 导致空秆率增加 ,
穗粒数减少 , 千粒重降低 表 实收穗
‘ 和 ‘ 产量最高 , 密度大于
裹 , 玉米种扭密魔与产且构成
二
密 度
‘
实收移 千粒重 产 量
。
。
。
。
日。
。
。
。
。
。
一
。
。
。
掖单 号 ‘
加 助 ,
应 用 生 态 学 报 卷
‘ 或小于 ‘ 产量下降
夏玉米叶层光能截获量除受叶 面 积 影 响
外 , 还与叶倾角有关 叶面积相同 的 作 物 群
体 , 当叶倾角不同时 , 叶层光能截 获 量 不 同
图 当叶面积指数为 时 , 平展型玉米
叶层可截获入射光的 , 紧凑型玉米仅截获
, 叶面积指数增大到 , 平展型玉 米 吸
收率上升到 , 紧凑型玉米为 叶面积
指数为 时 , 平展型玉米吸收率上升到 ,
紧凑型玉米为 , 当紧凑型玉米的叶面积指
数接近 。 时 , 叶层吸收率上升到 当 群
体叶面积增大到某一临界值时 , 群体叶面积继
续增大 , 叶层光能截获量不再增加 或 增 加 甚
微 , 人们称这一临界值为群体最适 叶 面 积 指
数 由图 可看出 , 平展型玉米品种的最适叶
面积指数约为连 , 紧凑型玉米品种约为氏
一一一
图 精播高产栽培 和传统栽培 麦田群体叶面积
动态变化
。
叶 , 分集 , 停长
, 万 返青 , 起身
, 砚 拔节 , 开花 ,
灌浆 几 , 篮 乳熟
产栽培麦田可达 旗叶展开时群体最 大 叶
面积指数 , 精播麦田为 , 传统栽培麦 田 为
小麦灌浆以后 , 精播麦田的叶面积 指 数
大于传统栽培麦田 。
图 为小麦叶层对太阳 总辐 射 和 光
合有效辐射 截获量随叶面积指数的变
化 当泰山 号冬小麦群体叶面积指数 为
时 , 叶层可截获入射光合有效辐射的 , 吸
收太阳总辐射的 , 叶面积指数增大为 ,
叶层光合有效辐射吸收率几乎不再增加 , 太阳
总辐射吸收率仅增加 对叶倾角较小的泰
山 号冬小麦品种而言 , 群体最适叶面积指数
约为
济护长忿名月
哥娜叠摇兴
尸仁厂
知
﹃写三沪﹄︸几﹂试份
甲二。叽
拟廿舀搜架
图 紧凑型 与平展 型 玉米叶层光能吸收率随叶
面积指数 的变化
冬小麦 、 夏玉米群体叶面积
任一作物群体叶面积的增长和消减都可分
为上升期 、 稳定期和下降期 个阶段 , 高产田
群体叶面积动态变化特征是 上升期短 , 即在
较短时间内形成较大的光合叶面积 稳定期叶
面积大且持续的时间长 下降期叶面积减小缓
慢
精播高产和传统栽培麦田群体叶面积
不同栽培方式麦田 , 小麦群体叶面积动态变化
不同 图 。 由于精播麦田的基本苗少 , 冬
前 , 精播麦田叶面积指数小于 , 而传统 高
一
民
一 , 一声
了。
圈 小麦叶层光能吸收率随叶面积指数变化
, , , ,
期 董振国等 黄淮海平原高产田作物群体结构特征
。 紧凑型与平展型玉米群体叶面积动态变
化 紧凑型与平展型玉米品种的叶倾角不同 ,
群体适宜叶面积指数不同 , 种植密度不同 , 群
体叶面积动态变化也不同 图 从出苗到成
熟 , 紧凑型玉米群体叶面积始终大于平展型玉
米 吐丝期群体最大叶面积指数 , 紧凑型玉米
约为 , 平展型玉米约为
冬小麦不同生育期叶日积
为了比较不同群体结构麦田作物不同生育
期内光合叶面积的大小和持续时间的长短 , 我
们 引入叶 日积 【“ ’的概念 叶 日积 刀 定义
为叶面积指数的积算值 , 用下式计算
刀
式中 , 为叶面积指数 , 刀 为时间 天
在实际应用中 , 叶 日积通常用下式 进 行 近 似
计算
二 , , , 。 。 、
儿六刀 一一一 二 , 一一 气 一 夕 气 乙 少
乙
圈 紧凑型 与平展型 玉米群体叶面积动态变化
今 巧
出苗 , 拔节 , 抽
雄 , 万 吐丝 , 灌浆 ,
砚 成熟 白
衰 不同产 安田小密不同生育期叶日积
式中 , , 和 为前后两次测定的群体叶面积 ,
为 日期 。
冬小麦不同生育期叶 日积如表 产量高
的麦田叶 日积大 , 产量 和叶 日积 劝 间存
在有较好的线性关系
一 。 。 戈 。
的单位是灯
不同群体结构麦田 , 当小麦产量相同时 ,
。
序 号赞
。
三叶至停长 返青至起身 起身至拔节 拔节至开花 开花至 腊熟 全生育期
、叮
。
。
。
。
。
日 。
一
。
产 量
山东
山东
山东
山东
山东
北京
北京
河北
一
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
一
。
。
。
。
。
一
一
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
一
。
。
一
。
。
。
片‘
号为精播高产 针 , 一 名 号为传统栽培
山
叶 日积不同 精播麦田 号 的叶日积小 , 传 田 , 小麦不同生育期内的叶 日积所 占 比 例 不
统栽培麦田 号 的叶 日积大 号和 号麦 同 以营养生长和生殖生长期叶日积比 , 精播
田的产量几乎相等 , 小麦全生育期 内 的 叶 日 高产麦田为 , 传统栽培麦田是 。
积 , 号麦田比 号麦田大 , 但灌浆期 以生殖生长期叶 日积与全生育期内总叶 日积相
号麦田反比 号麦田大 不同群体结构麦 比 , 精播高产麦田是 。 , 传统栽 培 麦 田 为
加 , , ‘ 牙
应 用 生 态 学 报 卷
。 、 精播麦田用于生殖生长的叶 日积高于传
统栽培麦田
凑型玉米的叶倾角大于 。 , 种植 一
‘ 为宜 平展型玉米的叶倾角小于 。 ,
以种植 一 ‘ 为宜
结 论
黄淮海平原高产麦田可采用两种不同的栽
培方式 在水肥条件好又适时播种的麦田 , 应
采用精播高产栽培技术 地力较差或播种晚的
麦田 , 应采用传统高产栽培技术
。 不同群体结构麦田 , 小麦不同生育期叶日
积所占比例不同 精播麦田生殖生长期叶 日积
约占 , 传统栽培麦田仅占
夏玉米种植密度主要受叶倾角的影响 紧
参 考 文 献
山东省农业厅 。 均 。 山东小麦 农业出版社 , 北京 ,
一
山东农学院等 。 。 冬小麦高产栽培的理论分析 。 中
国农业科学 , 一 。
孙 昌琪等 。 小麦高产栽培途径的理论与实践 。 中
国农业科学 , 一
亨特 陆宪辉译 。 植物生长分析 。 科 学出版社 ,
北京 , 一
村田吉男 吴尧鹅译 。 。 作物光合作用与生态 。 上
海科学技术出版社 , 上 海 , 一
统计生态学 —方法和计算入门 》征购启事
《统计生态学一一方法和计算入门 》由澳大利亚生态学家拉德维格和美国生态学家蓝诺兹合著 , 中国 农 科
院草原所李育中等同志翻译 , 内蒙古大学刘仲龄教授校 该书全面地比较了各种统计生态学的方法 , 并在 每 个
论题里选出最佳几种方法 , 逐步地详细介绍 , 几个简单例子贯通全书 , 并配有一套软盘 , 读者阅读完各种 方 法
后可以用书中的例子或自己的数据直接上机操作 , 以加深对各种统计生态学方法的透彻理解 该书叙述简 洁 、
步骤清晰 、 易于阅读 、 便于计算 主要内容 生态群落数据 , 空间格局分析 分布方法 、 样方方差法 、 距
离方法 , 种 一多度关系 分布模型 、 多样性指数 , 种的亲合性 生态位重叠指数 、 种间关联 、种间协变 ,
群落分类 相似性函数 、关联分析 、 聚类分析 , 群落排序 极点排序 、 主分量分析 、对应分析 、 非线性排序 ,
。 群落的解释 分类的解释 、 排序的解释 软盘内的程序与书中内容相匹配 , 书中的例子均是用此程序计算
该书软盘中的所有程序均是用 写成 , 适用于 一 及兼容机 程序内容 与普阿松分布一致的吻合
性检验 与负二项分布一致的吻合性检验 区组样方方差法的空间格局分析 , 所有可能成对的样方 方
差法空间格局分析 以 一形取样距离为基础的空间格局分析 , 观测的多度数据与对数正态分布的配合
种丰富度稀疏曲线方法 , 丰富度 、 多样性和均匀指数 , 生态位重叠的普通和特定指数 、 种间关联
的指数 、 卡方检验 、 方差比 种亲和性的 一方式相关系数 取样单位相似性 一方式距离指数 取
样单位分类的关联分析 取样单位分类的聚类分析 极点排序 , 主分量分析排序 , 对 应 分 析
排序 非线性排序的无偏主分量分析 , 非线性排序的非度量多维调节 , 分类结果简单判别 分 析 ,
排序结果的一元和多元回归分析
全书 多万字 , 开本 , 页 , 已由内蒙古大学出版社出版 , 每本邮购价 元 含软盘 , 邮局汇款 , 并请
在汇款单上注明购书册数 、 详细地址及邮编 , 款到寄书 。
联系地址 呼和浩特 , 乌兰察布东路中国农科院草原所中国草地编辑部 , 邮编
联系人 李育中
。 卫 ,