合理增加种植密度是提高玉米单产的重要栽培调控手段，但生产实践表明，当种植密度超过适宜阈值时，往往会导致夏玉米生育后期出现叶片早衰、光合效率下降等现象，特别是明显影响弱势粒的灌浆充实，造成籽粒库容减小和粒重降低，从而制约密植玉米产量潜力的充分发挥。同时，华北平原麦-玉两熟区长期采用“小麦季浅旋耕+夏玉米季免耕”的单一耕作模式，导致耕层变浅、犁底层加厚、土壤容重增加等一系列土壤理化性质恶化的问题，已成为限制该区域作物持续高产稳产的重要瓶颈因素。
针对上述关键问题，河北省农林科学院粮油作物研究所耕作栽培研究创新团队基于“以耕促产”的理念，以耕层构造优化与地力提升为核心，系统研究了冬小麦播前深松耕作对密植夏玉米群体冠层结构、光合特性、衰老生理特征、不同粒位籽粒灌浆动态及最终产量构成的影响，并深入解析了冬小麦播前深松耕作促进密植夏玉米产量提升的生态生理机制，研究结果为华北平原夏玉米密植高产高效栽培提供了重要的理论依据和技术支撑，对推动华北平原夏玉米大面积单产提升具有重要实践意义。
近期，河北省农林科学院粮油作物研究所耕作栽培创新团队完成的题为“Subsoiling before winter wheat alleviates the kernel position effect of densely grown summer maize by delaying post-silking root–shoot senescence”的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年9期正式发表。
本研究以豫单9953玉米品种为试验材料，采用裂区设计方法开展田间试验。试验设计以耕作方式为主区，设置两种耕作处理：传统耕作（CT，小麦季浅旋耕+玉米季免耕）和深松耕作（SS，冬小麦播前深松旋耕+夏玉米季免耕）；裂区设置3个种植密度梯度（D1: 60000株/hm²，D2:75000株/hm²，D3:90000株/hm²）。
研究结果表明，与CT处理相比，SS处理显著提高了密植玉米弱势粒与强势粒的粒重比，有效缓解了高密度种植条件下的玉米粒位效应，这一效应主要归因于SS处理促进了弱势粒的灌浆充实过程。深入分析显示，SS处理显著改善了土壤物理性状，包括降低耕层土壤容重、提高土壤含水量。这种土壤改良效应明显促进了玉米根系在0—40 cm土层的空间分布，显著提高了花后根系超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，同时使根系丙二醛（MDA）含量降低。此外，SS处理还显著延缓了花后冠层叶片叶绿素衰减速率并增加光合同化物的积累。
通过相关分析发现，冬小麦播前深松处理通过降低土壤容重这一关键驱动因素，有效协调了密植夏玉米根系与冠层的协同缓衰机制。这一机制显著促进了密植玉米花后光合产物的积累，为弱势粒灌浆充实提供了充足的同化物供应，从而在缓解粒位效应的同时，实现了产量提升。
该研究阐明冬小麦播前深松可明显促进密植夏玉米弱势粒灌浆充实并缓解粒位效应、增加密植玉米产量，与其改善耕层土壤物理特性调控密植玉米“根-冠”协同缓衰与花后光合同化物积累密切有关。
河北省农林科学院粮油作物研究所翟立超副研究员为论文第一作者，河北省农林科学院粮油作物研究所张经廷研究员和河北农业大学农学院崔彦宏教授为共同通讯作者。该研究得到河北省自然科学基金、河北省农林科学院科技创新工程专项及华北作物改良与调控国家重点实验室开放课题的资助。
论文信息：Lichao Zhai, Shijia Song, Lihua Zhang, Jinan Huang, Lihua Lv, Zhiqiang Dong, Yongzeng Cui, Mengjing Zheng, Wanbin Hou, Jingting Zhang, Yanrong Yao, Yanhong Cui, Xiuling Jia. 2025. Subsoiling before winter wheat alleviates the kernel position effect of densely grown summer maize by delaying post-silking root–shoot senescence. Journal of Integrative Agriculture, 24(9): 3384-3402.
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自王宁科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3618084-1501349.html?mobile=1
收藏
