摘要：农业生态系统中，蒸散是维持水和能量平衡的关键环节。蒸腾和蒸发作为蒸散的两个组成部分，对作物生产力的影响各不相同。种植密度对作物生长和水资源利用效率有重要影响。然而，针对不同种植密度下蒸散分配情况以及如何平衡耗水与粮食生产关系的研究还比较匮乏。
农业生态系统中，蒸散是维持水和能量平衡的关键环节。蒸腾和蒸发作为蒸散的两个组成部分，对作物生产力的影响各不相同。种植密度对作物生长和水资源利用效率有重要影响。然而，针对不同种植密度下蒸散分配情况以及如何平衡耗水与粮食生产关系的研究还比较匮乏。
近日，山东农业大学李全起教授团队在The Crop Journal在线发表了题为“Evapotranspiration partitioning and crop water productivity under varying planting densities of maize in north China”的研究论文。作者采用水-热-碳-氮模型（WHCNS），探究了不同种植密度对夏玉米蒸散分配、耗水特征、粮食产量以及水分生产力的影响，并进行情景模拟分析，评价了不同种植密度下蒸散分配的变化以及在不同气候条件下的表现。该研究结果为华北平原选择夏玉米适宜种植密度、有效利用农业水资源和应对气候变化下的粮食安全挑战提供理论依据和技术支撑。
作者在华北平原开展了为期2年的田间试验，设置了高密度（10.0万株 hm-2）、中密度（7.8万株 hm-2）、低密度（5.6万株 hm-2）3种密度。采用WHCNS模型计算蒸散分配情况，并在进行校准和验证后开展情景模拟（图1）。研究表明，与低密度处理相比，中密度和高密度处理下的夏玉米蒸散量和粮食产量显著增加。模型模拟显示，蒸发量与蒸散量的比值在25.6%至30.7%之间，且随着种植密度的增加而降低。与低密度处理相比，增加种植密度使夏玉米蒸腾量增加超过20 mm，并且不同种植密度之间最显著的差异出现在生长中期（8月1日至31日）。情景模拟表明，夏玉米在湿润年份和正常年份的籽粒产量和水分生产力始终高于干旱年份。种植密度为8.0万株 hm-2时，夏玉米的籽粒产量和水分生产力最高。图1 W
HCNS模型的仿真计算结果
作者和基金项目
山东农业大学水利土木工程学院博士研究生刘振东为该文第一作者，宗睿副教授为通信作者，李全起教授对论文研究给与了全面指导。该研究得到山东省重大科技创新工程项目（2023CXGC010703）、国家重点研发计划项目（2022YFD2300905-01）和山东省自然科学基金项目（ZR2021MC123）的资助。
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来源：农村美食大铁锅
