近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)李全起教授團(tuán)隊(duì)在The Crop Journal在線發(fā)表了題為“Evapotranspiration partitioning and crop water productivity under varying planting densities of maize in North China”的研究論文。2023級(jí)博士研究生劉振東為第一作者，水利土木工程學(xué)院宗睿副教授為該文通訊作者，李全起教授對(duì)論文研究給予了全面指導(dǎo)。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，蒸散是維持水和能量平衡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。蒸騰和蒸發(fā)作為蒸散的兩個(gè)組成部分，對(duì)作物生產(chǎn)力的影響各不相同。種植密度對(duì)作物生長(zhǎng)和水資源利用效率有重要影響，然而，針對(duì)不同種植密度下蒸散分配情況，以及如何平衡耗水與糧食生產(chǎn)關(guān)系的研究還比較匱乏。

本研究采用水-熱-碳-氮模型（WHCNS），探究了不同種植密度對(duì)夏玉米蒸散分配、耗水特征、糧食產(chǎn)量以及水分生產(chǎn)力的影響，并進(jìn)行情景模擬分析，評(píng)價(jià)了不同種植密度下蒸散分配的變化以及在不同氣候條件下的表現(xiàn)。研究結(jié)果為華北平原選擇夏玉米適宜種植密度、有效利用農(nóng)業(yè)水資源、應(yīng)對(duì)氣候變化下的糧食安全挑戰(zhàn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

作者在華北平原開展了為期2年的田間試驗(yàn)，設(shè)置了高密度（100000 株/公頃）、中密度（78000 株/公頃）、低密度（56000 株/公頃）3種密度。采用WHCNS模型計(jì)算蒸散分配情況，并在進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證后開展情景模擬。研究表明，與低密度處理相比，中密度和高密度處理下的夏玉米蒸散量和糧食產(chǎn)量顯著增加。模型模擬顯示，蒸發(fā)量與蒸散量的比值在25.6%至30.7% 之間，且隨著種植密度的增加而降低。與低密度處理相比，增加種植密度使夏玉米蒸騰量增加超過20 mm，并且不同種植密度之間最顯著的差異出現(xiàn)在生長(zhǎng)中期（8月1日至31日）。情景模擬表明，夏玉米在濕潤(rùn)年份和正常年份的籽粒產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力始終高于干旱年份。種植密度為80000 株/公頃時(shí)，夏玉米的籽粒產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力最高。

該研究得到山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cj.2025.03.005

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審      核：賈    波