近日，山東農(nóng)業(yè)大學李全起教授團隊在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級博士研究生劉振東為第一作者，水利土木工程學院宗睿副教授為該文通訊作者，李全起教授對論文研究給予了全面指導。

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)作為蒸散的兩個組成部分，對作物生產(chǎn)力的影響各不相同。種植密度對作物生長和水資源利用效率有重要影響，然而，針對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，并進行情景模擬分析，評價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、應對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，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模型計算蒸散分配情況，并在進行校準和驗證后開展情景模擬。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)在生長中期（8月1日至31日）。情景模擬表明，夏玉米在濕潤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，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)新工程項目、國家重點研發(fā)計劃項目、山東省自然科學基金項目資助。

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

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波