尹一凡

玉米種植行距與產(chǎn)量的討論

尹一凡

俗話說“民以食為天”，糧食的產(chǎn)量從某種意義上來說影響著我們的生活質(zhì)量。馬克思說：“人們首先必須吃、喝、住、穿，然后才能從事政治、科學(xué)、藝術(shù)、宗教，等等。”同時，糧食產(chǎn)量與種植的密度及行距密切相關(guān)，種植的行距會影響到植株對肥、水、光等物質(zhì)的吸收。本文將通過函數(shù)比較，建立坐標(biāo)系，從環(huán)保以及資源利用等角度討論玉米如何控制種植的行距才能達(dá)到最高的產(chǎn)量，即我們所說的合理密植。

本文研究不同植株行距配置在同一種植密度下對玉米產(chǎn)量的影響，尋求通過改變種植模式以提高產(chǎn)量的新途徑。此實(shí)驗中獲得最高產(chǎn)量的種植模式是52500株/hm2密度下0.6m等行距種植，與傳統(tǒng)種植習(xí)慣比較，增產(chǎn)了23.27%。因此，玉米植株可以通過植株行距合理配置的方式提高種植密度，達(dá)到增產(chǎn)效果。

一、問題表述

某種植中心現(xiàn)在有1畝玉米植株用來研究玉米的合理密植，兩株植株間的距離相等為L，要求每株玉米植株不會相互遮擋，也不會相隔太遠(yuǎn)浪費(fèi)資源，本文針對此設(shè)計了一種方案。

二、問題分析

要達(dá)到增產(chǎn)的效果，玉米的種植應(yīng)該滿足什么要求是一個非?，F(xiàn)實(shí)的問題。根據(jù)問題所描述的情況可以看出兩植株之間的距離，即L對植株所汲取的資源有很大的影響。L越大會浪費(fèi)資源，L越小會因相互遮擋而吸收不到資源，所以我們要在這兩者中找一個契合點(diǎn)，將距離控制在一個合理的范圍，實(shí)現(xiàn)資源的合理利用。

本文根據(jù)距離這一主要因素建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，得出一個產(chǎn)量的函數(shù)，并在產(chǎn)量與行距的關(guān)系的基礎(chǔ)上建立模型。為了使模型簡化，更好地說明問題，文中將作以下假設(shè)。

三、模型假設(shè)

1.土壤養(yǎng)分分布均勻且豐富；

2.每株植株的情況相同且良好，不會出現(xiàn)吸收不了資源的情況；

3.每株植株所獲得的光照相等且充足；

4.植株長勢良好，沒有出現(xiàn)倒伏的情況。

四、符號說明

a植株1b植株2c植株3

L行距W產(chǎn)量

五、模型的建立

以上為實(shí)際情況簡化模型。經(jīng)查閱資料，可得畝產(chǎn)量（千克）=每畝穗數(shù)×每穗粒數(shù)×千粒重（克）÷ 1000。適當(dāng)簡化約等于每畝產(chǎn)量（千克）=每畝穗數(shù)×每株重量÷1000。

六、模型的求解

現(xiàn)在制定了5種不同的處理方案，在保持每hm2內(nèi)植株數(shù)量不變（52500株/hm2）的情況下，采用0.5m等行距、0.6m等行距、0.67m等行距3種副處理方式進(jìn)行栽培，并且重復(fù)3次，求平均值，得出0.5m等行距時平均產(chǎn)量為11536.9kg/hm2，0.6m等行距時平均產(chǎn)量為13059.4kg/hm2，0.67m等行距時平均產(chǎn)量為10946.3kg/hm2。從數(shù)據(jù)（如表1所示）可以看出當(dāng)種植密度為52500株/hm2時，0.6m等行距的產(chǎn)量最高，為13059.4kg/hm2。根據(jù)此數(shù)據(jù)可以得出一張產(chǎn)量統(tǒng)計折線圖（如圖1）。

圖1 產(chǎn)量隨行距配置方案的變化

從圖像可以看出，0.5m等行距到0.67m等行距的產(chǎn)量可以看成是一段開口向下的拋物線，即二次函數(shù)。為此，我們可以得到一個W（產(chǎn)量）隨L（行距）變化的二次函數(shù)，取3個關(guān)鍵數(shù)據(jù)可得如下關(guān)系：

表2 產(chǎn)量隨行距配置方案的變化

設(shè)M=aL2+bL+c（0.5≤L≤0.67），

代入（0.5，11536.9）、（0.6，13059.4）、（0.67，10946.3），

所以M=-200000L2+235000L-56250（0.5≤L≤0.67）。

綜上所述，當(dāng)L（行距）控制在0.6m左右的時候，W（產(chǎn)量）會接近最高。（實(shí)際情況與函數(shù)圖像結(jié)合圖如圖2所示）

圖2 產(chǎn)量隨行距配置方案的變化與函數(shù)圖像

七、進(jìn)一步討論

上一步已經(jīng)求出了W（產(chǎn)量）與L（行距）之間的關(guān)系：M=-200000L2+235000L-56250（0.5≤L≤0.67）。

但由于數(shù)據(jù)大，有小數(shù)等因素，我們把求解過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡化，導(dǎo)致最后的結(jié)果可能與實(shí)際情況有所出入，現(xiàn)在進(jìn)行驗證。

當(dāng)L=0.5時，M=-200000×0.52+235000×0.5-56250=11250；

當(dāng)L=0.6時，M=-200000×0.62+235000×0.6-56250=12750；

當(dāng)L=0.67時，M=-200000×0.672+235000×0.67-56250=11420。

誤差在286.9～473.7。

八、模型評價

增加種植密度作為當(dāng)前生產(chǎn)上大力推廣的玉米增產(chǎn)途徑，主要通過控制玉米植株間的行距實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。本模型很好地求證了在52500株/hm2的前提下三種不同行距下的產(chǎn)量，得出了將行距控制在0.6m時，產(chǎn)量會接近最高或達(dá)到最高。這個結(jié)論可以作為玉米植株種植的一個參考數(shù)據(jù)。但由于受天氣等各方面因素的影響，不適用于大規(guī)模的利用。在控制種植間距的同時可以適當(dāng)?shù)亟o植株施肥以增加產(chǎn)量。大量的資料表明52500株/hm2的密度下，行距控制在0.6m等行距時，與傳統(tǒng)種植習(xí)慣相比，增產(chǎn)了23.27%。其次為60000株/hm2密度下0.5m等行距、0.6m等行距和0.83m+0.33m寬窄行種植（參考資料，本文未進(jìn)行討論），分別增產(chǎn)21.2%、21.2%、21.77%。

前人的大量研究認(rèn)為寬窄行種植可以克服密植帶來的植株間互相遮擋而且不透氣的不良狀況，減輕倒伏情況并獲得增產(chǎn)。但從本模型中可以得出等間距的種植方式更有利于增產(chǎn)，可能是因為實(shí)驗所選品種的原因，本文不做進(jìn)一步的討論與研究。

（作者單位：寧鄉(xiāng)縣第一中學(xué)）