盐碱地下不同栽培模式对玉米萌发和幼苗生长的影响

Effects of Different Cultivation Modes on Maize Germination and Seedling Growth under Saline-Alkali Soil Conditions

摘要: 为探究不同种植模式对中、重度盐渍化土壤中玉米萌发及幼苗生长的影响，本研究以耐盐玉米品种“沃玉3号”(前期鉴选)为试验材料，设置垄侧、垄底、垄上、平作4种种植模式，系统分析其对玉米出苗情况、幼苗生长性状及生理指标的作用。结果表明，在对照(CK)及中、重度盐渍化土壤中，垄底种植模式的出苗率最高，垄上次之，且这两种模式下，玉米幼苗的农艺性状与生理指标均表现更优。通过隶属函数综合评价发现，在3种盐浓度土壤条件中，垄底种植模式的综合表现最佳，垄上种植模式次之。

Abstract: To explore the effects of different planting patterns on maize germination and seedling growth in moderate and severe saline-alkali soils, this study used the salt-tolerant maize variety “Woyu 3” (previously identified and selected) as the test material, and set up four planting patterns: ridge-side, ridge-bottom, ridge-top, and flat planting. The effects of these patterns on maize emergence, seedling growth traits, and physiological indicators were systematically analyzed. The results showed that in the control (CK), moderate, and severe saline-alkali soils, the ridge-bottom planting pattern had the highest emergence rate, followed by the ridge-top pattern; moreover, under these two patterns, the agronomic traits and physiological indicators of maize seedlings were better. Through the comprehensive analysis of the membership function, it was found that among the three soil conditions with different salt concentrations, the ridge-bottom planting pattern had the best comprehensive performance, followed by the ridge-top planting pattern.

1. 引言

玉米(Zea mays L.)是我国主要的粮食作物之一，据国家统计局数据显示，截至2024年，我国玉米种植面积已经达到6.71亿亩，不仅是世界上第二大玉米生产国，亦是世界第一大玉米消费国[1]。作为重要的粮饲兼用作物，玉米不仅是深加工等工业领域的关键原料，还广泛关联化工、医药等行业[2]。因此玉米的种植生产对保障我国粮食及饲料安全都有着重要作用[3]-[5]。盐渍化土壤因通气性差，会阻碍种子呼吸作用，进而影响其萌发过程[6] [7]；同时，高盐环境会干扰植物光合作用，降低蒸腾作用与气孔导度，进而抑制幼苗生长[8]-[11]。

在品种确定的情况下，配套栽培技术成为提升秧苗素质及产量的关键。研究表明，在特定生态环境中，播期和密度是影响作物生产及产量的重要栽培因素[12]，而氮素则是玉米实现高产的重要保障[13]。研究播期、种植密度、氮肥用量对玉米干物质积累和转运、产量、资源利用效率的影响及其贡献率，可为玉米高产稳产提供依据[14]。同时，土壤不同耕层深度的温度和含水率与玉米产量密切相关，因此，平作、常规垄作、大垄双行等栽培模式也成为影响玉米生长和产量的关键因素[15]。目前，关于盐碱地下不同栽培模式对玉米萌发及幼苗生长的影响还鲜见报道。鉴于此，本研究旨在探究盐碱地下不同栽培模式对玉米种植的影响，明确盐碱地玉米适宜的栽培模式，为后续玉米营养物质积累及高产提供科学依据。

2. 材料与方法

2.1. 材料

本试验于2025年6月在河北省农林科学院滨海农业研究所实验基地的光温大棚内开展。供试玉米品种为“沃玉3号”，该品种是前期通过苗期耐盐性鉴定，结合表型及苗期生理生化特性筛选出的较耐盐品种，购自唐山市丰南区农资店。

2.2. 方法

2.2.1. 试验设计

试验采用表1所示的处理方式及编号，按设定浓度做畦起垄。通过滨海盐土与淡土混合调配土壤，并测定其盐分含量，将土壤盐分浓度分别调节为中盐度(0.4%)和重盐度(1.0%)。播种前，挑选均匀饱满、大小一致的健康玉米种子，每畦播种10穴，播种深度约3 cm，播后覆盖一层薄土，随即铺设滴灌系统进行浇水，之后让种子自然萌发、生长。各处理均设3次重复。

Table 1. Different treatments and specific planting methods

表1. 不同处理及具体种植方式

处理

CK

中盐土0.4%

重盐土1.0%

编号

A1

A2

A3

A4

B1

B2

B3

B4

C1

C2

C3

C4

种植方式

垄侧

垄底

垄上

平作

垄侧

垄底

垄上

平作

垄侧

垄底

垄上

平作

2.2.2. 测定项目及方法

待种子出苗后统计出苗率；当玉米幼苗生长至三叶一心阶段时进行数据测量，每个重复随机选取6株幼苗采集数据。具体测量方法如下：株高采用毫米刻度尺测量，测量范围为茎基部至最高分枝顶部生长点；茎粗使用游标卡尺测量，测量位置为茎节中部；叶长以毫米刻度尺测定，从叶片与茎相连的叶基处起，沿叶片主脉至叶尖的距离即为叶长；叶宽同样用毫米刻度尺测量，选取叶片自然伸展状态下最宽的部位测定。此外，在三叶一心时期，采用植物叶绿素检测仪测定植株叶片的叶绿素a (Ca)、叶绿素b (Cb)及类胡萝卜素(Cx)含量。

出苗率 = 出苗数/播种数 × 100%

2.2.3. 数据分析

利用Excel 2019处理试验数据，运用SPSS24软件对数据进行统计分析，各处理间的差异显著性水平设定为0.05。

采用隶属函数值法综合评价，隶属函数值计算公式如下：

$R\left(X_i\right)=\left(X_i-X_{\min }\right)/\left(X_{\max }-X_{\min }\right)$

式中，$X_i$ 为某一处理下某指标的测定值，$X_{\min }$ 和$X_{\max }$ 分别为该测定值的最小值和最大值。

3. 结果与分析

3.1. 不同种植模式对玉米种子出苗的影响

Table 2. Seed emergence rate of salt tolerant maize variety Woyu 3 under different planting modes (Unit: %)

表2. 不同种植模式下耐盐玉米品种沃玉3号种子出苗率(单位：%)

盐浓度	编号	出苗率
CK	A1	100.00 ± 0.00 a
	A2	100.00 ± 0.00 a
	A3	100.00 ± 0.00 a
	A4	100.00 ± 0.00 a
0.4%	B1	13.88 ± 0.00 f
	B2	100 ± 0.00 a
	B3	100 ± 0.00 a
	B4	68.89 ± 0.06 c
1.0%	C1	8.33 ± 0.00 f
	C2	91.67 ± 0.00 c
	C3	55.56 ± 0.00 d
	C4	33.33 ± 0.00 e

注：同列数据后不同小写字母表示处理间在P < 0.05水平差异显著。下同。

由表2可知，在淡土(A1~A4)、中度盐土(B1~B4)及重度盐土(C1~C4)环境中，采用垄底种植模式的沃玉3号出苗率均较高，且各环境下垄底种植的出苗率差异不显著。在中度盐土环境中，垄上种植的出苗率达100%；与垄底和垄上种植相比，平作种植的出苗率显著下降31.02%，垄侧种植的出苗率则极显著下降86.12%。在重度盐土环境中，垄底种植的出苗率最高，为91.67%，显著高于其他种植模式；垄上种植的出苗率较垄底种植显著下降44.44%；而垄侧及平作种植模式的出苗率则极低。

3.2. 不同种植模式对玉米苗期生长发育的影响

由表3可知，不同盐土环境(A、B、C)及同一环境下不同种植模式的植物生长指标(株高、茎粗、叶长、叶宽)存在显著差异，这揭示了不同处理方式对植物生长的特异性影响。淡土环境中，不同种植模式下的玉米生长发育优势尤为突出，其株高均值达53.42 cm，显著高于0.4%中盐土环境(32.46 cm)和1.0%重盐土环境(15.71 cm)；其中垄底种植模式的株高与茎粗在所有样本中均处于最高水平。淡土环境内不同种植模式组间的各项生理指标差异不显著，这表明在淡土条件下，不同种植模式对玉米苗期生长发育的影响较小。在0.4%中盐土环境中，垄底种植模式的玉米生长发育优势相对明显，其叶长(28.00 ± 6.08 a)显著高于所有其他样本，株高(40.33 ± 5.78 c)和茎粗(0.47 ± 0.06 c)也处于中上等水平。而1.0%重盐土环境中，玉米整体生长表现最弱，尤其是垄侧种植模式，其株高(1.50 ± 2.60 h)、茎粗(0.07 ± 0.12 e)、叶长(0.67 ± 1.15 f)均为所有样本中的最低值，这充分说明重盐土环境对玉米生长发育存在显著的抑制作用。

Table 3. Effects of different planting modes on the growth and development of maize variety Woyu 3 during seedling stage

表3. 不同种植模式对玉米品种沃玉3号苗期生长发育的影响

编号	株高/cm	茎粗/cm	叶长/cm	叶宽/cm
A1	51.67 ± 4.93 ab	1.20 ± 0.30 a	19.67 ± 5.69 bc	1.20 ± 0.30 a
A2	57.00 ± 6.56 a	1.27 ± 0.06 a	17.00 ± 1.00 bcd	1.27 ± 0.06 a
A3	45.67 ± 5.51 bc	0.70 ± 0.00 b	13.00 ± 0.00 cde	0.70 ± 0.06 b
A4	59.33 ± 7.57 a	1.17 ± 0.06 a	13.67 ± 0.58 cde	1.17 ± 0.06 a
B1	11.50 ± 5.41 g	0.23 ± 0.06 de	9.67 ± 4.16 e	0.23 ± 0.06 de
B2	40.33 ± 5.78 c	0.47 ± 0.06 c	18.00 ± 6.08 a	0.47 ± 0.06 bc
B3	26.00 ± 0.867 de	0.47 ± 0.12 c	17.33 ± 6.81 bcd	0.47 ± 0.12 bc
B4	32.00 ± 2.00 d	0.3667 ± 0.12 cd	16.00 ± 4.36 bcd	0.37 ± 0.12 bc
C1	1.50 ± 2.60 h	0.07 ± 0.12 e	0.67 ± 1.15 f	0.07 ± 0.12 e
C2	25.33 ± 2.52 de	0.40 ± 0.10 cd	13.67 ± 2.52 ab	0.40 ± 0.10 cd
C3	16.00 ± 4.36 fg	0.23 ± 0.058 de	11.67 ± 2.31 de	0.23 ± 0.06 de
C4	20.00 ± 4.58 ef	0.33 ± 0.06 cd	14.33 ± 4.04 bcd	0.33 ± 0.06 cd

3.3. 不同种植模式对玉米苗期光合色素含量的影响

光合色素是植物进行光合作用的核心物质，叶绿素a、叶绿素b与类胡萝卜素共同作用，保障植物对光能的高效吸收与转化。如表4所示，不同种植模式下的叶绿素a、叶绿素b含量整体处于较高水平，其中垄侧与垄底种植模式的两种叶绿素含量显著高于垄上和平作模式。这一差异可能与滴灌浇水方式对不同种植模式的影响有关，不过整体来看，淡土环境下光合色素的分布仍保持相对稳定；0.4%中盐土环境中玉米类胡萝卜素含量呈现特异性优势，垄底种植模式表现出显著优势，其类胡萝卜素含量显著高于所有其他样本，叶绿素a、b含量虽处于中等水平，但综合表现突出；而垄侧种植模式的各项色素含量均极低。这一结果表明，适宜的盐土环境搭配合理的种植模式，可能有效提升玉米的光合色素含量；在1.0%重盐土环境中，光合色素的合成受到显著抑制，且不同种植模式的差异更为极端：垄侧种植模式下，叶绿素a、b及类胡萝卜素含量均为0；垄底与垄上种植模式的叶绿素a含量接近淡土环境水平，但类胡萝卜素含量整体偏低；平作模式的各项色素含量均较低，且与多数样本无显著差异。总体而言，重盐土环境对玉米光合色素的合成存在显著抑制作用，仅部分种植模式能在一定程度上缓解叶绿素a的合成受阻。

Table 4. Effects of different planting modes on photosynthetic pigment content during the seedling stage of corn variety Woyu 3

表4. 不同种植模式对玉米品种沃玉3号苗期光合色素含量的影响

编号	叶绿素a	叶绿素b	类胡萝卜素
A1	2.512 ± 0.147 a	0.746 ± 0.024 a	0.029 ± 0.001 b
A2	2.337 ± 0.170 ab	0.646 ± 0.071 ab	0.028 ± 0.001 b
A3	1.616 ± 0.504 c	0.512 ± 0.211 cd	0.024 ± 0.001 b
A4	1.733 ± 0.701 bc	0.370 ± 0.262 c	0.025 ± 0.001 b
B1	0.272 ± 0.471 e	0.124 ± 0.214 de	0.022 ± 0.001 b
B2	1.010 ± 0.142 d	0.458 ± 0.063 bc	0.266 ± 0.001 a
B3	0.984 ± 0.103 d	0.424 ± 0.071 bc	0.260 ± 0.001 a
B4	0.948 ± 0.029 d	0.391 ± 0.066 c	0.250 ± 0.001 a
C1	0.000 ± 0.000 f	0.00 ± 0.00 e	0.000 ± 0.000 b
C2	1.800 ± 0.103 bc	0.455 ± 0.030 bc	0.025 ± 0.001 b
C3	2.280 ± 0.536 ab	0.414 ± 0.105 bc	0.028 ± 0.003 b
C4	1.286 ± 0.107 cd	0.304 ± 0.031 cd	0.022 ± 0.121 b

3.4. 综合评价

为了综合评价不同种植模式在3种含盐量不同的土壤环境中对沃玉3号玉米品种的影响，本研究采用隶属函数值法，以玉米种子萌发指标、苗期农艺指标及生理指标为评价依据，分析不同处理对玉米种子萌发和苗期生长的作用效果。

由表5可知，在淡土环境和0.4%盐土环境中，不同种质模式对玉米品种的综合评价排序为A2 > A1 > A3 > A4 > B2 > B3 > B4 > B1；在1.0%重盐土环境中，不同种质模式处理对耐盐玉米品种的综合评价均值排序为A2 > A1 > A3 > A4 > C2 > C3 > C4 > C1 (表6)。在中盐土(0.4%)与重盐土(1.0%)环境中，垄底种植模式的综合表现最优，其次为垄上种植模式，这表明在盐渍化土壤中，垄底和垄上种植模式更有利于提升沃玉3号玉米的种子萌发质量与苗期生长状况。

Table 5. Membership function values and comprehensive evaluation of seed germination and seedling growth indicators of 0.4% saline soil maize under different planting modes

表5. 不同种植模式对0.4%中盐土玉米种子萌发和幼苗生长指标的隶属函数值及综合评价

处理	出苗率	株高	茎粗	叶长	叶宽	叶绿素a	叶绿素b	类胡萝卜素	主成分1	主成分2	总得分	排名
A1	100.000	54.333	1.533	15.000	1.033	2.273	0.594	0.028	0.891	0.319	0.712	2
A2	100.000	49.500	1.783	16.333	1.033	2.651	0.705	0.030	1.118	0.474	0.916	1
A3	100.000	36.000	1.583	14.417	0.500	2.064	0.533	0.027	0.999	−0.277	0.313	4
A4	100.000	53.000	1.711	12.756	1.122	1.729	0.449	0.024	0.662	−0.042	0.442	3
B1	13.880	10.250	0.217	7.083	1.533	0.816	0.372	0.217	−0.695	−2.051	−1.119	8
B2	100.000	30.417	0.489	14.278	1.578	0.842	0.384	0.223	−0.839	−0.185	−0.263	5
B3	100.000	26.500	0.400	14.750	1.567	0.911	0.415	0.241	−0.903	0.247	−0.543	6
B4	68.890	36.875	0.400	23.417	1.700	0.982	0.446	0.259	−1.232	1.515	−0.386	7

Table 6. Membership function values and comprehensive evaluation of germination and seedling growth indicators of maize seeds in 1.0% saline soil under different planting modes

表6. 不同种植模式对1.0%重盐土玉米种子萌发和幼苗生长指标的隶属函数值及综合评价

处理	出苗率	株高	茎粗	叶长	叶宽	叶绿 素a	叶绿 素b	类胡 萝卜素	主成分1	主成分2	总得分	排名
A1	100.00	54.3333	1.5333	15.0000	1.0333	2.2727	0.5941	0.0277	0.7342	0.53924	0.683	2
A2	100.00	49.5000	1.7833	16.3333	1.0333	2.6511	0.7052	0.0298	0.9107	0.64585	0.841	1
A3	100.00	36.0000	1.5833	14.4167	0.5000	2.0635	0.5326	0.0266	0.5532	0.913	0.649	3
A4	100.00	53.0000	1.7111	12.7556	1.1222	1.7290	0.4492	0.0236	0.4744	0.45854	0.470	4
C1	8.33	4.5000	0.2000	20.0000	1.5000	0.0000	0.0000	0.0000	−2.0466	0.76407	−1.302	8
C2	91.67	27.5000	0.3500	1.1500	1.6833	1.8511	0.4702	0.0255	0.4226	−1.90394	−0.194	5
C3	55.56	16.1667	0.2500	11.0333	1.5333	1.4923	0.4527	0.0252	−0.2212	−0.84231	−0.386	6
C4	33.33	16.5000	0.4500	12.1667	1.6667	0.5777	0.1772	0.0230	−0.8274	−0.57446	−0.760	7

4. 讨论

种子萌发与幼苗生长作为植物生长发育的初始阶段，是决定植株后续能否正常生长的关键环节[16]；而不同种植模式会直接影响植株生长态势，进而对玉米后期产量及品质产生作用[17]。在相关研究中，陈艳等[13]针对黄淮南部夏玉米，探究了播期、种植密度与氮肥用量的影响，明确该区域夏玉米的适宜栽培模式为：于6月中上旬播种，同时搭配90000株/hm²的种植密度与270 kg/hm²的氮肥施用量。韩鹏辉等[18]则通过不同栽培管理模式，研究夏玉米产量、产量构成要素、作物养分吸收动态及土壤硝态氮累积规律，结果发现，采用高产、水肥高效且环境友好的集成方案时，夏玉米的产量与生物量均达到最高水平。此外，闫尚龙等[19]采用密植玉米与间作豌豆相结合的种植模式，研究了增密对玉米营养成分总产量及氨基酸含量的影响，进而探讨了密植对玉米籽粒产量与品质的综合作用机制。

本研究通过测定不同种植模式下耐盐玉米品种“沃玉3号”的幼苗生长指标与生理指标，系统探究了不同盐土环境中玉米的最适栽培方式。研究结果显示，在中、重盐碱土环境中，垄底种植模式对玉米生长的促进效果最佳，垄上种植模式次之。相较于已有研究，本研究立足国家农业发展的现实需求，聚焦盐碱地开展试验，更贴近实际生产应用。通过对比淡土、中盐土及重盐土3种环境下不同种植模式对玉米萌发及幼苗生长的影响，为中、重度盐渍化土壤实现玉米全苗增产提供了切实可行的参考依据。

不过，当前研究仍存在两方面局限，一是不同种植模式通过影响盐碱地水盐运移进而作用于幼苗生长的具体机制尚未明晰；二是相关种植模式对玉米后续产量的影响仍需进一步深入探究。

5. 结论

本研究结果表明，在淡土环境中，不同种植模式对玉米苗期生长发育的影响较小，各项生长指标差异不显著。在中盐土环境下，垄底种植模式的玉米生长发育优势较为明显，各项指标表现突出。而重盐土环境对玉米生长发育存在显著的抑制作用，尤其是垄侧种植模式，其株高、茎粗、叶长均为所有样本中的最低值。

通过隶属函数综合分析发现，对于耐盐玉米品种沃玉3号，在中、重度盐渍化土壤中，采用垄底种植模式时，种子出苗率最高，同时玉米幼苗的农艺指标(如株高、茎粗、叶长、叶宽)以及生理指标(叶绿素含量)均表现最优。此外，在中、重度盐渍化土壤中，垄上种植模式下玉米的各项指标也处于中上水平，若后续综合考虑机械采收等实际生产需求，垄上种植模式也是一个可行的选择。

基金项目

唐山市科技计划项目(24150201C)；河北省现代农业产业技术体系建设专项资金(HBCT2024020411)。

NOTES

^*通讯作者。