尹一凡

玉米種植行距與產(chǎn)量的討論

尹一凡

俗話說(shuō)“民以食為天”，糧食的產(chǎn)量從某種意義上來(lái)說(shuō)影響著我們的生活質(zhì)量。馬克思說(shuō)：“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?！蓖瑫r(shí)，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(huì)影響到植株對(duì)肥、水、光等物質(zhì)的吸收。本文將通過(guò)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(shuō)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(duì)玉米產(chǎn)量的影響，尋求通過(guò)改變種植模式以提高產(chǎn)量的新途徑。此實(shí)驗(yàn)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(guò)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(wèn)題表述

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

二、問(wèn)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(gè)非常現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。根據(jù)問(wèn)題所描述的情況可以看出兩植株之間的距離，即L對(duì)植株所汲取的資源有很大的影響。L越大會(huì)浪費(fèi)資源，L越小會(huì)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(gè)契合點(diǎn)，將距離控制在一個(gè)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(gè)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(jiǎn)化，更好地說(shuō)明問(wèn)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(huì)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(zhǎng)勢(shì)良好，沒有出現(xiàn)倒伏的情況。

四、符號(hào)說(shuō)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(jiǎn)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(jiǎn)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(shí)平均產(chǎn)量為11536.9kg/hm2，0.6m等行距時(shí)平均產(chǎn)量為13059.4kg/hm2，0.67m等行距時(shí)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(shí)，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(jì)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(gè)W（產(chǎn)量）隨L（行距）變化的二次函數(shù)，取3個(gè)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(shí)候，W（產(chǎn)量）會(huì)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(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)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(yàn)證。

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

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

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

誤差在286.9～473.7。

八、模型評(píng)價(jià)

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(guò)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(shí)，產(chǎn)量會(huì)接近最高或達(dá)到最高。這個(gè)結(jié)論可以作為玉米植株種植的一個(gè)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(shí)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(shí)，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(lái)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?yàn)閷?shí)驗(yàn)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)）