植物受到干旱胁迫时,光合速率会 [冀西北半干旱区高产春玉米光合产物的积累及产量特征]

　　摘要：在大田开放种植条件下，对高产春玉米京单２８的光合产物积累和产量特征进行了研究。结果表明，京单２８开花期叶面积指数达最大值，为６．１３，地上部干物质积累随着生育期的推进呈上升趋势，蜡熟期达最大值，为２３８．７９ ｇ／株。从拔节期到灌浆期，单株叶面积与单株干物质积累量呈极显著正相关（ｒ＝０．８８４ ４）。在９０ ０００株／ｈｍ２密度条件下，单产为１３ ６８０ ｋｇ/ｈｍ２。
　　关键词：玉米；高产；光合产物；积累；半干旱区
　　中图分类号：Ｓ５１３；Ｓ３１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０11）09－1745-02
　　
　　Photosynthesis Product and Yield Characteristics of High Yield Spring Maize in Semiarid Zone
　　
　　ＷＡＮＧ Ｂａｏ－ｄｉ
　　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｈｅｂｅｉ Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕ ０７５０００，Ｈｅｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｊｉｎｇｄａｎ ２８ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｓｔｕｄｙ the ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ ｓｐｒｉｎｇ ｍａｉｚｅ under field conditions． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｅａｆ ａｒｅａ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ｊｉｎｇｄａｎ ２８ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｆ ６．１３ ａｔ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ． Ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｄｒｙ ｗｅｉｇｈｔ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ according to ｇｒｏｗｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ， and ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｆ ２３８ ７９ ｇ／ｐｌａｎｔ ａｔ ｒｉｐｅ ｓｔａｇｅ． Ｆｒｏｍ ｊｏｉｎｔｉｎｇ ｓｔａｇｅ ｔｏ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｔａｇｅ， ｐｌａｎｔ ｌｅａｆ ａｒｅａ ｓｈｏｗｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｌａｎｔ ｄｒｙ ｗｅｉｇｈｔ（ｒ＝０．８８４ ４）． Ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｊｉｎｇｄａｎ ２８ ｗａｓ １３ ６８０ ｋｇ/ｈｍ２ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ９０ ０００ ｐｌａｎｔ／ｈｍ２．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍａｉｚｅ（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）； ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ； ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐｒｏｄｕｃｔ； ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ； ｓｅｍｉａｒｉｄ ｚｏｎｅ
　　玉米是我国重要的粮食、饲料作物和重要的工业原料。玉米高产关系到世界粮食安全、畜牧业和相关工业的发展，一直以来深受我国乃至世界育种、栽培研究者及农民的普遍关注。据报道，２００２年美国创造了世界玉米产量的最高纪录，单产２７ ７５４．５ ｋｇ/ｈｍ２。玉米是冀西北地区的主要栽培作物。目前，该地区农户大田玉米单产为９ ０００～１５ ０００ ｋｇ／ｈｍ２，玉米增产潜力很大。玉米是Ｃ４作物，其叶面积较大，光合效率高。光合产物积累是玉米产量形成的重要基础。玉米产量性状受复杂环境条件的影响，不同生态区域的气候因子、土壤类型及水分状况不同，其增产潜力也不同。干旱是制约我国玉米产量与生产发展的第一限制因素，选用抗旱品种有利于降低由于干旱所造成的产量损失［１］。
　　玉米品种京单２８抗旱萌发能力强、抗倒性强、耐密性强，具有良好的丰产性和稳产性［２］。本研究以京单２８为试验材料，探讨其在冀西北半干旱地区光合产物的积累和产量形成的特征，旨在为高产玉米栽培技术研究、高产品种选育和京单２８在该地区的推广应用提供理论依据。
　　１材料与方法
　　１．１供试材料与试验设计
　　选用耐旱耐密高产玉米代表品种京单２８，种植面积为０．１６７ ｈｍ２，种植密度为９０ ０００株／ｈｍ２。
　　本试验在张家口市沙岭子镇农户大田进行。前茬为春玉米。土壤属壤土，土壤的田间最大持水量为３０．６８％，有机质为１８．０００ ｇ／ｋｇ，碱解氮为０．０３０ ｇ／ｋｇ，速效磷为０．０１０ ｇ／ｋｇ，速效钾为０．１７８ ｇ／ｋｇ。
　　等行距种植，行距５５ ｃｍ，株距２０ ｃｍ。试验田全部人工精细点播。底施磷酸二铵７５０ ｋｇ/ｈｍ２。大喇叭口期追施尿素４５０ ｋｇ/ｈｍ２左右并大水漫灌１次。
　　１．２测定项目及其方法
　　在春玉米生长期间调查生育期，在拔节期、小喇叭口期、大喇叭口期、开花期、灌浆期、乳熟期和完熟期各生育时期按对角线分５点随机取样，每个样点选取有代表性的植株３株。将玉米植株按器官分为叶、茎鞘（包含茎）、雄穗、雌穗部分，放入烘箱，１０５℃杀青３０ｍｉｎ，８０℃烘干至衡重，再称各生育期的鲜重和干重。收获期考种，调查穗行数、行粒数、穗粒重、穗粒数、千粒重等，并测产。
　　试验数据用Ｅｘｃｅｌ进行统计分析和绘图。
　　计算单株叶面积（ＬＡ）：ＬＡ＝Ｌ（叶长）×Ｗ（最大叶宽）×０．７５（式中０．７５为校正系数，未展开叶的系数为０．５）。
　　叶面积指数（ＬＡＩ）的计算公式为：ＬＡＩ＝ＬＡ总／ＧＡ（ＬＡ总为该土地面积上的总叶面积，ＧＡ为土地面积，总叶面积＝单株叶面积×单位土地面积上总株数）。
　　２结果与分析
　　２．１高产春玉米叶面积指数特征
　　叶片是光合作用的主要器官。叶面积指数的大小与变化直接影响玉米光合产物的积累。从拔节期至开花期，京单２８的ＬＡＩ随生育期的推进呈增长趋势，在开花期达到高峰。开花期的ＬＡＩｍａｘ为６．１３，灌浆期至蜡熟期，随生育期的推进，ＬＡＩ呈下降趋势，乳熟期至蜡熟期下降的速度较快、且降幅较大，其LAI的下降幅度为６４．９５％（图１）。开花期至灌浆期京单２８的ＬＡＩ保持稳定，有利于干物质的充分积累，为子粒形成奠定了物质基础。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　２．２高产春玉米光合产物积累
　　在灌浆期以前，京单２８植株鲜重随生育期的推进而逐渐增高；灌浆期以后，植株鲜重随生育期的推进而逐渐降低，干物质积累量随生育期的推进呈上升趋势。京单２８植株干重占鲜重的比例逐渐增加（表1）。在灌浆期，植株的鲜重最高，达９５８．２７ ｇ／株；该期干物质积累量占蜡熟期的６１．29％。开花期至灌浆期的干物质积累较快，京单２８开花期的干物质积累量是蜡熟期的39．61％。蜡熟期的干物质积累和干鲜比都达到了最大值。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　２．３高产春玉米叶面积与干物质积累的相关性
　　从拔节期至灌浆期，京单２８的单株叶面积随生育期的推进呈增长趋势（表２）。小喇叭口期至大喇叭口期增幅最大，达２ ９６５．６７ ｃｍ２。大喇叭口期至灌浆期，单株叶面积增长速度减慢，灌浆期单株叶面积达最大值，达６ ８３４．２５ ｃｍ２。灌浆期至蜡熟期下降的幅度较大。从拔节期至灌浆期，京单２８的单株叶面积与单株干物质积累量呈极显著的正相关（ｒ＝０．８８４ ４）。
　　灌浆期至蜡熟期，京单２８的单株叶面积呈较快下降趋势。与灌浆期相比，在蜡熟期的叶面积下降了６５．０６％。从灌浆期至蜡熟期，京单２８的干物质积累持续增加（表１），即单株叶面积与单株干物质积累不相关。说明灌浆前期光合产物积累为子粒充实提供了重要的物质基础。
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　　２．４高产春玉米产量及产量构成因子
　　在９０ ０００株/ｈｍ２密度条件下，京单２８穗行数为１４行，每行粒数为３０粒，千粒重为３４３ ｇ。单穗粒数平均为４３２粒，单穗粒重平均为１５２ ｇ，京单２８的单产为１３ ６８０ ｋｇ/ｈｍ２，达到高产标准。
　　３小结与讨论
　　了解高产玉米光合产物积累和产量特征对玉米高产育种和栽培都有极其重要的指导意义。研究者认为，光合产物是子粒产量形成的物质基础［３，４］。在成熟期，茎、鞘尚有可转移的碳水化合物，扩大库容能提高产量［５，６］。本研究中，从拔节期到灌浆期，京单２８的单株叶面积与单株干物质积累呈极显著正相关。说明前期叶面积增加，光合能力增强，光合产物不断积累。生长后期，随着叶片的衰败，光合作用减弱，前期积累的光合产物转移到子粒，可提高子粒充实度。
　　徐庆章等［７－９］的研究表明，高密度下源是产量的限制因素。在半干旱试验区，在９０ ０００株/ｈｍ２密度下，在大喇叭口期补水１次，京单２８在前期生长过程提供了充足的源，产量达到了１３ ６８０ ｋｇ/ｈｍ２。京单２８高产与光合产物的有效积累关系密切，同时与该品种的耐密特性有关。
　　参考文献：
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