冀西北半干旱區(qū)高產(chǎn)春玉米光合產(chǎn)物的積累及產(chǎn)量特征

摘要：在大田開放種植條件下，對(duì)高產(chǎn)春玉米京單２８的光合產(chǎn)物積累和產(chǎn)量特征進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，京單２８開花期葉面積指數(shù)達(dá)最大值，為６．１３，地上部干物質(zhì)積累隨著生育期的推進(jìn)呈上升趨勢(shì)，蠟熟期達(dá)最大值，為２３８．７９ ｇ／株。從拔節(jié)期到灌漿期，單株葉面積與單株干物質(zhì)積累量呈極顯著正相關(guān)（ｒ＝０．８８４ ４）。在９０ ０００株／ｈｍ２密度條件下，單產(chǎn)為１３ ６８０ ｋｇ/ｈｍ２。

關(guān)鍵詞：玉米；高產(chǎn)；光合產(chǎn)物；積累；半干旱區(qū)

中圖分類號(hào)：Ｓ５１３；Ｓ３１１ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：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

玉米是我國(guó)重要的糧食、飼料作物和重要的工業(yè)原料。玉米高產(chǎn)關(guān)系到世界糧食安全、畜牧業(yè)和相關(guān)工業(yè)的發(fā)展，一直以來深受我國(guó)乃至世界育種、栽培研究者及農(nóng)民的普遍關(guān)注。據(jù)報(bào)道，２００２年美國(guó)創(chuàng)造了世界玉米產(chǎn)量的最高紀(jì)錄，單產(chǎn)２７ ７５４．５ ｋｇ/ｈｍ２。玉米是冀西北地區(qū)的主要栽培作物。目前，該地區(qū)農(nóng)戶大田玉米單產(chǎn)為９ ０００～１５ ０００ ｋｇ／ｈｍ２，玉米增產(chǎn)潛力很大。玉米是Ｃ４作物，其葉面積較大，光合效率高。光合產(chǎn)物積累是玉米產(chǎn)量形成的重要基礎(chǔ)。玉米產(chǎn)量性狀受復(fù)雜環(huán)境條件的影響，不同生態(tài)區(qū)域的氣候因子、土壤類型及水分狀況不同，其增產(chǎn)潛力也不同。干旱是制約我國(guó)玉米產(chǎn)量與生產(chǎn)發(fā)展的第一限制因素，選用抗旱品種有利于降低由于干旱所造成的產(chǎn)量損失［１］。

玉米品種京單２８抗旱萌發(fā)能力強(qiáng)、抗倒性強(qiáng)、耐密性強(qiáng)，具有良好的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性［２］。本研究以京單２８為試驗(yàn)材料，探討其在冀西北半干旱地區(qū)光合產(chǎn)物的積累和產(chǎn)量形成的特征，旨在為高產(chǎn)玉米栽培技術(shù)研究、高產(chǎn)品種選育和京單２８在該地區(qū)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

１材料與方法

１．１供試材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用耐旱耐密高產(chǎn)玉米代表品種京單２８，種植面積為０．１６７ ｈｍ２，種植密度為９０ ０００株／ｈｍ２。

本試驗(yàn)在張家口市沙嶺子鎮(zhèn)農(nóng)戶大田進(jìn)行。前茬為春玉米。土壤屬壤土，土壤的田間最大持水量為３０．６８％，有機(jī)質(zhì)為１８．０００ ｇ／ｋｇ，堿解氮為０．０３０ ｇ／ｋｇ，速效磷為０．０１０ ｇ／ｋｇ，速效鉀為０．１７８ ｇ／ｋｇ。

等行距種植，行距５５ ｃｍ，株距２０ ｃｍ。試驗(yàn)田全部人工精細(xì)點(diǎn)播。底施磷酸二銨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測(cè)定項(xiàng)目及其方法

在春玉米生長(zhǎng)期間調(diào)查生育期，在拔節(jié)期、小喇叭口期、大喇叭口期、開花期、灌漿期、乳熟期和完熟期各生育時(shí)期按對(duì)角線分５點(diǎn)隨機(jī)取樣，每個(gè)樣點(diǎn)選取有代表性的植株３株。將玉米植株按器官分為葉、莖鞘（包含莖）、雄穗、雌穗部分，放入烘箱，１０５℃殺青３０ｍｉｎ，８０℃烘干至衡重，再稱各生育期的鮮重和干重。收獲期考種，調(diào)查穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒重、穗粒數(shù)、千粒重等，并測(cè)產(chǎn)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Ｅｘｃｅｌ進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和繪圖。

計(jì)算單株葉面積（ＬＡ）：ＬＡ＝Ｌ（葉長(zhǎng)）×Ｗ（最大葉寬）×０．７５（式中０．７５為校正系數(shù)，未展開葉的系數(shù)為０．５）。

葉面積指數(shù)（ＬＡＩ）的計(jì)算公式為：ＬＡＩ＝ＬＡ總／ＧＡ（ＬＡ總為該土地面積上的總?cè)~面積，ＧＡ為土地面積，總?cè)~面積＝單株葉面積×單位土地面積上總株數(shù)）。

２結(jié)果與分析

２．１高產(chǎn)春玉米葉面積指數(shù)特征

葉片是光合作用的主要器官。葉面積指數(shù)的大小與變化直接影響玉米光合產(chǎn)物的積累。從拔節(jié)期至開花期，京單２８的ＬＡＩ隨生育期的推進(jìn)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，在開花期達(dá)到高峰。開花期的ＬＡＩｍａｘ為６．１３，灌漿期至蠟熟期，隨生育期的推進(jìn)，ＬＡＩ呈下降趨勢(shì)，乳熟期至蠟熟期下降的速度較快、且降幅較大，其LAI的下降幅度為６４．９５％（圖１）。開花期至灌漿期京單２８的ＬＡＩ保持穩(wěn)定，有利于干物質(zhì)的充分積累，為子粒形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

２．２高產(chǎn)春玉米光合產(chǎn)物積累

在灌漿期以前，京單２８植株鮮重隨生育期的推進(jìn)而逐漸增高；灌漿期以后，植株鮮重隨生育期的推進(jìn)而逐漸降低，干物質(zhì)積累量隨生育期的推進(jìn)呈上升趨勢(shì)。京單２８植株干重占鮮重的比例逐漸增加（表1）。在灌漿期，植株的鮮重最高，達(dá)９５８．２７ ｇ／株；該期干物質(zhì)積累量占蠟熟期的６１．29％。開花期至灌漿期的干物質(zhì)積累較快，京單２８開花期的干物質(zhì)積累量是蠟熟期的39．61％。蠟熟期的干物質(zhì)積累和干鮮比都達(dá)到了最大值。

２．３高產(chǎn)春玉米葉面積與干物質(zhì)積累的相關(guān)性

從拔節(jié)期至灌漿期，京單２８的單株葉面積隨生育期的推進(jìn)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)（表２）。小喇叭口期至大喇叭口期增幅最大，達(dá)２ ９６５．６７ ｃｍ２。大喇叭口期至灌漿期，單株葉面積增長(zhǎng)速度減慢，灌漿期單株葉面積達(dá)最大值，達(dá)６ ８３４．２５ ｃｍ２。灌漿期至蠟熟期下降的幅度較大。從拔節(jié)期至灌漿期，京單２８的單株葉面積與單株干物質(zhì)積累量呈極顯著的正相關(guān)（ｒ＝０．８８４ ４）。

灌漿期至蠟熟期，京單２８的單株葉面積呈較快下降趨勢(shì)。與灌漿期相比，在蠟熟期的葉面積下降了６５．０６％。從灌漿期至蠟熟期，京單２８的干物質(zhì)積累持續(xù)增加（表１），即單株葉面積與單株干物質(zhì)積累不相關(guān)。說明灌漿前期光合產(chǎn)物積累為子粒充實(shí)提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

２．４高產(chǎn)春玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子

在９０ ０００株/ｈｍ２密度條件下，京單２８穗行數(shù)為１４行，每行粒數(shù)為３０粒，千粒重為３４３ ｇ。單穗粒數(shù)平均為４３２粒，單穗粒重平均為１５２ ｇ，京單２８的單產(chǎn)為１３ ６８０ ｋｇ/ｈｍ２，達(dá)到高產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

３小結(jié)與討論

了解高產(chǎn)玉米光合產(chǎn)物積累和產(chǎn)量特征對(duì)玉米高產(chǎn)育種和栽培都有極其重要的指導(dǎo)意義。研究者認(rèn)為，光合產(chǎn)物是子粒產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)［３，４］。在成熟期，莖、鞘尚有可轉(zhuǎn)移的碳水化合物，擴(kuò)大庫容能提高產(chǎn)量［５，６］。本研究中，從拔節(jié)期到灌漿期，京單２８的單株葉面積與單株干物質(zhì)積累呈極顯著正相關(guān)。說明前期葉面積增加，光合能力增強(qiáng)，光合產(chǎn)物不斷積累。生長(zhǎng)后期，隨著葉片的衰敗，光合作用減弱，前期積累的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到子粒，可提高子粒充實(shí)度。

徐慶章等［７－９］的研究表明，高密度下源是產(chǎn)量的限制因素。在半干旱試驗(yàn)區(qū)，在９０ ０００株/ｈｍ２密度下，在大喇叭口期補(bǔ)水１次，京單２８在前期生長(zhǎng)過程提供了充足的源，產(chǎn)量達(dá)到了１３ ６８０ ｋｇ/ｈｍ２。京單２８高產(chǎn)與光合產(chǎn)物的有效積累關(guān)系密切，同時(shí)與該品種的耐密特性有關(guān)。

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