不同密度條件下化控對夏玉米光合特性及產量的影響

王紅軍+郭書亞+張艷+尚賞

摘要：研究不同種植密度條件下化控對夏玉米光合特性及產量的影響，為夏玉米優化栽培提供理論依據。選用鄭單958為玉米試驗品種，設6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2共4個密度，在拔節期葉面噴施30%胺鮮脂·乙利水劑。試驗結果表明，清水處理隨密度的增加玉米穗位葉SPAD值和凈光合速率（Pn）、最大量子產量（Fv/Fm）、實際量子產量[Y（Ⅱ）]、光化學猝滅系數（qP）降低，非調節性能耗散量子產量[Y（NO）]和非光化學猝滅系數（qN）增大。30%胺鮮脂·乙利水劑處理較清水處理，增加了葉片的葉綠素SPAD值和凈光合速率，提高最大光化學效率、實際量子產量、光化學淬滅系數，降低非調節性能量消耗的量子產量、非光化學淬滅系數。最終8.25萬株/hm2的種植密度條件下，化控處理后的產量最高，達10 815.29 kg/hm2，顯著高于其他處理。

關鍵詞：密度；化控；夏玉米；光合特性；產量

中圖分類號： S513.04文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）17-0066-04

種植密度是影響玉米產量的重要因素[1-3]，在一定密度范圍內，玉米產量隨著密度的增加而增加，當超過一定的密度后，產量會隨著密度的增加而減少。隨著密度的增加，玉米的群體透光性降低，光合性能下降，穗粒數和千粒質量降低，倒伏率增大。化控劑能夠降低玉米株高、穗位高，塑造較為理想的株型，從而增加透光性，提高光合性能，進而增加玉米產量。因此，研究不同密度下化控對夏玉米光合特性及產量的影響具有重要意義。前人對不同密度玉米生長發育、光合作用、衰老機制和產量的影響做了大量的研究[4-7]，基本明確了不同玉米品種在不同地區的最適密度。相關研究表明，化控技術能夠降低株高、穗位高，增強抗倒伏能力，提高葉片葉綠素含量，延長群體高LAI持續時間，增強葉片保綠性，提高光合能力，增加產量[8-10]。關于不同密度和化控劑相結合對夏玉米光合特性的研究較少。本研究通過對不同種植密度條件下施用30%胺鮮脂·乙利水劑后玉米生育后期光合特性及產量的研究，為化控劑在豫東地區玉米生產上的合理施用提供技術依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2015年在河南夏邑縣會亭鎮崔樓村（34°06′N，116°04′E）進行。試驗區常年平均日照2 200～2 400 h，氣溫14 ℃，降水量680 mm左右，玉米生長的6—9月降水占65%左右。試驗田土壤為黃潮土，質地中壤，耕層（0～20 cm）土壤有機質含量12.8 g/kg、堿解氮含量89.0 mg/kg、速效磷含量12.2 mg/kg、速效鉀含量138.0 mg/kg。前茬小麥產量7 200 kg/hm2。

1.2試驗方法

試驗設化控和密度2個因素，隨機區組排列，3次重復，每小區12行，行長10 m，行距60 cm，小區面積72 m2。試驗密度設6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2共4個處理。供試品種為鄭單958，化控劑為“玉黃金”，成分為30%胺鮮脂·乙利水劑，由福建浩倫生物工程技術有限公司生產。化控設2個處理，分別為“玉黃金”噴霧、清水對照處理。2015年6月2日使用等株距人工點播，用300 mL/hm2“玉黃金”兌水450 kg后于玉米拔節期（6片展開葉）均勻噴霧。

1.3測定項目與方法

1.3.1葉綠素SPAD值采用CCM-200+葉綠素測定儀于夏玉米各個生育時期測定葉綠素SPAD值。每個處理于拔節期選取葉齡指數一致、具代表性的植株3株掛上記號牌，各生育時期均于08：30—10：00選擇穗位葉進行測定。分別測定葉片的葉尖、葉中和葉基，計算平均值作為該葉片的測定值，將各處理掛牌的3株的測定值取平均值作為該處理的SPAD測定值。

1.3.2葉片凈光合速率和葉綠素熒光參數的測定在玉米開花期，于花后15、30、45 d晴天11：00左右分別選取生長一致且受光方向相同的穗位葉，采用光合測定系統測定玉米穗位葉的光合速率。每個處理重復5次。在測定穗位葉光合特性的同時，用FM S2脈沖調制式熒光儀（英國，Han satech）測定旗葉葉綠素熒光參數。選取生長一致且受光方向相同的穗位葉，測定光適應下最大熒光（Fm′）、光適應下的穩態熒光（Fs）和暗適應30 min后的最大熒光（Fm）、初始熒光（Fo）等熒光參數。然后依次計算出PSⅡ最大量子產量（Fv/Fm）、實際量子產量Y（Ⅱ）、非調節性能耗散的量子產量Y（NO）、非光化學猝滅參數（qN）、光化學猝滅參數（qP）。

1.3.3產量及產量構成因素的測定每個處理選取2個連續 4 m 行長，計算株數、穗數、空稈和禿尖數，全部收獲并隨機選取10穗計算穗行數、穗粒數、千粒質量并計算理論產量。每個處理重復3次，取平均值。

1.4數據處理

數據處理采用Excel 2003，采用DPS 7.05軟件進行顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1不同處理對玉米穗位葉SPAD值的影響

從圖1可以看出，從開花期到花后45 d，SPAD值逐漸下降，并且隨著密度的增加而降低，化控處理下不同密度玉米葉片的SPAD值大于相應的對照。對照在6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期到花后45 d SPAD值下降幅度分別為22.86%、28.28%、31.59%、34.07%；而化控處理條件下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期到花后45 d SPAD值下降幅度分別為21.06%、25.61%、28.87%、31.76%。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理SPAD值比相應的對照處理高1.28%、0.39%、1.31%、2.91%；而在花后45 d，化控處理SPAD值比相應的對照處理高3.64%、4.12%、5.34%、6.51%。

2.2不同處理對玉米穗位葉凈光合速率的影響

從圖2可以看出，從開花期到花后45 d，玉米穗位葉凈光合速率逐漸降低，并且隨著密度的增加而降低。化控處理下不同密度玉米葉片的凈光合速率大于相應的清水對照。對照處理下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期到花后45 d凈光合速率下降幅度分別為40.32%、43.43%、4663%、52.90%；而化控處理下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期到花后45 d凈光合速率下降幅度分別為37.93%、39.69%、42.63%、51.45%。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理凈光合速率比相應的對照高3.81%、5.50%、6.45%、3.39%；而在花后 45 d，化控處理凈光合速率比相應對照高7.97%、12.47%、14.43%、6.57%。

2.3不同處理對穗位葉葉綠素熒光參數的影響

2.3.1不同處理對穗位葉最大量子產量Fv/Fm的影響從圖3可以看出，從開花期到花后45 d，玉米穗位葉片最大量子產量逐漸降低，并且隨著密度的增加而降低，化控處理下的最大量子產量大于對照。對照在6.75萬、7.50萬、8.25萬、

9.00萬株/hm2 從開花期至花后45 d最大量子產量下降幅度分別為7.89%、9.34%、9.46%、9.93%；而化控處理條件下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期至花后 45 d 最大量子產量下降幅度分別為6.58%、6.53%、7.28%、7.40%。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理最大量子產量比相應對照高1.46%、1.60%、2.62%、2.01%；而在花后45 d，化控處理最大量子產量比相應對照處理高2.90%、4.74%、5.09%、4.89%。

2.3.2不同處理對穗位葉實際量子產量的影響從圖4可以看出，隨著密度的增加和生育進程的推進，玉米穗位葉片的實際量子產量逐漸降低，化控處理下實際量子產量大于對照處理。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理實際量子產量比相應對照高1.92%、2.28%、4.01%、3.77%；而在花后45 d，6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2 化控處理實際量產量比相應對照處理高 3.67%、3.90%、5.54%、4.30%。

2.3.3不同處理對穗位葉非調節性能耗散量子產量Y（NO）的影響從圖5可以看出，隨著密度的增加和生育進程的推進，玉米穗位葉Y（NO）逐漸升高，化控處理條件下的Y（NO）低于對照。對照在6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期至花后45 d Y（NO）上升幅度分別為53.25%、53.82%、54.68%、55.95%；而化控處理下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期至花后45 d Y（NO）上升幅度分別為49.84%、50.46%、50.61%、52.71%。在開花期 6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理Y（NO）比相應對照低0.62%、1.22%、1.51%、1.19%；而在花后 45 d，化控處理Y（NO）比相應對照低2.83%、3.38%、4.10%、3.24%。

2.3.4不同處理對穗位葉光化學猝滅系數（qP）的影響從圖6可以看出，隨著密度的增加和生育進程的推進，玉米穗位葉片的光化學猝滅系數qP逐漸降低，化控處理下猝滅系數大于對照。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理qP比相應對照分別提高1.22%、1.23%、1.94%、1.68%；而在花后45 d，6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2 化控處理qP比相應對照高2.49%、2.54%、3.32%、2.44%。

2.3.5不同處理對穗位葉非光化學猝滅系數（qN）的影響從圖7可以看出，隨著密度的增加和生育進程的推進，玉米穗位葉非光化學猝滅系數qN逐漸升高，化控處理下的非光化學猝滅系數低于對照。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2 化控處理qP比相應對照處理分別低 1.42%、2.07%、2.65%、1.89%；而在花后45 d，化控處理qN比相應對照處理低2.91%、3.32%、4.12%、3.14%。

2.4不同處理對產量及產量構成因素的影響

從表1可以看出，清水處理產量隨密度的增加產量呈先升高后降低的趨勢，在密度為8.25萬株/hm2時產量最高，為 10 031.21 kg/hm2， 比6.75萬、7.50萬株/hm2處理分別提高

4.09%、1.66%， 但處理間差異不顯著，比9.50萬株/hm2處理產量高4.97%，處理間差異顯著。化控處理下玉米產量變化趨勢與清水處理相似，與清水處理相比化控處理下的玉米產量均有所增加，化控處理條件下密度為8.25萬株/hm2時產量最高，為10 815.29 kg/hm2，顯著高于其他處理。不同密度條件下，化控處理6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2 產量分別比相應對照增加了0.96%、3.55%、7.82%、0.92%。本試驗化控處理密度為8.25萬株/hm2條件下增產效果最好，表明化控處理和密度的合理搭配能夠提高夏玉米產量。

3結論與討論

前人研究結果表明，葉綠素含量與葉片光合性能和作物產量顯著相關[11]。本研究結果表明，隨著密度的增加和生育進程的推進玉米穗位葉SPAD值逐漸降低，凈光合速率也逐漸降低，化控處理高于對照處理，與前人研究的密度越大葉綠素含量越低，凈光合速率也越低，化控能夠增加葉綠素含量的結果[12]基本一致，但與于洪久等在大豆上的研究結果[13-14]相反。關于葉綠素熒光參數在逆境，如高溫、低溫、強光、遮陰、干旱、鹽漬、灌溉、施肥、密度等條件下的變化已開展了大量研究[15-22]。眾多研究表明，化控能夠提高玉米葉片的最大量子產量、實際量子產量和光化學猝滅系數，降低非調節性能耗散量子產量和非光化學猝滅系數[9，12]。本研究結果表明，密度增加和生育進程推進玉米穗位葉片的最大量子產量、實際量子產量和光化學猝滅系數降低，非調節性能耗散量子產量和非光化學猝滅系數升高；而化控處理下的最大量子產量、實際量子產量和光化學猝滅系數大于相應對照，非調節性能耗散量子產量和非光化學猝滅系數小于相應對照。導致本研究結果的原因主要有：一是密度增加會導致透光透氣差，從而降低葉綠素含量和光合熒光性能；二是化控處理改善了玉米的形態特征，塑造了較理想的株型，改善了玉米群體的透氣透光性，從而增加了葉綠素含量，提高光合熒光性能；三是化控處理能夠調控內源激素系統，調節內部生理代謝，從而提高光合熒光性能。

前人眾多研究表明，隨著密度的增加，玉米產量先增加后下降[2-3]，本研究結果與其基本一致。本試驗研究表明，化控處理條件下玉米產量變化趨勢與清水處理相似，與清水處理相比化控處理下的玉米產量均有所增加，密度為 8.25萬株/hm2 條件下產量最高，為10 815.29 kg/hm2。不同密度種植條件下，化控后的6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2分別比對照增產0.96%、3.55%、7.82%、0.92%。與許多研究結果[23-24]基本一致，但與張子學等化控能使玉米減產16.6%～42.6%的研究結果[25]相反。

夏玉米合理的種植密度與化控能夠獲得更高的產量，本試驗密度為8.25萬株/hm2化控處理后，玉米穗位葉能夠保持較高的葉綠素SPAD值尤其是生育后期的SPAD值，光合電子傳遞活性較高，光能捕獲和利用能力較強，分配于光合作用的量子產量較高，用于非調節性熱能耗散的量子產量較低，因而凈光合作用速率較高，產量最高。

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