种植密度和行距配置对超高产夏玉米产量形成的影响

摘要

随着玉米种植密度的增大，群体内通风透光条件变差，群体光能利用率降低。因此，在高密度条件下，如何改善玉米冠层结构，增加群体内的通风透光条件成为当前玉米栽培的关键。本试验于2008-2009年在黄淮海区域玉米技术创新中心和作物生物学国家重点实验室进行。以超级玉米新品种登海701为试验材料，在67500株/h㎡（D1）、90000株/h㎡（D2）和112500株/h㎡（D3）3个密度条件下，设置4个行距配置（60+60、70+50、80+40、90+30），研究种植密度和行距配置对超高产条件下玉米产量和群体光合特性的影响。主要研究结果如下：
　　 1种植密度和行距配置对植株性状和产量及其构成因素的影响
　　 随着密度的增大，玉米产量增加，穗粒数、行粒数和千粒重均显著降低，而玉米植株株高和穗位高均增高，与D1密度相比较，D2和D3密度下株高平均值分别增加4.9cm和7.6cm；穗位高分别增加9.3cm和11.4cm。
　　 在低密度下，“80+40”和等行距种植产量显著大于其他两种配置，而中高密度下，“80+40”配置产量、行粒数、千粒重均显著高于其他3个行距配置。在低密度下，各行距配置间株高与穗位高均无显著差异，但在中高密度下，“80+40”配置株高与穗位高均低于其他配置，且差异随密度增大而增大。
　　 2种植密度和行距配置对玉米干物质积累动态的影响
　　 玉米群体干物质积累量随密度的增大而增加，且在高密度下“80+40”配置干物质积累量高于其他配置，尤其在生育后期表现突出。而单株干物质积累量则随密度的增大而减小，高密度与低密度相比单株干物质积累量降低了近1/3，主要表现在中下部（150cm以下），而上部差异较小。中下部叶片和茎秆干物质积累量均呈降低趋势：而210cm以上叶片干物质积累量随密度的增大而略有增加。同一密度下，“80+40”配置中下部叶片和茎秆及总干物质积累量均高于其他配置，但上部表现为“80+40”干物质积累量较低。
　　 3种植密度和行距配置对玉米穗位叶光合特性的影响
　　 玉米穗位叶叶绿素含量、Pn、Fv/Fm、φPSⅡ均随密度的增大而呈降低趋势，而且均在生育后期差异较显著。光合作用关键酶PEPCase和RuBPCase酶活性亦呈降低趋势。表明，随密度增大穗位叶光合能力降低。
　　 玉米穗位叶叶绿素含量、Pn、Fv/Fm、φPSⅡ、PEPCase和RuBPCase活性在低密度下各行距配置间均无显著差异，但在中高密度下，“80+40”配置均高于其他配置，尤其是在生育后期差异显著，表明，适宜的行距配置可提高穗位叶光合能力。
　　 4种植密度和行距配置对玉米群体光分布与群体光合特性的影响
　　 随密度增加，群体内RAR总截获率相应增大，上层截获率增大，穗位叶层和下层截获率下降。3个密度条件下，总截获率、穗位叶层及下层截获率均以“80+40”配置为最高；上部截获率以“60+60”配置最高，且随着大行距的增大呈递减趋势。
　　 LAI随种植密度增大而增大，但在不同密度下最大LAI出现的时间不同，中低密度下的最大LAI均出现在灌浆期，高密度下出现在开花期，且在高密度下，LAI随生育进程下降的幅度大于中低密度。在低密度下，等行距种植LAI最高，中高密度下，“80+40”配置生育后期显著高于其他配置，由此可见，“80+40”配置更有利于在高密度条件下提高叶面积指数，从而有利于光合源的扩大。
　　 花后CAP随密度增加群体光合速率相应升高。同一密度下，各行距配置间表现为“80+40”>“70+50”>“60+60”>“90+30”，且随密度的增大差异变大。CR在花后呈现先降低，后升高的趋势。不同生育期均表现为随密度增加而增大的趋势。群体呼吸速率占群体总光合的比例（CR/TCAP）随密度的增大而增大。相同密度下，“80+40”配置CR/TCAP显著低于其他配置，且随密度增大表现更加突出。
　　 5种植密度和行距配置对玉米结实率及果穗上部籽粒内源激素含量的影响
　　 结实率随着密度的增大呈降低趋势。低密度下，结实率随着大行距的增大而降低；中高密度下，“80+40”配置结实率高于其他各配置。
　　 在90000株/h㎡密度下，“80+40”配置果穗上部籽粒IAA、GA3、ZR和DHZR含量在授粉后25d之前均高于其他配置，而之后各行距配置间差异较小；而ABA含量则表现为20d之前“80+40”配置略高于其他配置，20d以后则低于其他配置，到花后40d含量显著低于其他配置。
　　 以上结果表明，要使玉米产量得到显著提高，首先，要选择较高的群体密度，高密度是玉米产量提高的基础。其次，在高密度条件下，要采用合理的行距配置，充分发挥玉米个体发育潜力，使玉米群体与个体得到协调发展，保证玉米群体产量的提高。结合高产和稳产两方面因素，在夺试验条件下，我们认为登海701以90000株/h㎡，“80+40”配置是高产、稳产的最佳配置。

目录

文摘

英文文摘

英文缩略表

1 前言

1.1 目的意义

1.2 国内外研究现状

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 试验设计

2.3 测定项目与方法

2.4 数据处理与分析

3 结果与分析

3.1 种植密度和行距配置对玉米产量及其构成因素的影响

3.2 种植密度和行距配置对玉米干物质积累及植株性状的影响

3.2.1 单株干物质积累动态

3.2.2 群体干物质积累动态

3.2.3 玉米株高和穗位高

3.3 种植密度和行距配置对灌浆期玉米植株不同层次干物质积累量的影响

3.3.1 不同层次总干物质积累量

3.3.2 不同层次叶片干物质积累量

3.3.3 不同层次茎秆干物质积累量

3.4 种植密度和行距配置对超高产夏玉米穗位叶光合性能的影响

3.4.1 穗位叶净光合速率

3.4.2 穗位叶叶绿素含量

3.4.3 种植密度和行距配置对光合作用关键酶的影响

3.4.4 穗位叶叶绿素荧光参数

3.5 种植密度和行距配置对玉米群体光合特性的影响

3.5.1 光合有效辐射解惑率

3.5.2 叶面积指数

3.5.3 群体光合速率

3.5.4 群体呼吸速率

3.5.5 群体呼吸速率与群体总光合的比例

3.6 叶片保护性酶活性

3.6.1 SOD活性

3.6.2 POD活性

3.6.3 CAT活性

3.7 种植密度和行距配置对结实率和籽粒内源激素含量的影响

3.7.1 结实率

3.7.2 果穗上部籽粒生长素含量

3.7.3 果穗上部籽粒玉米素和双氢玉米素含量

3.7.4 果穗上部籽粒赤霉素含量

3.7.5 果穗上部籽粒脱落酸含量

4 讨论

4.1 种植密度和行距配置对超高产夏玉米产量和农艺性状的影响

4.2 种植密度和行距配置对超高产夏玉米群体内光分布的影响

4.3 种植密度和行距配置对超高产夏玉米穗位叶光合特性的影响

4.4 种植密度和行距配置对超高产夏玉米群体光合特性的影响

4.5 种植密度和行距配置对超高产夏玉米干物质积累动态的影响

4.6 种植密度和行距配置对超高产夏玉米结实率和籽粒内源激素含量的影响

5 主要结论

5.1 种植密度和行距配置对玉米植株性状与产量及其构成因素的影响

5.2 种植密度和行距配置对玉米干物质积累动态的影响

5.3 种植密度和行距配置对玉米群体内光分布的影响

5.4 种植密度和行距配置对玉米穗位叶光合特性的影响

5.5 种植密度和行距配置对玉米群体光合特性的影响

5.6 种植密度和行距配置对玉米叶片衰老的影响

5.7 种植密度和行距配置对玉米结实率及果穗上部籽粒激素含量的影响

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文情况