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群体结构对夏玉米光合特性及物质积累的影响

马超  
【摘要】: 于2008年—2009年6~10月选用河南省生产上大面积推广的玉米品种郑单958为试验材料,在大田试验条件下采用三因素裂裂区试验设计,研究了不同种植密度、不同种植方式、不同留苗方式条件下,所构造的不同群体结构对夏玉米冠层结构特点、冠层小气候特点、光合特性、叶绿素荧光特性、物质积累及产量的影响,主要研究结果如下: 为从群体数量上确定适宜的群体结构,2008年设置45000、60000、75000、90000、105000、120000株?hm-2六个种植密度。试验结果表明,几个群体指标,如:群体光合速率(CAP)、叶面积指数、群体干物质重和产量均以90000株?hm-2最好,几个个体指标,如:单株干物质重、丙二醛(MDA)含量、穗粒数、穗粒重和千粒重均随着密度的增加而减小。 在2008年试验的基础上,保留75000、90000、105000株?hm-2三个种植密度并增加了种植方式(等行距和宽窄行种植)和留苗方式(单株留苗和双株留苗)两个因素。不同种植密度、种植方式和留苗方式所构造出的群体结构使玉米冠层结构特点表现不同:群体冠层结构中平均叶簇倾角(MLIA)、散射辐射透过系数(TCDP)、直射辐射透过系数(TCRP)、消光系数(EC)、叶片分布(LD)均随着灌浆期的推进呈降低趋势;MLIA和LD随着种植密度的增加而增加,TCDP、TCRP和EC则随着种植密度的增加而减小;在相同的种植密度下,不同种植方式中MLIA、TCDP、TCRP和EC表现为等行距小于宽窄行种植,而LD则表现为等行距大于宽窄行种植;在相同的种植密度、相同的种植方式下,不同留苗方式中MLIA、TCDP、TCRP和EC表现为单株小于双株留苗,而LD则表现为单株大于双株留苗。 种植密度越大,冠层截留的光合有效辐射(PAR)越多,等行距种植的各个冠层截留的PAR大于宽窄行种植,两种留苗方式表现有所不同,上层~下层整个冠层和上层~中层的截留率表现为单株大于双株,而中层至下层则相反。白天冠层温度(CT)随着种植密度的增加而降低,种植方式之间表现为宽窄行大于等行距,双株留苗大于单株留苗;夜间冠层温度随着种植密度的增加而增加,种植方式表现为等行距大于宽窄行,留苗方式表现为单株大于双株。白天冠层二氧化碳浓度在不同种植密度表现复杂,在12:00—18:00冠层二氧化碳浓度随着种植密度的增加呈降低趋势;种植方式表现为等行距种植小于宽窄行种植,留苗方式则为单株留苗小于双株留苗;夜间冠层二氧化碳浓度随着种植密度的增加而增加,种植方式表现为等行距种植大于宽窄行种植,留苗方式表现为单株种植大于双株种植。 群体光合速率(CAP)在吐丝期随着密度的增大而增大,蜡熟期则随着密度的增加呈先增后减的趋势,90000株?hm-2达到最大值;种植方式表现为宽窄行种植大于等行距种植,留苗方式为双株大于单株。叶片光合速率和气孔导度基本随着灌浆进程的推进呈逐渐降低的趋势,除上部叶规律不明显外,中部叶和下部叶双株的光合速率大于单株,三个部位的叶片光合速率均随密度的增大而下降,宽窄行的光合速率大于等行距,而胞间二氧化碳浓度表现则相反。三个层次叶片最大光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)基本随着生育期的推进呈逐渐降低的趋势;随着种植密度的提高,Fv/Fm和Fv/Fo逐渐降低,种植方式基本表现为宽窄行大于等行距,留苗方式表现为双株大于单株。光化学猝灭系数(qP)随着种植密度的增加而减小,宽窄行种植大于等行距种植,双株留苗大于单株留苗;非光化学猝灭系数(NPQ)随着种植密度的增加而减小,宽窄行种植大于等行距种植,双株留苗大于单株留苗。 吐丝期和成熟期所有器官单株干物质重随着种植密度的增加而降低,并随着种植密度的增加而减小,宽窄行种植等行距种植,留苗方式在上部器官表现为双株单株,中部叶和下部器官表现为单株双株。两个时期,所有部位的叶片、茎秆和叶鞘的可溶性糖含量均随种植密度的增加而下降,宽窄行种植大于等行距种植,在上部所有器官中,单株留苗大于双株留苗,在中部和下部器官中,双株留苗大于单株留苗。两个时期全氮含量随着种植密度的增加而增加;吐丝期三个部位叶片、茎秆和叶鞘表现为等行距种植大于宽窄行种植,成熟期则表现为宽窄行种植大于等行距种植;留苗方式在吐丝期上部器官表现为双株大于单株,中部和下部器官表现为单株大于双株;留苗方式在成熟期上部器官表现为单株大于双株,中部和下部器官表现为双株大于单株。灌浆期间的作物生长速率(CGR)、N-HI、NUPE随着种植密度的增加而降低,宽窄行种植大于等行距种植,双株留苗大于单株留苗;NUE则表现相反。穗长和穗粗随着种植密度的增加而减小,宽窄行种植大于等行距种植,双株留苗大于单株留苗,秃尖长则相反。穗粒重和百粒重随着种植密度的增加而降低,宽窄行种植大于等行距种植,双株留苗大于单株留苗。产量以D4P2R2处理最高。


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