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小麦/玉米不同复合群体对光合器官生态生理特性和产量形成的影响

党红凯  
【摘要】:小麦、玉米一年两熟是河北平原粮食生产的主要种植制度。长期以来,夏玉米在小麦行间套种和小麦收获后平播两种主要接茬方式一直处在此消彼长之中。前人对小麦/玉米复合群体的产量构成因素等方面已经做了大量研究,但就不同种植形式所形成的复合群体对作物光合器官生态生理特性的影响尚不多见。为此,于2007—2010年通过小麦、玉米不同接茬方式创造不同复合群体,研究了复合群体中光合器官生理特性与群体产量性状的变化特点,旨在为河北省冬小麦、夏玉米高产栽培提供理论依据。研究结果表明: 1、在基本苗相同的前提下,不同行距配置的小麦群体和个体性状都有一定的差距。小麦基部节间直径、平均总小穗数、穗粒数和穗粒重均与平均行距呈显著正相关,即行距增大有利于小麦个体性状的优化。但最高叶面积指数、总茎数和成穗数均以行距为15 cm等行距的处理最高,但由于3个产量构成因素的相互作用,不同行距配置的产量差异不大。在不等行距的“三密一稀”小麦宽行中套种或等行距小麦收获后平播的不同播期处理的玉米虽然穴数相同,但两年中都是套种越早的成穂数越少,而平播的玉米产量最高或较高。2年中的全年产量均以等行距小麦收获后平播玉米形成的衔接型复合群体产量最高或较高,而且有利于机械化作业,是最为适宜的接茬方式。小麦“三密一稀”种植,收获前5~7d套种玉米所形成的生育期部分重叠的复合群体产量也较高,在不能保证及时浇玉米蒙头水的情况下,适当早套种可以避开用水用电高峰时间,在生产中可以作为一种活化农事操作的措施。 2、不同行距配置对小麦的群体光合性能有一定影响。与15 cm等行距相比较,“三密一稀”处理的平均行距较宽,群体保持相对较高的透光率,单个叶片的光合性能更具有优越性。“三密一稀”处理的可溶性蛋白和叶绿素含量较高,叶绿素高值维持时间较长。“三密一稀”小麦群体中不同时间套种与等行距小麦收获后平播的播期处理对玉米早期生长造成较大的影响。与平播玉米相比,早期套种的玉米基部叶片的平均叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、RuBP羧化酶活性、PEP羧化酶活性和光合速率分别降低18.5%、30.0%、48.1%、59.5%和27.0%。这种差异也影响到玉米后期的产量性状。 3、不同行距配置对小麦各叶位叶片解剖结构有一定的影响。与等行距处理相比较,“三密一稀”处理的小麦各叶位的叶片较厚,随叶位升高细胞环数增加较快,细胞变小的趋势也更明显。不同套播与平播播期处理对玉米叶片细胞的形态和组成的影响不大,主要体现在叶片厚度上,6月1日、6日早套种的处理,基部3片叶的叶片厚度显著小于6月11日、16日播期处理。这显然与基部叶片的形成受到共生期间小麦的影响有关。 4、虽然“三密一稀”处理的小麦单个叶片的光合性能比等行距的小麦更具有优势,但等行距小麦的春季总光合势比“三密一稀”处理的高,而开花后等行距处理的较低。2年中,6月1日早套种的夏玉米的全生育期群体总光合势和吐丝后的光合势,在4个播期处理中均最低,而6月16日平播处理的总光合势和吐丝后光合势在4个播期处理中最高或较高。玉米总光合势和吐丝后光合势均与籽粒产量成正相关,相关系数分别为0.668和0.779*。不同的小麦/玉米复合群体的全年总光合势比较,小麦15 cm等行距种植,收获后玉米平播形成的衔接型群体全年总光合势较高。全年总光合势与小麦/玉米籽粒总产量呈正相关,2008年、2009年的相关系数分别为0.870和0.723。可见,从光合势上也说明,等行距小麦收获后玉米平播形成的衔接型复合群体是最为适宜的接茬方式。 5、为进一步明确不同行距配置的效应,对等行距(行距15 cm)、三密一稀(平均行距18.3 cm)、四密一稀(平均行距16.8 cm)、五密一稀(平均行距13.2 cm)、六密一稀(平均行距11.7 cm)共5种行距配置的比较发现,等行距、“三密一稀”和“四密一稀”处理的群体和个体生育性状、光合性能及产量性状都具有综合优势,不同处理的平均行宽与穗部性状和产量性状均呈不同程度的正相关。综合各种性状表现,在小麦平均行距15~20 cm的范围内,可以取得较为理想的群体产量。通过对强筋型和中筋型各4个典型品种的比较研究发现,光合器官的形态生理特性,在不同小麦筋型之间没有系统的规律性差异。


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