紧凑型与平展型玉米叶面积指数及产量构成比较研究

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摘要：以四个玉米品种为试验材料，比较研究了紧凑型玉米和平展型玉米的单株叶面积、群体叶面积指数、光合速率以及产量和产量构成因素间的关系。结果表明：四个玉米品种在其最适种植密度下LAI和光合速率在整个生育期内均呈单峰曲线变化；LAI于灌浆期达到最大值，且两个紧凑型玉米品种大于两个平展型玉米品种。

关键词：叶面积指数；光合速率；产量

课题来源：1 国家科技支撑计划：2004BA520A09

2 吉林省科技成果转化计划项目：高产优质抗旱玉米新品种及配套栽培技术集成与示范 20095027

3 吉林省科技支撑计划项目：玉米抗倒伏技术研究与示范20100210

中图分类号： S513 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-01-0035-2

我国是世界上仅次于美国的第二大玉米生产国和消费国，产量和消费量皆占世界的1/5[1]。我国的粮食增产中，玉米贡献达40.5%以上，是我国粮食增产的主力军[2]。玉米增产问题已经成为解决我国粮食问题的关键，高产是永恒的主题。但建立高产光效光合生产体系是获取高产的核心。李登海（1992）认为，株型与杂种优势的增产作用相当，但随密度的增大，株型增产的部分显著增大。株型增产的主要原因与玉米群体内光的分布有关[3]。已有研究表明，不同类型品种在不同密度和肥水条件下，玉米群体冠层和个性株型特征会产生适应性变化，以协调个体与群体关系，构建高光效群体[4]。本试验通过对紧凑型和平展型玉米品种的单株叶面积、群体叶面积、光合速率等性状分析，旨在为吉林省玉米超产高效研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与供试土壤理化性状

本试验选用四个玉米品种为试验材料，分别为：两个紧凑型玉米品种：先玉335、郑单958；两个平展型玉米品种：“三北9、长城799。试验地土壤为黑钙土，中等肥力水平，其理化性质为有机质2.69mg/kg、速效氮16.5mg/kg、速效钾122mg/kg、碱解氮120mg/kg、全氮1.645g/kg、全磷0.858g/kg、pH值为6.8。

1.2 试验设计

试验于2010年5月9日进行播种，采用随机区组试验设计，设三次重复。小区10行，行长10m，垄距0.65m，1m过道，2行保护行，区间不留过道，小区面积65m2。各品种种植密度如下：先玉335：7.5万株/hm2；郑单958：7.5万株/hm2；三北9：5.0万株/hm2；长城799：5.0万株/hm2。整个生育期内进行常规田间管理。

1.3 测定指标及测定方法

1.3.1 单株叶面积的测定 分别于玉米各时期长宽系数法测定（叶面积=0.75×长×宽）。

1.3.2 叶面积指数的测定 分别于玉米各时期，在下午15:00-18:00，用美国Li-cor公司生产的LAI-2000冠层分析仪进行测定。

1.3.3 光合速率的测定 分别于玉米各时期，在上午9：00-12:00，用美国生产的LI-6400型光合作用测定仪在田间直接测定。

1.3.4 玉米产量的测定 玉米完熟时采收，每小区选取3行。每个品种单穗脱粒后混合风干取样进行测定，4次重复。穗长、秃尖长、穗行数、行粒数等直接测定；百粒重用电子显示天平测定。

2 结果与分析

2.1 单株叶面积动态变化

由图1可见，紧凑型和平展型玉米品种的单株叶面积均随生育进程变化而不断增大。其大体规律趋势如下：苗期增长缓慢，进入拔节期迅速增加，灌浆期达到最大值，随后叶面积逐渐降低。平展型品种降低幅度较大，紧凑型品种郑单958降低幅度较小，先玉335降低幅度最小。分析图1得知，在固定密度种植条件下，苗期到拔节期，紧凑型玉米品种单株叶面积值均大于平展型玉米品种；到大口期时，四个品种单株叶面积非常接近；但随后的时期，两个平展型玉米品种的单株叶面积均大于紧凑型玉米品种。可见，紧凑型玉米品种与平展型玉米相比，在整个生育期均保持较高的单株叶面积。

2.2 叶面积指数动态变化

在生育期内，玉米LAI的变化通常分为迅速上升、高值持续和缓慢下降三个阶段[5]。通过理想株型来建造最优的叶面积发展动态，是提高物质产量的基础。

由图2可知，LAI随生育时期而呈单峰曲线变化。苗期至拔节期迅速上升，灌浆期时达到最大值，之后缓慢下降。这是因为玉米拔节后，由于新叶快速抽出，LAI则快速上升；而到了灌浆期，叶片几乎全部展开，所以田间覆盖率达到最大值；此后时期，随着下部叶片逐渐衰老、脱落，LAI值开始缓慢下降。这与王珍等研究的结果相一致[6]。

分析图2可知，先玉335在灌浆期叶面积指数达到最大值，其较两个平展型玉米品种三北9和长城799分别高出0.34（7.89%）和0.44（10.45%）；而郑单958也是在灌浆期，其叶面积指数达到最大值，分别比三北9和长城799高出0.78（18.10%）和0.88（20.90%），即使到完熟期，差异仍然存在，先玉335分别比三北9和长城799高出0.285（10.00%）和0.62（24.65%）；而郑单958分别比三北9和长城799高出0.28（9.82%）和0.615（24.45%）。

3 产量及产量构成因素相关性状分析

由表1分析结果可以看出，产量与轴粗呈极显著性负相关（r=-0.96），穗粒重和行粒数与产量均呈显著性正相关，相关系数分别为（r=0.92；r=0.89），百粒重与秃尖长呈极显著负相关（r=－1.00）。行粒数和轴粗与穗粒数均呈极显著性正相关，相关系数分别为（r=0.97；r=0.96）。而且穗粒数与穗行数、行粒数也呈显著性正相关，相关系数为（r=0.91;r=0.92），轴粗与行粒数呈极显著正相关，相关系数为r=0.89，穗粒数与穗长呈极显著正相关，r=0.91。综合以上结果表明玉米产量及产量性状之间存在着较复杂的线性关系。

4 结果

不同株型玉米品种在适宜密度下，群体有合理的叶面积动态变化，尤其两个紧凑型玉米品种表现出“前期快、中期稳、衰落慢”的特点，且上、中、下层茎叶夹角规律合理，保证了玉米在整个生育期内群体具有足够的绿叶面积进行光合作用，来增加籽粒的光合积累。本试验表明：两个紧凑型玉米品种的群体叶面积指数、光合速率等均比两个平展型玉米品种表现优良，有利于光合产物的积累，提高产量。两个紧凑型玉米的单株叶面积表现并不优于两个平展型玉米品种，但群体叶面积指数均优于平展型玉米，说明生产中要注意单株生产力与群体优势的相互协调作用，不能片面的强调单一方面，只有综合考虑，才能使群体产量达到最高。

参考文献

[1] 刘笑然.中国玉米生产概况及近期走势分析[J].饲料广角,2001,（17）：8-13.

[2] 王鹏文,潘万博.我国玉米发展现状和趋势分析[J].天津农学院学报,2005,12（3）：53-57.

[3] 李登海,黄舜阶,徐庆章,等.玉米株型在高产育种中的作用I.株型的增产作用[J].作物学报，1992，18（5）：337-343.

[4] 郭国亮,李洪,粟红生.不同株型玉米品种的结实性及其受光态势的研究[J].山西农业科学,1998,26（1）：19-23.

[5] 薛吉全.玉米不同株型群体冠层特性与光能截获量及产量的关系[J].西北农业学报,1995,4（1）：29-34.

[6] Stewart D W.Dwyer L M.Mathematical Characterization of Maize Canopies [J].Agricultural and Forest Meteorology.1993,66:247-265.

[7] 王庆成,牛玉贞,徐庆章,等.株型对玉米群体光合速率和产量的影响[J].作物学报,1996,22（2）：223-227.

[8] 梁宗锁,李新有,康绍忠.影响夏玉米单叶WUE的冠层因子分析[J].西北农业学报,1996,5（1）：13-16.

作者简介：岳杨（1985-），女，汉族，吉林通化人，吉林农业大学农学院研究生，研究方向：作物优质高产理论与技术。

通讯作者：吴春胜，教授，博士生导师。