摘要
玉米是我国北方重要的粮食作物，其生产水平与粮食安全密切相关。由于玉米个体生产能力较大，自我调节能力较差，增加种植密度是进一步提高产量的重要途径。然而，在当密度超过适宜的范围时，个体发育与群体发展的矛盾内的各种矛盾加剧，主要是田间郁闭，通风透光不良，冠层中下部光环境恶化，对叶片造成弱光胁迫，导致光合性能下降，叶片加速衰老，源库关系失调，达不到理想的增产效果。本实验采用密度和品种两因素试验，研究密度对不同夏玉米品种冠层的辐射分布特征、叶片的光合特性、衰老进程及源库代谢的影响，目的是了解密度和品种的互作机理，为创建合理的群体结构，实现高产高效提供科学依据。 本实验于2010-2011年在河南省温县平安科技公司试验田进行，主区为品种A(A1：郑单958；A2：浚单20)；副区为密度B(B1:6.75、B2:7.50、B3:8.25、B4:9万株/hm2)，研究了不同品种和密度对夏玉米群体辐射特征和光合特性的影响。主要结果如下： 1.密植超高产夏玉米的冠层辐射特征 在不同处理下，透光率有随密度增加而减小的趋势，与叶面积呈相反的规律。在生育前期，郑单958透光率高于浚单20，在吐丝期后低于浚单20，品种间存在显著性差异。从顶部、穗位层和底部不同冠层上看，顶部透光率与穗位层在1％水平上极显著，冠层间透光率在5％水平上均呈显著性差异。说明提高两品种夏玉米冠层底部的光照强度以及增加高密度群体下的透光率具有很大潜力，尤其是提高穗位层及以下的光照强度。但若想避免冠层上部的漏光损失，则应减小透光率。 2.密植超高产夏玉米的光合特性 两个夏玉米品种各密度下，穗位上第三叶Fv/Fm，qP，NPQ高于穗位叶和穗位下第三叶。两品种不同密度下，Fv/Fm，qP，NPQ随密度增高而减小。在不同时期上，Fv/Fm，qP，NPQ在灌浆期略有下降，成熟期稍有回升，吐丝期最高。郑单958叶片的叶绿素含量高于浚单20，且叶绿素含量在7.50万株/hm2以上密度时随着密度的增大而减小。 3.密植超高产夏玉米的生长发育指标 两个品种的叶面积指数(LAI)、干物质量在处理中随着密度的增加而增大。株高在处理中随着密度增加而降低。随生育进程，茎粗有先增加后减小的趋势，在吐丝期达到最大值，茎粗会随密度增加而减小。各指标品种之间差异性多不显著，密度之间表现出显著差异性。综合分析，郑单958在8.25万株/hm2时能平衡叶面积指数、株高和茎粗等因素，并使干物重达到最优。 4.密植超高产夏玉米的蛋白质、碳水化合物含量指标 穗位上第三叶与穗位叶的含糖量和蛋白质含量均明显高于穗位下第三叶，说明穗位叶与穗位上第三叶对糖分和蛋白质的需求和合成处于关键位置。浚单20的含糖量与蛋白质总体上略高于郑单958。种植密度越大，含糖量和蛋白质含量呈现降低的趋势。在8.25万株/hm2时含糖量和蛋白质含量均达到最大。说明群体密度为8.25万株/hm2以上时更有利于生育前期玉米叶片可溶性糖的积累，从而使后期更好地向籽粒转移。 5.密植超高产夏玉米在衰老进程中的保护酶和脂质过氧化水平 在密度为8.25万株/hm2的情况下，植株叶片的SOD和POD活性较强，MDA含量较低，说明密度为8.25万株/hm2时更有利于增强细胞对活性氧自由基的清除能力，有效控制膜脂过氧化水平，最大限度地保持细胞膜的稳定性，提高玉米的抗逆境能力，延缓玉米的衰老，为高产奠定基础。 6.密植超高产夏玉米的产量 郑单958的产量在设计的四个密度下随密度的增加而增大，浚单20的产量在四个密度下随着密度的增加先增大后减小，在8.25万株/hm2时产量最好。总体上，郑单958产量略高于浚单20。凸尖长和千粒重指标方面，郑单958略好于浚单20。郑单958在8.25～9.00万株/hm2和浚单20在8.25万株/hm2左右时，群体辐射特征和光合特性较为合理，群体与个体发育较协调，产量最高。
NETL