摘要：选用杂交夏玉米品种吉祥1号，设置7个种植密度，研究了豫东平原夏玉米产量突破13 000 kg/hm2的群体生理指标。结果表明，在豫东平原实现13 000 kg/hm2以上夏玉米产量的适宜种植密度为8.25万～9.00万株/hm2，产量构成为穗数81 097～88 020穗/hm2、每穗粒数473.3～501.2、千粒重323.3～326.4 g；群体最大叶面积系数吐丝期最高，为5.94～6.33，到完熟期仍维持在4.39～4.67；群体全生育期总光合势为437.03～470.46 （hm2·d）/hm2，平均净光合生产率为6.07～6.20 g/（m2·d）。
　　关键词：夏玉米；产量；群体生理指标；豫东平原
　　中图分类号：S513 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）17-4054-04
　　Study on Population Physiological Indices of Summer Maize with High Yield on Eastern Henan Plain
　　GUO Zhen-sheng1，HUANGFU Zi-qi1，ZHANG Shen-ju1，LIU Yan-xia1，HOU Le-xin2
　　（1.Department of Bioengineering，Shangqiu Professional Technology College，Shangqiu 476005，Henan，China；
　　2.The Suiyang of Shangqiu Agricultural Science Insitute，Shangqiu 476100，Henan，China）
　　Abstract： Hybrid summer maize cultivar Lucky No. 1 was planted with 7 different planting densities to study the population physiological indices of summer maize with yeild more than 13 000 kg/hm2 in Eastern Henan Plain. The results showed that the summer maize yield more than 13 000 kg/hm2 could be achieved with planting density at 8.25×104～9.00×104 ind./hm2， as the yield components were 81 097～88 020 spikes/hm2， 473.3～501.2 granules per spike， and thousand-kernel-weight 323.3～326.4 g. The population leaf area index was 5.94～6.33， the highest during silking stage， and maintained 4.39～4.67 at harvest stage. The population total photosynthetic potential of the whole growth period was 437.03～470.46 （hm2·d）/hm2； and the average net photosynthetic rate was 6.07～6.20 g/（m2·d）.
　　Key words： summer maize； yield； population physiological indices； Eastern Henan Plain
　　商丘市地处豫东平原，是河南省夏玉米主要产区之一，常年播种面积27万hm2左右，约占全省种植面积的1/10。近几年，随着玉米高产创建项目的实施，较大面积产量达到12 000 kg/hm2，并出现了13 000 kg/hm2以上的田块，这对当地玉米生产的发展起到了较大的推动作用。陈国平等[1]对近年来中国玉米超高产田的分布、产量构成及关键技术进行过研究；靳小利等[2]提出了黄淮海平原北部夏玉米产量突破11 250 kg/hm2的群体生理指标；梁晓伟等[3]对洛玉7号突破12 025 kg/hm2的群体生理指标进行了探讨，但在豫东平原生态条件下夏玉米产量突破13 000 kg/hm2的群体生理指标尚未见报道。为此，笔者探讨了夏玉米13 000 kg/hm2以上产量水平下的产量构成因素、叶面积系数、光合势等主要群体生理指标，旨在为该生态类型区夏玉米超高产栽培技术体系提供理论依据，以推动当地玉米持续增产。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　供试品种为吉祥1号，株型紧凑，夏播生育期96 d，是当地夏玉米超高产攻关主导品种。试验于2012年在商丘职业技术学院试验基地夏玉米超高产攻关田进行。前茬为小麦，产量9 120 kg/hm2，黄潮土，轻壤，土壤耕层（0～20 cm）有机质12.73 g/kg、全氮1.13 g/kg、碱解氮87.36 mg/kg、全磷0.91 g/kg、速效磷19.51 mg/kg、全钾35.43 g/kg、速效钾121.39 mg/kg、有效硫21.56 mg/kg、有效锌0.67 mg/kg。6月10日采用玉米免耕精量播种机播种，单粒率92.3%。6月15日出苗率99%，出苗后及时用预备苗进行补栽，全苗率达到100%。第一次中耕灭茬时，沿幼苗一侧开沟施肥（深度15～20 cm），每公顷施过磷酸钙1 200.0 kg、氯化钾450.0 kg、硫酸锌22.5 kg；有机肥（腐熟鸡粪）45 m3/hm2，在中耕灭茬前一次性施入；尿素750 kg/hm2，分3次施入，苗肥占30%，穗肥占50%，花粒肥占20%。其他管理同一般高产攻关田。1.2 方法
　　1.2.1 试验设计 试验设7个密度处理：6.00、6.75、7.50、8.25、9.00、9.75、10.50万株/hm2。采用80 cm+40 cm 的宽窄行种植[4，5]，株距按定植密度调整。小区面积40 m2，6行区。随机区组排列，3次重复。
　　1.2.2 生育指标调查 玉米乳熟期每小区连续取10株植株测量株高、穗位高和茎粗；收获前调查双穗率、空杆率和倒伏率；考种项目有穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重和穗粒重等，小区收获后晾干脱粒称重计产。
　　1.2.3 生理指标调查 分别于幼苗期（6月25日）、拔节期（7月16日）、大口期（大喇叭口期，7月26日）、吐丝期（8月10日）、灌浆期（8月25日）、乳熟期（9月9日）、蜡熟期（9月24日）、完熟期（10月3日）每小区选取5株植株，用Yaxin-1242型叶面积仪（北京雅欣理仪科技有限公司）测定叶面积，计算各时期的叶面积系数、光合势。同时将玉米植株各器官分别放入烘箱中于80 ℃烘干称重，计算各生育阶段的净光合生产率[6]。各指标的计算方法如下：
　　1）单叶面积。S=0.75×L×D ，其中，S为叶面积，L为叶长，D为最大叶宽；
　　2）叶面积系数（LAI）。作物群体的总绿叶面积与该群体所占土地面积的比值。LAI=[单株平均绿叶面积×每公顷实有株数]/10 000；
　　3）光合势（LAD）。作物生长期内进行光合生产的叶面积与生育时期持续时间的乘积。单位为（m2·d）/m2或（hm2·d）/hm2。LAD=[（第一次测定的叶面积系数+第二次测定的叶面积系数）/2]×间隔天数；
　　4）净同化率（NAR）。又称净光合生产率，在一定时期内（数日、数周、数月或整个生育期）单位面积上生产的干物质质量，单位为g/（m2·d）。NAR=（第二次测定的植株干重-第一次测定的植株干重）/该段时期的光合势。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同种植密度对产量性状的影响
　　在本试验种植密度范围内，各处理间产量为
　　10 705.0～13 496.7 kg/hm2（表1），经方差分析，处理间F=62.60>F0.01=4.82，表明处理间差异达极显著水平。其中以9.00万株/hm2的产量最高，除与8.25万株/hm2处理产量差异不显著外，与其他各处理产量差异均达极显著水平；其次是8.25万株/hm2的处理，产量为13 265.8 kg/hm2；以6.00万株/hm2处理的产量最低，为10 705.0 kg/hm2，最高产量处理比最低产量处理增产2 791.7 kg/hm2，增产率为26.1%，差异极显著。以种植密度（x）为自变量，产量（y）为因变量，经计算，密度与产量呈二次曲线关系：y=-14 786.41+6 444.34x-369.14x2， F=315.9，达极显著水平。综上所述，在本试验条件下，实现夏玉米13 000 kg/hm2以上产量的最佳种植密度范围为8.25万～9.00万株/hm2，其产量构成为穗数81 097～88 020穗/hm2，每穗粒数473.3～501.2，千粒重323.3～326.4 g。产量构成三要素的变异系数依次为单位面积穗数（15.96%）>每穗粒数（8.68%）>千粒重（3.54%）。显然，实现夏玉米产量13 000 kg/hm2的有效途径是增加成穗数、促进穗粒数和提高千粒重。
　　2.2 不同种植密度对农艺性状的影响
　　从表2可以看出，不同种植密度对株高、穗位高、成穗率、穗长、穗行数、穗粗等性状的影响不大；但随着种植密度增加，植株茎秆变细、双穗率减少、空秆率增多、秃尖增长、行粒数减少、穗粒重降低，这些性状的变异系数依次为双穗率（52.73%）>秃尖长（24.20%）>空秆率（13.08%）>穗粒重（11.55%）>行粒数（7.21%）>茎粗（6.47%）。显而易见，种植密度对成产性状的影响较大。
　　2.3 不同种植密度对叶面积系数的影响
　　从图1可以看出，不同密度群体的叶面积系数发展动态大致相似，其变化呈单峰曲线，吐丝前逐渐上升，吐丝期叶面积达最大值，然后进入稳定期，稳定期过后，叶面积开始下降。人们常将玉米叶面积系数达最大值后进入稳定期的长短用来衡量品种是否具有高产潜力、群体结构是否合理的重要指标[7]。种植密度8.25万株/hm2和9.00 万株/hm2两处理产量突破13 000 kg/hm2的群体叶面积系数拔节期为2.72～2.95，大口期为5.05～5.44，吐丝期为5.94～6.33，灌浆期为5.68～6.07，乳熟期为5.13～5.67，蜡熟期为4.95～5.27，到完熟期仍维持在4.39～4.67，相对稳定期45 d左右。
　　2.4 不同种植密度对光合势的影响
　　从图2可以看出，夏玉米不同群体光合势在整个生育期内呈单峰曲线变化，高值持续期在吐丝期至蜡熟期。实现13 000 kg/hm2以上夏玉米产量的群体光合势拔节期至大口期为38.84～41.93 （hm2·d）/hm2，大口期至吐丝期为82.41～88.21 （hm2·d）/hm2，吐丝期至灌浆期为87.11～92.98 （hm2·d）/hm2，灌浆期至乳熟期为81.11～88.09 （hm2·d）/hm2，乳熟期至蜡熟期为75.64～82.09 （hm2·d）/hm2，蜡熟期至完熟期仍维持在42.06 （hm2·d）/hm2以上，全生育期总光合势437.03～470.46 （hm2·d）/hm2，经济产量形成期的群体光合势占总光合势的65.4%。延长群体光合势的高值持续期，保持生育后期较大的群体光合势，是获得夏玉米超高产的重要保证。
　　2.5 不同种植密度对净光合生产率的影响
　　净光合生产率是指一天或数天单位叶面积进行光合作用减去呼吸消耗后净积累的干物质量，其乘以光合势等于生物产量，所以光合生产率的高低直接影响干物质积累。从表3可以看出，各生育阶段群体净光合生产率变化动态与群体光合势变化动态相反，总体上随着种植密度增大而降低；拔节期以后，各种植密度群体的净光合生产率随着生育进程而下降；全生育期平均净光合生产率与种植密度呈显著（P<0.05）负相关，r=-0.827。夏玉米产量突破13 000 kg/hm2的群体净光合生产率吐丝期至灌浆期为5.17～5.35 g/（m2·d），灌浆期至乳熟期为4.96～5.05 g/（m2·d），乳熟期至蜡熟期为4.66～4.84 g/（m2·d），蜡熟期至完熟期为3.83～4.04 g/（m2·d），全生育期平均净光合生产率为 6.07～6.20 g/（m2·d）。 　3 结论
　　玉米群体叶面积大小及发展动态是衡量群体结构是否合理的重要依据[8]。在一定范围内，经济产量随着叶面积系数增大而提高，超过适宜范围，产量下降。适当增加种植密度、提高玉米叶面积系数有利于产量的提高[9]。在本试验条件下，夏玉米产量实现13 000 kg/hm2以上的适宜种植密度为 8.25万～9.00万株/hm2；密度与产量呈二次曲线关系，低于最高产量的密度时，产量随密度的增大而增加；高于最高产量的密度时，产量随密度的增大而减小，这与马瑞霞等[10]的研究结果一致。此时，夏玉米群体的叶面积系数拔节期为2.72～2.95，大口期为5.05～5.44，吐丝期为5.94～6.33，灌浆期为5.68～6.07，乳熟期为5.13～5.67，蜡熟期为4.95～5.27，到完熟期仍维持在4.39～4.67，这与李向岭等[11]的研究结果基本一致。其全生育期总光合势为437.03～470.46 （hm2·d）/hm2，经济产量形成期的群体光合势占总光合势的65.4%；全生育期群体平均净光合生产率维持在6.07～6.20 g/（m2·d）；产量构成为穗数81 097～88 020穗/hm2，每穗粒数473.3～501.2，千粒重323.3～326.4 g。
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