豫東平原夏玉米高產群體生理指標研究

摘要：選用雜交夏玉米品種吉祥1號，設置7個種植密度，研究了豫東平原夏玉米產量突破13 000 kg/hm2的群體生理指標。結果表明，在豫東平原實現13 000 kg/hm2以上夏玉米產量的適宜種植密度為8.25萬～9.00萬株/hm2，產量構成為穗數81 097～88 020穗/hm2、每穗粒數473.3～501.2、千粒重323.3～326.4 g；群體最大葉面積系數吐絲期最高，為5.94～6.33，到完熟期仍維持在4.39～4.67；群體全生育期總光合勢為437.03～470.46 （hm2·d）/hm2，平均凈光合生產率為6.07～6.20 g/（m2·d）。

關鍵詞：夏玉米；產量；群體生理指標；豫東平原

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：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

商丘市地處豫東平原，是河南省夏玉米主要產區之一，常年播種面積27萬hm2左右，約占全省種植面積的1/10。近幾年，隨著玉米高產創建項目的實施，較大面積產量達到12 000 kg/hm2，并出現了13 000 kg/hm2以上的田塊，這對當地玉米生產的發展起到了較大的推動作用。陳國平等[1]對近年來中國玉米超高產田的分布、產量構成及關鍵技術進行過研究；靳小利等[2]提出了黃淮海平原北部夏玉米產量突破11 250 kg/hm2的群體生理指標；梁曉偉等[3]對洛玉7號突破12 025 kg/hm2的群體生理指標進行了探討，但在豫東平原生態條件下夏玉米產量突破13 000 kg/hm2的群體生理指標尚未見報道。為此，筆者探討了夏玉米13 000 kg/hm2以上產量水平下的產量構成因素、葉面積系數、光合勢等主要群體生理指標，旨在為該生態類型區夏玉米超高產栽培技術體系提供理論依據，以推動當地玉米持續增產。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為吉祥1號，株型緊湊，夏播生育期96 d，是當地夏玉米超高產攻關主導品種。試驗于2012年在商丘職業技術學院試驗基地夏玉米超高產攻關田進行。前茬為小麥，產量9 120 kg/hm2，黃潮土，輕壤，土壤耕層（0～20 cm）有機質12.73 g/kg、全氮1.13 g/kg、堿解氮87.36 mg/kg、全磷0.91 g/kg、速效磷19.51 mg/kg、全鉀35.43 g/kg、速效鉀121.39 mg/kg、有效硫21.56 mg/kg、有效鋅0.67 mg/kg。6月10日采用玉米免耕精量播種機播種，單粒率92.3%。6月15日出苗率99%，出苗后及時用預備苗進行補栽，全苗率達到100%。第一次中耕滅茬時，沿幼苗一側開溝施肥（深度15～20 cm），每公頃施過磷酸鈣1 200.0 kg、氯化鉀450.0 kg、硫酸鋅22.5 kg；有機肥（腐熟雞糞）45 m3/hm2，在中耕滅茬前一次性施入；尿素750 kg/hm2，分3次施入，苗肥占30%，穗肥占50%，花粒肥占20%。其他管理同一般高產攻關田。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗設7個密度處理：6.00、6.75、7.50、8.25、9.00、9.75、10.50萬株/hm2。采用80 cm+40 cm 的寬窄行種植[4，5]，株距按定植密度調整。小區面積40 m2，6行區。隨機區組排列，3次重復。

1.2.2 生育指標調查 玉米乳熟期每小區連續取10株植株測量株高、穗位高和莖粗；收獲前調查雙穗率、空桿率和倒伏率；考種項目有穗長、禿尖長、穗粗、穗行數、行粒數、穗粒數、千粒重和穗粒重等，小區收獲后晾干脫粒稱重計產。

1.2.3 生理指標調查 分別于幼苗期（6月25日）、拔節期（7月16日）、大口期（大喇叭口期，7月26日）、吐絲期（8月10日）、灌漿期（8月25日）、乳熟期（9月9日）、蠟熟期（9月24日）、完熟期（10月3日）每小區選取5株植株，用Yaxin-1242型葉面積儀（北京雅欣理儀科技有限公司）測定葉面積，計算各時期的葉面積系數、光合勢。同時將玉米植株各器官分別放入烘箱中于80 ℃烘干稱重，計算各生育階段的凈光合生產率[6]。各指標的計算方法如下：

1）單葉面積。S=0.75×L×D ，其中，S為葉面積，L為葉長，D為最大葉寬；

2）葉面積系數（LAI）。作物群體的總綠葉面積與該群體所占土地面積的比值。LAI=[單株平均綠葉面積×每公頃實有株數]/10 000；

3）光合勢（LAD）。作物生長期內進行光合生產的葉面積與生育時期持續時間的乘積。單位為（m2·d）/m2或（hm2·d）/hm2。LAD=[（第一次測定的葉面積系數+第二次測定的葉面積系數）/2]×間隔天數；

4）凈同化率（NAR）。又稱凈光合生產率，在一定時期內（數日、數周、數月或整個生育期）單位面積上生產的干物質質量，單位為g/（m2·d）。NAR=（第二次測定的植株干重-第一次測定的植株干重）/該段時期的光合勢。

2 結果與分析

2.1 不同種植密度對產量性狀的影響

在本試驗種植密度范圍內，各處理間產量為

10 705.0～13 496.7 kg/hm2（表1），經方差分析，處理間F=62.60>F0.01=4.82，表明處理間差異達極顯著水平。其中以9.00萬株/hm2的產量最高，除與8.25萬株/hm2處理產量差異不顯著外，與其他各處理產量差異均達極顯著水平；其次是8.25萬株/hm2的處理，產量為13 265.8 kg/hm2；以6.00萬株/hm2處理的產量最低，為10 705.0 kg/hm2，最高產量處理比最低產量處理增產2 791.7 kg/hm2，增產率為26.1%，差異極顯著。以種植密度（x）為自變量，產量（y）為因變量，經計算，密度與產量呈二次曲線關系：y=-14 786.41+6 444.34x-369.14x2， F=315.9，達極顯著水平。綜上所述，在本試驗條件下，實現夏玉米13 000 kg/hm2以上產量的最佳種植密度范圍為8.25萬～9.00萬株/hm2，其產量構成為穗數81 097～88 020穗/hm2，每穗粒數473.3～501.2，千粒重323.3～326.4 g。產量構成三要素的變異系數依次為單位面積穗數（15.96%）>每穗粒數（8.68%）>千粒重（3.54%）。顯然，實現夏玉米產量13 000 kg/hm2的有效途徑是增加成穗數、促進穗粒數和提高千粒重。

2.2 不同種植密度對農藝性狀的影響

從表2可以看出，不同種植密度對株高、穗位高、成穗率、穗長、穗行數、穗粗等性狀的影響不大；但隨著種植密度增加，植株莖稈變細、雙穗率減少、空稈率增多、禿尖增長、行粒數減少、穗粒重降低，這些性狀的變異系數依次為雙穗率（52.73%）>禿尖長（24.20%）>空稈率（13.08%）>穗粒重（11.55%）>行粒數（7.21%）>莖粗（6.47%）。顯而易見，種植密度對成產性狀的影響較大。

2.3 不同種植密度對葉面積系數的影響

從圖1可以看出，不同密度群體的葉面積系數發展動態大致相似，其變化呈單峰曲線，吐絲前逐漸上升，吐絲期葉面積達最大值，然后進入穩定期，穩定期過后，葉面積開始下降。人們常將玉米葉面積系數達最大值后進入穩定期的長短用來衡量品種是否具有高產潛力、群體結構是否合理的重要指標[7]。種植密度8.25萬株/hm2和9.00 萬株/hm2兩處理產量突破13 000 kg/hm2的群體葉面積系數拔節期為2.72～2.95，大口期為5.05～5.44，吐絲期為5.94～6.33，灌漿期為5.68～6.07，乳熟期為5.13～5.67，蠟熟期為4.95～5.27，到完熟期仍維持在4.39～4.67，相對穩定期45 d左右。

2.4 不同種植密度對光合勢的影響

從圖2可以看出，夏玉米不同群體光合勢在整個生育期內呈單峰曲線變化，高值持續期在吐絲期至蠟熟期。實現13 000 kg/hm2以上夏玉米產量的群體光合勢拔節期至大口期為38.84～41.93 （hm2·d）/hm2，大口期至吐絲期為82.41～88.21 （hm2·d）/hm2，吐絲期至灌漿期為87.11～92.98 （hm2·d）/hm2，灌漿期至乳熟期為81.11～88.09 （hm2·d）/hm2，乳熟期至蠟熟期為75.64～82.09 （hm2·d）/hm2，蠟熟期至完熟期仍維持在42.06 （hm2·d）/hm2以上，全生育期總光合勢437.03～470.46 （hm2·d）/hm2，經濟產量形成期的群體光合勢占總光合勢的65.4%。延長群體光合勢的高值持續期，保持生育后期較大的群體光合勢，是獲得夏玉米超高產的重要保證。

2.5 不同種植密度對凈光合生產率的影響

凈光合生產率是指一天或數天單位葉面積進行光合作用減去呼吸消耗后凈積累的干物質量，其乘以光合勢等于生物產量，所以光合生產率的高低直接影響干物質積累。從表3可以看出，各生育階段群體凈光合生產率變化動態與群體光合勢變化動態相反，總體上隨著種植密度增大而降低；拔節期以后，各種植密度群體的凈光合生產率隨著生育進程而下降；全生育期平均凈光合生產率與種植密度呈顯著（P<0.05）負相關，r=-0.827。夏玉米產量突破13 000 kg/hm2的群體凈光合生產率吐絲期至灌漿期為5.17～5.35 g/（m2·d），灌漿期至乳熟期為4.96～5.05 g/（m2·d），乳熟期至蠟熟期為4.66～4.84 g/（m2·d），蠟熟期至完熟期為3.83～4.04 g/（m2·d），全生育期平均凈光合生產率為 6.07～6.20 g/（m2·d）。

3 結論

玉米群體葉面積大小及發展動態是衡量群體結構是否合理的重要依據[8]。在一定范圍內，經濟產量隨著葉面積系數增大而提高，超過適宜范圍，產量下降。適當增加種植密度、提高玉米葉面積系數有利于產量的提高[9]。在本試驗條件下，夏玉米產量實現13 000 kg/hm2以上的適宜種植密度為 8.25萬～9.00萬株/hm2；密度與產量呈二次曲線關系，低于最高產量的密度時，產量隨密度的增大而增加；高于最高產量的密度時，產量隨密度的增大而減小，這與馬瑞霞等[10]的研究結果一致。此時，夏玉米群體的葉面積系數拔節期為2.72～2.95，大口期為5.05～5.44，吐絲期為5.94～6.33，灌漿期為5.68～6.07，乳熟期為5.13～5.67，蠟熟期為4.95～5.27，到完熟期仍維持在4.39～4.67，這與李向嶺等[11]的研究結果基本一致。其全生育期總光合勢為437.03～470.46 （hm2·d）/hm2，經濟產量形成期的群體光合勢占總光合勢的65.4%；全生育期群體平均凈光合生產率維持在6.07～6.20 g/（m2·d）；產量構成為穗數81 097～88 020穗/hm2，每穗粒數473.3～501.2，千粒重323.3～326.4 g。

參考文獻：

[1] 陳國平，高聚林，趙 明，等.近年我國玉米超高產田的分布、產量構成及關鍵技術[J].作物學報，2012，38（1）：80-85.

[2] 靳小利，杜 雄，劉佳麗，等.黃淮海平原北部高產夏玉米群體生理指標研究[J].玉米科學，2012，20（1）：79-83.

[3] 梁曉偉，衛勇強，萬會利，等.玉米新品種洛玉7號群體生理指標研究[J].河南農業科學，2011，40（12）：52-55.

[4] 衛 麗，熊友才，MA B L，等.不同群體結構夏玉米灌漿期光合特征和產量變化[J].生態學報，2011，31（9）：2524-2531.

[5] 楊吉順，高輝遠，劉 鵬，等. 種植密度和行距配置對超高產夏玉米群體光合特性的影響[J].作物學報，2010，36（7）：1226-1233.

[6] 北京農業大學.簡明農業詞典[M].北京：科學出版社，1983.

[7] 楊貴蘭，李新海，李 紅，等.耐密玉米雜交種密度效應研究[J].玉米科學，2009，17（3）：107-112.

[8] 檀尊社，陳潤玲，趙保獻，等.玉米新品種豫玉27群體生理指標的研究[J].西北農業學報，2003，12（2）：31-35.

[9] 黃振喜，王永軍，王空軍，等.產量15 000 kg·ha-1以上夏玉米灌漿期間的光合特性[J].中國農業科學，2007，40（9）：1898-1906.

[10] 馬瑞霞，張愛芹，劉文成.種植密度對不同類型夏玉米生產力和主要生理指標的影響[J].中國農學通報，2006，22（5）：171-173.

[11] 李向嶺，李從鋒，葛均筑，等.播期和種植密度對玉米產量性能的影響[J].玉米科學，2011，19（2）：95-100.