不同種植密度對施氮條件下玉米灌漿期葉片光合特性的影響分析

吳義山

1材料與方法

1.1試驗區基本情況

試驗區位于山東省龍口市西部平原地區，年平均氣溫12.2℃左右，年平均降雨量635mm左右，無霜期190余天，屬暖溫帶半濕潤季風型海洋性氣候。試驗區玉米主要物候期和全生育期的光熱資源豐富，年平均日照時數2521h。

按照《土壤養分分析操作流程》和項目要求，化驗試驗區耕層土壤（0～20cm）的pH值66，高熟化土壤富含有機質2.52％、全氮1.5g／ kg，堿解氮114.42mg/kg，速效磷35.97mg/kg，速效鉀149.53mg/kg。玉米為試驗區高產優質的糧食作物和飼料作物，在一定范圍內，玉米種植產量伴隨種植密度產生波動。

1.2試驗方式設計

參加試驗的玉米品種選定為“糯質玉米雜交種一煙糯6號”，其主試驗區域設置兩種類型的施氨水平。分割區域設置三種類型的玉米種植密度，即73000株/hm2、86500株/hm2、98000株/hm2，試驗中的各處理設置三次重復，各小區的規格長為8.5m，寬為6.5m，小區面積口25m2，走道寬0.5m，保護行1m，小區采取隨機區組排列方式予以排列。

玉米地膜覆蓋采用雙行平作規格進行，保持行距0.6m，玉米等行播種。使用含氮46％的尿素施氮，分基肥和拔節肥兩次施加，施入比例為1：1，各小區分別施加150kg/hm2的磷肥與鉀肥，作為底肥一次性施入。

1.3檢測指標

①玉米灌漿期的葉片光合生理參數、光臺生理生態因子：選擇晴朗無云的天氣，對每小區具有代表性的灌漿期玉米植株進行標號記錄（3株），使用光合作用測量系統，每間隔2h測量玉米穗位葉凈光合速率、氣孔導度、葉片周圍CO2濃度等關鍵的光合生理參數。控制玉米葉片光合有效輻射、空氣中CO2濃度和相對濕度等相關光合生理生態因子。

人工控制CO2濃度400umol/mol、溫度24℃、光照強度/1100Wmol/（m2·s），氣體流速控制在0.6mol/s，每片玉米葉片記錄3次數據，取數據平均值納入試驗。

②葉片水分利用效率LWUE：玉米植株葉片上的水分利用效率，LWUE以凈光合速率（Pn）、蒸騰強度（Tr）的比值進行表示，公式為：LWUE=Pn/Tr（1）

③生物產量biomass：完熟期，每小區各取60株玉米，烘干至恒重后，全株進行生物產量計算。

④籽粒經濟產量Y：將測定生物產量后的60株玉米去除玉米果穗，進行籽粒脫粒稱量，按其鮮耔粒14％含水量折算好玉米籽粒產量。

⑤收獲指數HarveSl

Index，HI：收獲指數指的是玉米收獲時的籽粒經濟產量與生物產量之比，公式為：H1=Y/BM（2）

2結果與分析

2.1不同種植密度條件下玉米施氮時灌漿期光合生態因子

研究表明，不同種植密度條件下玉米施氮時灌漿期的光合有效輻射、溫度、相對濕度無明顯差異。不同種植密度條件下玉米施氮時灌漿期的相對濕度伴隨光合有效輻射、溫度的增高而下降。

2.2不同種植密度與施氨條件下玉米灌漿期葉片光合特點

2.2.1不同處理方式玉米灌漿期葉片凈光合速率和蒸騰速率日變化：試驗田在一致的施氨水平、差異化種植密度下，無論是否施加氮肥，玉米灌漿期葉片的凈光合速率，均伴隨持續增加的種植密度，產生逐漸增高的變化趨勢。針對差異化施氨水平與玉米種植密度的組合化處理，施加氮肥，更利于玉米在灌漿階段增加葉片的凈光合速率。

不同的種植密度條件下玉米施氨時灌漿期葉片水分利用效率LWUE間的差異，施氮時，灌漿期玉米葉片水分利用效率并未產生顯著變化。不同的種植密度對于灌漿期玉米葉片水分利用效率產生較為明顯的影響，伴隨種植密度的持續增大，灌漿期玉米葉片水分利用效率LWUE在呈現出持續增大的變化趨勢，后續呈現出減小的趨勢。

2.2.2不同處理方式玉米灌漿期葉片氣孔導度和胞間CO2濃度變化：同樣的種植密度下，施純氮的灌漿期玉米植株葉片氣孔導度，相對于不施氮條件下的玉米葉片平均百分比增加。

施氮條件還顯著降低了玉米灌漿期葉片的胞間CO2濃度，施純氮的灌漿期玉米葉片，相對于不施氮條件下的玉米葉片，在同樣種植密度下，胞間CO2濃度降低。

2.3不同密度玉米施氮條件下產量表現

2.3.1不同種植密度與施氮條件下玉米籽粒產量與生物產量：在一致種植密度下，施純氮360kg/hm2的灌漿期玉米相對于不施氨條件下的玉米，在灌漿期玉米籽粒產量上增大。

在一致種植密度下，施純氮360kg/hm2的灌漿期玉米相對于不施氮條件下的玉米，在灌漿期玉米生物產量上也增大。

2.3.2不同種植密度與施氨條件下玉米收獲情況：不同種植密度與施氮條件對玉米收獲的交互作用較為明顯。結果表明，在較低的種植密度密度下，玉米灌漿期施氨的收獲指數明顯偏低。

3結論

增加玉米種植密度可促使灌漿期玉米最終獲得較高群體產量。試驗研究中，種植密度86500株/hm2可在施純氮360kg/hm2條件下，協調群個體間葉片光合關系，促使玉米獲得最高籽粒經濟產量，可作為試推廣種植密度。