不同遮光條件對玉米生長的影響

李作一，田森林

（1.山西省農業(yè)科學院高粱研究所，山西晉中030600；2.山西省農業(yè)科學院試驗研究中心，山西太原030031）

不同遮光條件對玉米生長的影響

李作一1，田森林2

（1.山西省農業(yè)科學院高粱研究所，山西晉中030600；2.山西省農業(yè)科學院試驗研究中心，山西太原030031）

研究了不同遮陰條件對玉米光合速率、蒸騰速率、氣孔限制值、胞間二氧化碳濃度的影響。結果表明，遮陰率為25%（透光率75%）防雨棚中的玉米葉片日均凈光合速率最高，比全光照條件高21.4%；全光照條件下，供試玉米的日均蒸騰速率最高；不同光照處理條件下，玉米葉片的胞間CO2濃度隨著透光程度的降低而不斷降低，而氣孔限制值則隨著透光程度的降低而增加。

玉米；光照；凈光合速率；蒸騰速率；氣孔限制值；胞間二氧化碳濃度

我國玉米的栽培歷史超過470 a。目前，我國播種面積在0.2億hm2左右，僅次于稻、麥，在糧食作物中居第3位，在世界上僅次于美國[1-3]。玉米在全世界熱帶和溫帶地區(qū)廣泛種植，是重要的糧食作物[4]。玉米的代謝能為14.06 MJ/kg，高者可達15.06 MJ/kg，是谷實類飼料中最高的，主要是由于玉米中粗纖維很少，僅2%；而無氮浸出物高達72%，且消化率可達90%；玉米的粗脂肪含量高達3.5%～4.5%。據(jù)研究測定，每100 g玉米熱量為443.8 kJ，纖維素2.9 g，蛋白質4.0 g，脂肪1.2 g，碳水化合物22.8 g；玉米還含礦物質元素和維生素等[3]。

遮陰是對玉米生長期間持續(xù)陰天的一種模擬，可明顯改變玉米的生長環(huán)境，限制營養(yǎng)器官和生殖器官發(fā)育[5-8]。遮陰造成葉片生長速度延緩,使雌穗數(shù)目減少，雄花退化，雌雄間隔期拉長，結實性下降甚至出現(xiàn)空株[9]。探討遮陰脅迫對玉米形態(tài)、生長發(fā)育、光合作用、生理特性及產(chǎn)量的影響具有重要的意義[10-12]。

本試驗以玉米為材料，研究不同遮陰條件對玉米光合速率、蒸騰速率、氣孔限制值、胞間二氧化碳濃度的影響，以期為玉米在遮陰條件下的生理特征研究提供一定的借鑒[5]。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在山西省太谷縣苗圃，年均溫為10.6～12.2℃，最熱月均溫為24～29℃，最冷月均溫為-7～3℃，大于10℃的年有效積溫為3 300～4 500℃，年降水量為650 mm左右，有效降水量為172 mm左右，全年日照時數(shù)為1 850～2 450 h，無霜期為179～209 d.

1.2 試驗材料

選擇早熟玉米新品種晉單84號為試驗材料，其籽粒多為方圓形，頂部及四周胚乳都是角質，僅中心近胚部分為粉質。

1.3 試驗設計

將供試玉米分為4組，分別移栽入規(guī)格一致的4個遮雨棚中，每個遮雨棚面積為4 m2，高1.5 m，遮雨棚間距為5 m。4個遮雨棚中其中一個不覆蓋任何遮陰網(wǎng)，作為對照組（CK）；其余3組分別覆蓋透光率為25%，50%，75%的遮陰網(wǎng)，為了排除遮雨棚側面光照對試驗準確性的影響，不同遮雨棚側面覆蓋與頂上遮光率相同的遮陰網(wǎng)。

1.4 測定指標及方法

采用LI-6100光合測定儀測定供試玉米的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）以及胞間CO2濃度（Ci）[6]。

氣孔限制值Ls＝1－Ci/Ca （1）

式中，Ci為胞間CO2濃度，Ca為最大CO2氣體濃度）。

2 結果與分析

2.1 不同光照條件對玉米凈光合速率和蒸騰速率的影響

不同光照條件下，供試玉米的凈光合速率與蒸騰速率的日變化情況如表1，2所示。由表1可知，在不同光照條件下，供試玉米的凈光合速率日變化呈現(xiàn)出相似的趨勢，峰值均出現(xiàn)在11：00左右，環(huán)境測試系統(tǒng)顯示，該時間節(jié)點的平均溫度為28℃左右，空氣相對濕度為65%左右，光合有效輻射均為當日最大值；11：00—13：00，供試玉米的凈光合速率下降十分明顯，到13：00時，出現(xiàn)了第1個下降拐點，之后玉米的凈光合速率繼續(xù)降低，到17：00時，降至最低值。

表1 不同光照條件下玉米的凈光合速率的日變化 μmol/（m2·s）

4種光照條件下，遮陰率為25%（透光率75%）的防雨棚中的玉米葉片日均凈光合速率最高（瞬時凈光合速率的最高值也出現(xiàn)在該試驗組），4種光照梯度防雨棚中的玉米日均凈光合速率大小排序為：25%遮陰組＞全光照組＞50%遮陰組＞75%遮陰組；遮陰率為25%（透光率75%）的試驗組比全光照條件下玉米日均凈光合速率高21.4%。

由表2可知，在不同光照條件下，供試玉米的蒸騰速率日變化也均呈現(xiàn)出相似的趨勢，峰值均出現(xiàn)在13：00左右；13：00—15：00，供試玉米的蒸騰速率下降十分明顯，到15：00時，出現(xiàn)了第1個下降拐點，之后玉米的蒸騰速率繼續(xù)降低，到17：00時，降至最低值。

表2 不同光照條件下玉米的蒸騰速率的日變化 μmol/（m2·s）

4種光照梯度防雨棚中的玉米日均蒸騰速率大小排序為：全光照組＞25%遮陰組＞50%遮陰組＞75%遮陰組。

2.2 不同光照條件對玉米氣孔限制值和胞間CO2濃度的影響

不同光照條件下供試玉米胞間CO2濃度和氣孔限制值的日變化如表3，4所示。由表3可知，不同光照條件下，供試玉米葉片的胞間CO2濃度隨著透光程度的減弱呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。

4種光照梯度試驗條件下，在13：00以前，胞間CO2濃度均隨著時間的推移而出現(xiàn)明顯的下降趨勢，而氣孔限制值則出現(xiàn)明顯的上升趨勢，供試玉米的日光合速率則從11：00時就開始下降，表明這個時間段，光合速率主要受氣孔限制值的影響；在13：00—15：00時間范圍內，胞間CO2濃度出現(xiàn)了顯著的上升趨勢，而氣孔限制值則出現(xiàn)了下降趨勢，表明氣孔限制值是供試玉米凈光合速率的主要限制因子。

表3 不同光照條件下玉米胞間CO2濃度的日變化 μmol/（m2·s）

表4 不同光照條件下玉米的氣孔限制值的日變化 mmol/（m2·s）

3 結論

本試驗以玉米為研究材料，研究不同遮陰條件對玉米光合速率、蒸騰速率、氣孔限制值、胞間CO2濃度的影響，結果表明，遮陰率為25%（透光率75%）的防雨棚中的玉米葉片日均凈光合速率最高，比全光照條件高21.4%；全光照條件下，供試玉米的日均蒸騰速率最高；不同光照處理條件下，供試玉米葉片的胞間CO2濃度隨著透光程度的降低不斷降低，而氣孔限制值則隨著透光程度的降低而不斷增加。

［1］崔海巖，靳立斌，李波，等.遮陰對夏玉米莖稈形態(tài)結構和倒伏的影響[J].中國農業(yè)科學，2012，45（17）：3497-3505.

［2］張亞勤，楊華，祁志云，等.遮光脅迫對玉米植株性狀的影響研究[J].中國農學通報，2011，27（33）：40-43.

［3］杜成鳳，李潮海，劉天學.遮陰對兩個基因型玉米葉片解剖結構

Effects of Different Shading Conditions on the Growth of Maize

LI Zuoyi1，TIANSenlin2
（1.Institute ofSorghum，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Jinzhong 030600，China；2.Research Center ofExperiment，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

The paper studied the effect of different shading conditions on photosynthetic rate,transpiration rate,stomatal limitation and intercellular CO2concentration ofmaize.The result showed that when the shadingrate was 25%（75%transmittance）in the leaves of maize canopy,average net photosynthetic rate was the highest,was higher than that of all illumination conditions 24%.Under illumination,the average daily transpiration rate ofmaize was the highest.In different light conditions,the intercellular CO2concentration ofmaize leafdecreased with the decrease oftransmittance,and stomatal limitation value decreased with increasingoftransmittance.

maize;light;photosynthetic rate;transpiration rate;stomatal limitation;intercellular carbon dioxide concentration

S513

：A

：1002-2481（2017）01-0051-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.01.14

2016-09-28

山西省財政廳財政支農項目（ZYYF2015-03）

李作一（1981-），男，山西和順人，助理研究員，主要從事玉米育種及栽培技術研究工作。田森林為通信作者。