不同密度條件下化控對夏玉米光合特性及產(chǎn)量的影響

王紅軍+郭書亞+張艷+尚賞

摘要：研究不同種植密度條件下化控對夏玉米光合特性及產(chǎn)量的影響，為夏玉米優(yōu)化栽培提供理論依據(jù)。選用鄭單958為玉米試驗品種，設(shè)6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2共4個密度，在拔節(jié)期葉面噴施30%胺鮮脂·乙利水劑。試驗結(jié)果表明，清水處理隨密度的增加玉米穗位葉SPAD值和凈光合速率（Pn）、最大量子產(chǎn)量（Fv/Fm）、實際量子產(chǎn)量[Y（Ⅱ）]、光化學(xué)猝滅系數(shù)（qP）降低，非調(diào)節(jié)性能耗散量子產(chǎn)量[Y（NO）]和非光化學(xué)猝滅系數(shù)（qN）增大。30%胺鮮脂·乙利水劑處理較清水處理，增加了葉片的葉綠素SPAD值和凈光合速率，提高最大光化學(xué)效率、實際量子產(chǎn)量、光化學(xué)淬滅系數(shù)，降低非調(diào)節(jié)性能量消耗的量子產(chǎn)量、非光化學(xué)淬滅系數(shù)。最終8.25萬株/hm2的種植密度條件下，化控處理后的產(chǎn)量最高，達(dá)10 815.29 kg/hm2，顯著高于其他處理。

關(guān)鍵詞：密度；化控；夏玉米；光合特性；產(chǎn)量

中圖分類號： S513.04文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2017）17-0066-04

種植密度是影響玉米產(chǎn)量的重要因素[1-3]，在一定密度范圍內(nèi)，玉米產(chǎn)量隨著密度的增加而增加，當(dāng)超過一定的密度后，產(chǎn)量會隨著密度的增加而減少。隨著密度的增加，玉米的群體透光性降低，光合性能下降，穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量降低，倒伏率增大?；貏┠軌蚪档陀衩字旮?、穗位高，塑造較為理想的株型，從而增加透光性，提高光合性能，進(jìn)而增加玉米產(chǎn)量。因此，研究不同密度下化控對夏玉米光合特性及產(chǎn)量的影響具有重要意義。前人對不同密度玉米生長發(fā)育、光合作用、衰老機制和產(chǎn)量的影響做了大量的研究[4-7]，基本明確了不同玉米品種在不同地區(qū)的最適密度。相關(guān)研究表明，化控技術(shù)能夠降低株高、穗位高，增強抗倒伏能力，提高葉片葉綠素含量，延長群體高LAI持續(xù)時間，增強葉片保綠性，提高光合能力，增加產(chǎn)量[8-10]。關(guān)于不同密度和化控劑相結(jié)合對夏玉米光合特性的研究較少。本研究通過對不同種植密度條件下施用30%胺鮮脂·乙利水劑后玉米生育后期光合特性及產(chǎn)量的研究，為化控劑在豫東地區(qū)玉米生產(chǎn)上的合理施用提供技術(shù)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2015年在河南夏邑縣會亭鎮(zhèn)崔樓村（34°06′N，116°04′E）進(jìn)行。試驗區(qū)常年平均日照2 200～2 400 h，氣溫14 ℃，降水量680 mm左右，玉米生長的6—9月降水占65%左右。試驗田土壤為黃潮土，質(zhì)地中壤，耕層（0～20 cm）土壤有機質(zhì)含量12.8 g/kg、堿解氮含量89.0 mg/kg、速效磷含量12.2 mg/kg、速效鉀含量138.0 mg/kg。前茬小麥產(chǎn)量7 200 kg/hm2。

1.2試驗方法

試驗設(shè)化控和密度2個因素，隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，每小區(qū)12行，行長10 m，行距60 cm，小區(qū)面積72 m2。試驗密度設(shè)6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2共4個處理。供試品種為鄭單958，化控劑為“玉黃金”，成分為30%胺鮮脂·乙利水劑，由福建浩倫生物工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)?；卦O(shè)2個處理，分別為“玉黃金”噴霧、清水對照處理。2015年6月2日使用等株距人工點播，用300 mL/hm2“玉黃金”兌水450 kg后于玉米拔節(jié)期（6片展開葉）均勻噴霧。

1.3測定項目與方法

1.3.1葉綠素SPAD值采用CCM-200+葉綠素測定儀于夏玉米各個生育時期測定葉綠素SPAD值。每個處理于拔節(jié)期選取葉齡指數(shù)一致、具代表性的植株3株掛上記號牌，各生育時期均于08：30—10：00選擇穗位葉進(jìn)行測定。分別測定葉片的葉尖、葉中和葉基，計算平均值作為該葉片的測定值，將各處理掛牌的3株的測定值取平均值作為該處理的SPAD測定值。

1.3.2葉片凈光合速率和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定在玉米開花期，于花后15、30、45 d晴天11：00左右分別選取生長一致且受光方向相同的穗位葉，采用光合測定系統(tǒng)測定玉米穗位葉的光合速率。每個處理重復(fù)5次。在測定穗位葉光合特性的同時，用FM S2脈沖調(diào)制式熒光儀（英國，Han satech）測定旗葉葉綠素?zé)晒鈪?shù)。選取生長一致且受光方向相同的穗位葉，測定光適應(yīng)下最大熒光（Fm′）、光適應(yīng)下的穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）和暗適應(yīng)30 min后的最大熒光（Fm）、初始熒光（Fo）等熒光參數(shù)。然后依次計算出PSⅡ最大量子產(chǎn)量（Fv/Fm）、實際量子產(chǎn)量Y（Ⅱ）、非調(diào)節(jié)性能耗散的量子產(chǎn)量Y（NO）、非光化學(xué)猝滅參數(shù)（qN）、光化學(xué)猝滅參數(shù)（qP）。

1.3.3產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定每個處理選取2個連續(xù) 4 m 行長，計算株數(shù)、穗數(shù)、空稈和禿尖數(shù)，全部收獲并隨機選取10穗計算穗行數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量并計算理論產(chǎn)量。每個處理重復(fù)3次，取平均值。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003，采用DPS 7.05軟件進(jìn)行顯著性檢驗。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對玉米穗位葉SPAD值的影響

從圖1可以看出，從開花期到花后45 d，SPAD值逐漸下降，并且隨著密度的增加而降低，化控處理下不同密度玉米葉片的SPAD值大于相應(yīng)的對照。對照在6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期到花后45 d SPAD值下降幅度分別為22.86%、28.28%、31.59%、34.07%；而化控處理條件下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期到花后45 d SPAD值下降幅度分別為21.06%、25.61%、28.87%、31.76%。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理SPAD值比相應(yīng)的對照處理高1.28%、0.39%、1.31%、2.91%；而在花后45 d，化控處理SPAD值比相應(yīng)的對照處理高3.64%、4.12%、5.34%、6.51%。

2.2不同處理對玉米穗位葉凈光合速率的影響

從圖2可以看出，從開花期到花后45 d，玉米穗位葉凈光合速率逐漸降低，并且隨著密度的增加而降低?；靥幚硐虏煌芏扔衩兹~片的凈光合速率大于相應(yīng)的清水對照。對照處理下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期到花后45 d凈光合速率下降幅度分別為40.32%、43.43%、4663%、52.90%；而化控處理下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期到花后45 d凈光合速率下降幅度分別為37.93%、39.69%、42.63%、51.45%。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理凈光合速率比相應(yīng)的對照高3.81%、5.50%、6.45%、3.39%；而在花后 45 d，化控處理凈光合速率比相應(yīng)對照高7.97%、12.47%、14.43%、6.57%。

2.3不同處理對穗位葉葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

2.3.1不同處理對穗位葉最大量子產(chǎn)量Fv/Fm的影響從圖3可以看出，從開花期到花后45 d，玉米穗位葉片最大量子產(chǎn)量逐漸降低，并且隨著密度的增加而降低，化控處理下的最大量子產(chǎn)量大于對照。對照在6.75萬、7.50萬、8.25萬、

9.00萬株/hm2 從開花期至花后45 d最大量子產(chǎn)量下降幅度分別為7.89%、9.34%、9.46%、9.93%；而化控處理條件下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期至花后 45 d 最大量子產(chǎn)量下降幅度分別為6.58%、6.53%、7.28%、7.40%。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理最大量子產(chǎn)量比相應(yīng)對照高1.46%、1.60%、2.62%、2.01%；而在花后45 d，化控處理最大量子產(chǎn)量比相應(yīng)對照處理高2.90%、4.74%、5.09%、4.89%。

2.3.2不同處理對穗位葉實際量子產(chǎn)量的影響從圖4可以看出，隨著密度的增加和生育進(jìn)程的推進(jìn)，玉米穗位葉片的實際量子產(chǎn)量逐漸降低，化控處理下實際量子產(chǎn)量大于對照處理。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理實際量子產(chǎn)量比相應(yīng)對照高1.92%、2.28%、4.01%、3.77%；而在花后45 d，6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2 化控處理實際量產(chǎn)量比相應(yīng)對照處理高 3.67%、3.90%、5.54%、4.30%。

2.3.3不同處理對穗位葉非調(diào)節(jié)性能耗散量子產(chǎn)量Y（NO）的影響從圖5可以看出，隨著密度的增加和生育進(jìn)程的推進(jìn)，玉米穗位葉Y（NO）逐漸升高，化控處理條件下的Y（NO）低于對照。對照在6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期至花后45 d Y（NO）上升幅度分別為53.25%、53.82%、54.68%、55.95%；而化控處理下6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2從開花期至花后45 d Y（NO）上升幅度分別為49.84%、50.46%、50.61%、52.71%。在開花期 6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理Y（NO）比相應(yīng)對照低0.62%、1.22%、1.51%、1.19%；而在花后 45 d，化控處理Y（NO）比相應(yīng)對照低2.83%、3.38%、4.10%、3.24%。

2.3.4不同處理對穗位葉光化學(xué)猝滅系數(shù)（qP）的影響從圖6可以看出，隨著密度的增加和生育進(jìn)程的推進(jìn)，玉米穗位葉片的光化學(xué)猝滅系數(shù)qP逐漸降低，化控處理下猝滅系數(shù)大于對照。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2化控處理qP比相應(yīng)對照分別提高1.22%、1.23%、1.94%、1.68%；而在花后45 d，6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2 化控處理qP比相應(yīng)對照高2.49%、2.54%、3.32%、2.44%。

2.3.5不同處理對穗位葉非光化學(xué)猝滅系數(shù)（qN）的影響從圖7可以看出，隨著密度的增加和生育進(jìn)程的推進(jìn)，玉米穗位葉非光化學(xué)猝滅系數(shù)qN逐漸升高，化控處理下的非光化學(xué)猝滅系數(shù)低于對照。在開花期6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2 化控處理qP比相應(yīng)對照處理分別低 1.42%、2.07%、2.65%、1.89%；而在花后45 d，化控處理qN比相應(yīng)對照處理低2.91%、3.32%、4.12%、3.14%。

2.4不同處理對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表1可以看出，清水處理產(chǎn)量隨密度的增加產(chǎn)量呈先升高后降低的趨勢，在密度為8.25萬株/hm2時產(chǎn)量最高，為 10 031.21 kg/hm2， 比6.75萬、7.50萬株/hm2處理分別提高

4.09%、1.66%， 但處理間差異不顯著，比9.50萬株/hm2處理產(chǎn)量高4.97%，處理間差異顯著?；靥幚硐掠衩桩a(chǎn)量變化趨勢與清水處理相似，與清水處理相比化控處理下的玉米產(chǎn)量均有所增加，化控處理條件下密度為8.25萬株/hm2時產(chǎn)量最高，為10 815.29 kg/hm2，顯著高于其他處理。不同密度條件下，化控處理6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2 產(chǎn)量分別比相應(yīng)對照增加了0.96%、3.55%、7.82%、0.92%。本試驗化控處理密度為8.25萬株/hm2條件下增產(chǎn)效果最好，表明化控處理和密度的合理搭配能夠提高夏玉米產(chǎn)量。

3結(jié)論與討論

前人研究結(jié)果表明，葉綠素含量與葉片光合性能和作物產(chǎn)量顯著相關(guān)[11]。本研究結(jié)果表明，隨著密度的增加和生育進(jìn)程的推進(jìn)玉米穗位葉SPAD值逐漸降低，凈光合速率也逐漸降低，化控處理高于對照處理，與前人研究的密度越大葉綠素含量越低，凈光合速率也越低，化控能夠增加葉綠素含量的結(jié)果[12]基本一致，但與于洪久等在大豆上的研究結(jié)果[13-14]相反。關(guān)于葉綠素?zé)晒鈪?shù)在逆境，如高溫、低溫、強光、遮陰、干旱、鹽漬、灌溉、施肥、密度等條件下的變化已開展了大量研究[15-22]。眾多研究表明，化控能夠提高玉米葉片的最大量子產(chǎn)量、實際量子產(chǎn)量和光化學(xué)猝滅系數(shù)，降低非調(diào)節(jié)性能耗散量子產(chǎn)量和非光化學(xué)猝滅系數(shù)[9，12]。本研究結(jié)果表明，密度增加和生育進(jìn)程推進(jìn)玉米穗位葉片的最大量子產(chǎn)量、實際量子產(chǎn)量和光化學(xué)猝滅系數(shù)降低，非調(diào)節(jié)性能耗散量子產(chǎn)量和非光化學(xué)猝滅系數(shù)升高；而化控處理下的最大量子產(chǎn)量、實際量子產(chǎn)量和光化學(xué)猝滅系數(shù)大于相應(yīng)對照，非調(diào)節(jié)性能耗散量子產(chǎn)量和非光化學(xué)猝滅系數(shù)小于相應(yīng)對照。導(dǎo)致本研究結(jié)果的原因主要有：一是密度增加會導(dǎo)致透光透氣差，從而降低葉綠素含量和光合熒光性能；二是化控處理改善了玉米的形態(tài)特征，塑造了較理想的株型，改善了玉米群體的透氣透光性，從而增加了葉綠素含量，提高光合熒光性能；三是化控處理能夠調(diào)控內(nèi)源激素系統(tǒng)，調(diào)節(jié)內(nèi)部生理代謝，從而提高光合熒光性能。

前人眾多研究表明，隨著密度的增加，玉米產(chǎn)量先增加后下降[2-3]，本研究結(jié)果與其基本一致。本試驗研究表明，化控處理條件下玉米產(chǎn)量變化趨勢與清水處理相似，與清水處理相比化控處理下的玉米產(chǎn)量均有所增加，密度為 8.25萬株/hm2 條件下產(chǎn)量最高，為10 815.29 kg/hm2。不同密度種植條件下，化控后的6.75萬、7.50萬、8.25萬、9.00萬株/hm2分別比對照增產(chǎn)0.96%、3.55%、7.82%、0.92%。與許多研究結(jié)果[23-24]基本一致，但與張子學(xué)等化控能使玉米減產(chǎn)16.6%～42.6%的研究結(jié)果[25]相反。

夏玉米合理的種植密度與化控能夠獲得更高的產(chǎn)量，本試驗密度為8.25萬株/hm2化控處理后，玉米穗位葉能夠保持較高的葉綠素SPAD值尤其是生育后期的SPAD值，光合電子傳遞活性較高，光能捕獲和利用能力較強，分配于光合作用的量子產(chǎn)量較高，用于非調(diào)節(jié)性熱能耗散的量子產(chǎn)量較低，因而凈光合作用速率較高，產(chǎn)量最高。

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