春玉米超高产群体冠层结构的研究

以紧凑型玉米新品种内单314为材料,通过超高产栽培和普通高产栽培的比较,对超高产玉米的冠层结构和叶片光合特点进行了研究。结果表明:①超高产栽培条件下,内单314最大LAI(叶面积指数)达6.95,其全生育期内LAI维持在6以上的时间在40d以上;全生育期总LAD(光合势)比普通高产群体高74.85万m2/(d·hm2)。②与普通高产玉米相比,超高产玉米群体内个体空间分布更加合理,叶片功能期延长,株型更加紧凑。超高产群体冠层截获的PAR(光合有效辐射)比普通高产群体高25μmol/(m2·s),且超高产群体中散射PAR占入射PAR的比例高于普通高产群体,群体内光分布较为合理,提高了光能利用率。③与普通高产群体相比,超高产栽培条件下玉米叶片的Pn(光合速率)和WUE(水分利用效率)高,而Tr(蒸腾速率)较低,植株穗位及穗位上部叶片的Pn和WUE高于普通高产栽培,而穗位下部叶片无明显差异。     

玉米杂交种棒三叶光合性状比较研究

对65个玉米杂交种棒三叶的叶长、叶宽、叶肉厚度、叶面积、叶绿素含量、叶向值、光合速率、叶片干重和比叶重等性状进行比较分析。结果表明：除比叶重和光合效率外,下位叶均超过上位叶和穗位叶,穗位叶又大于上位叶,呈现出形状上的金字塔结构。这种棒三叶的生长结构有利于透光,使光线较均匀地分布在棒三叶上,以提高玉米杂交种中部叶片的整体光合性能。穗位叶的比叶重和光合效率高于上位叶和下位叶,可能与穗位叶需提供玉米杂交种产量较多的光合产物有关。     

不同覆膜方式对春玉米超高产群体冠层垂直结构的影响

在不同覆膜方式下对春玉米超高产田的冠层垂直结构与产量进行了系统研究。结果表明：行间覆膜可使春玉米超高产群体的植株叶片功能期延长、LAI和LAD增大、Pn和叶绿素提高,冠层内光分布均匀合理,能截获更多的光合有效辐射量,透光率增大,避免下层叶片早衰,提高光合能力,获得更大产量。不同覆膜处理在冠层各层中对叶片功能期、LAI、LAD、Pn、光合有效辐射量及透光率均表现为行间覆膜>行上覆膜>不覆膜,这一规律与各处理对产量的影响一致。     

两个杂交粳稻组合超高产生长特性的研究

 : 将两个杂交粳稻组合（陵香优18和常优1号）于大田条件下种植,对超高产（产量＞12.0 t/hm2）田块的水稻物质生产和产量形成生长特性进行了分析。结果表明,与高产栽培（CK, 10.5～11.0 t/hm2）水稻相比,超高产栽培水稻穗数、每穗粒数显著高于CK,结实率和千粒重略高于CK,但差异不显著;超高产栽培水稻二次枝梗数、二次枝梗总粒数显著高于CK;有效分蘖临界叶龄期之前,超高产栽培条件下水稻生长比CK快,在有效分蘖临界叶龄期茎蘖数达到预期的穗数,叶面积指数、光合势、干物质积累和群体生长率较CK大;有效分蘖临界叶龄期至拔节期,超高产栽培条件下水稻生长平稳,无效分蘖发生少,高峰苗低,叶面积指数、光合势、干物质积累和群体生长率较CK小;拔节以后,超高产栽培条件下水稻茎蘖数下降平缓,成穗率高,叶面积指数、光合势、干物质积累和群体生长率较CK高,尤其是抽穗以后,超高产栽培条件下水稻具有明显的生长优势,叶面积指数、光合势、干物质积累和群体生长率均极显著高于CK。     

玉米杂交种“棒三叶”光合性状的灰色关联度分析

应用灰色关联度分析方法,对玉米杂交种“棒三叶”光合性状间的相关性进行了分析。结果表明：与玉米杂交种“棒三叶”光合速率最为相关的性状是叶长,其后依次是长宽比、叶向值、叶面积、叶片干重、叶绿素含量、叶厚、比叶重、叶宽。玉米杂交种“棒三叶”光合性状间具有复杂的相互关系。     

生育后期冠层结构对超高产小麦品种(系)光能利用及产量的影响

为了研究超高产小麦品种冠层结构时产量的影响,以鲁原301、潍麦8号和山农62G三个超高产小麦新品种(系)和对照品种鲁麦14为材料,采用"大田切片法"研究其在生育后期的冠层结构和产量变化.结果表明,与鲁麦14相比,三个超高产小麦品种(系)在生育后期旗叶、倒二叶和倒三叶都具有较高的光合速率,而且各品种下层的叶面积指数、群体的透光率和光能利用率明显高于鲁麦14;鲁原301、潍麦8号和山农62G品种的产量分别比鲁麦14提高8.6%、17.0 %、16.7%,差异均达到显著水平.说明超高产小麦具有较合理的群体结构,有利于叶片对光能的吸收、保持群体中下部叶片较高的光合能力、积累更多的有机物质,最终提高籽粒产量.     

黑龙江省寒地不同种植密度下高产春玉米冠层结构及光辐射特征

研究不同种植密度下黑龙江省寒地春播郑单958和丰禾1的冠层结构及光辐射特征。结果表明,两个玉米品种在中密度下冠层结构及光分布均较优,产量最高。冠层内光合有效辐射、直射辐射透过系数随密度增加而减小。高密度下叶片分布的极差较大、平均叶倾角最大,其中,吐丝期郑单958叶片分布的极差及平均叶倾角分别达0.35和78.48;丰禾1分别达0.33和61.25。低密度下玉米生育后期叶面积指数最小、叶片分布的极差及光合有效辐射值最大。中密度下郑单958和丰禾1群体平均消光系数最高,吐丝期和灌浆中期分别为0.69～0.74、0.62～0.67;单株叶面积指数吐丝期至成熟期衰退最低,群体内光环境较优,利于玉米叶片的光合生产及最终产量的增加。     

基于不同叶位受光条件的玉米冠层光合生产能力分析

以先玉335为试验材料,在37 500株/hm~2和67 500株/hm~2密度下测定不同叶位叶片的叶面积和光合有效辐射。从玉米冠层顶部到基部,叶片的光合生产能力呈单峰不对称曲线分布,最大值出现在顶4~6叶,两个密度下表现一致。不同叶位叶片的光合生产能力存在较大差别,在37 500株/hm~2和67 500株/hm~2的条件下,棒三叶(顶7~9)叶面积分别占群体的28.74%和29.11%,其光合生产能力分别占群体的29.60%和29.04%;棒三叶上部的3个叶片(顶4~6)的叶面积分别占群体的25.74%和25.12%,光合生产能力分别占群体的36.27%和40.57%;棒三叶下部的基部叶片分别占群体叶面积32.74%和35.23%,光合生产能力仅占群体的13.90%和9.79%。研究证实,由于冠层结构的不同造成冠层中光分布的差别,影响不同叶位叶片光合效率,导致其光合生产能力的差异。构建合理的群体冠层结构,不仅需要关注叶片的空间分布,更应该重视对冠层光合生产能力的分析。     

紧凑型玉米品种与超高产栽培

本文分析总结了紧凑型玉米品种的高产生理特征,与平展型玉米品种相比,它具有穗上叶与主茎夹角小,叶向值大,叶面积系数大,群体光合势高,库容量大,经济系数高等特点,这是紧凑型玉米品种高产的重要生理基础。同时针对当前紧凑型玉米超高产栽培中存在的几个问题,提出了紧凑型玉米的超高产栽培技术。     

宽窄行栽培对玉米生长发育及产量的影响

通过不同宽窄行栽培对玉米的产量动态进行分析。结果表明：宽窄行栽培有效改善了玉米的群体结构,改善了冠层的微环境,增加了中部冠层的透光率,促进个体生长发育,增加其LAI和干物质积累。宽窄行种植方式增加穗位叶的初始量子效率,使叶片能有效地利用弱光,改善玉米叶片的光合性能,最终提高玉米产量。     

深松与播期对玉米冠层结构及产量性状的影响

通过深松和播期对玉米冠层结构的调控,分析深松与旋耕条件下不同播期群体冠层结构特点,明确塑造高产群体冠层结构的耕作方式及适宜播期。采用裂区设计,主区耕法设2个水平(深松与旋耕),副区播期设3个水平(4月25日、5月10日和5月25日),研究深松与不同播期对玉米冠层结构及产量性状的影响。结果表明,深松可适当延长玉米生育进程,对玉米植株形态、叶面积指数(LAI)、群体光合势(LAD)、干物质积累特征参数及产量的影响均表现为深松>旋耕(CK);播期处理间其冠层结构、产量及产量构成因素存在显著差异,表现为早播>中播>晚播;随着播期推迟,早播(4月25日)产量较5月10日、5月25日分别提高3.61%和43.38%。说明深松条件下早播利于群体形成合理的冠层结构,可有效提高玉米产量。     

不同耐旱型玉米自交系冠层光合及产量对生殖生长期干旱胁迫的响应

在PVC管栽和大田条件下,采用裂区试验设计,主区为玉米自交系、裂区为水分处理,测定玉米冠层光合和产量等指标。结果表明,与对照(CK)相比,干旱胁迫(WS)处理下冠层叶色值(SPAD)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和叶面积指数(LAI)均呈下降趋势,耐旱性较强的黄早四(HZS)平均降幅小于耐旱性较弱的CML58,其SPAD和LAI的降幅较高期(R3)出现早于CML58(R5);干旱胁迫后,水分利用效率(WUE)呈升高趋势,HZS平均升幅高于CML58。HZS的SPAD、Pn、Tr、WUE、LAI、单株粒重、收获指数和群体产量均高于CML58。与CK相比,WS处理下HZS群体产量平均降幅低于CML58。综上,耐旱性较强的玉米自交系冠层光合参数对生殖生长期干旱胁迫响应相对滞后,可在干旱胁迫后维持相对较高的光合性能、水分利用效率和叶面积指数,促进植株干物质转化与子粒建成,最终获得较高产量。     

栽培模式对湖南春玉米产量形成和氮素利用的影响

为研究不同栽培模式对湖南春玉米产量、干物质积累、灌浆特性和氮素利用的影响,于2017年在长沙以登海605为供试品种,设置基础地力产量(FP)、农户产量(PP)、高产高效产量(HY)和高产记录产量(SHY)4种栽培模式进行试验。结果表明,不同栽培模式之间产量差异显著,FP、PP、HY、SHY产量分别达到4359.30、6565.86、7586.31、9748.68 kg/hm^2。与FP相比,PP、HY、SHY提高了玉米干物质积累量、氮素积累量和叶面积指数,延长了灌浆活跃期。PP处理氮素农学利用率、氮素偏生产力最高,SHY处理的氮肥当季回收率最高,说明通过对种植密度、施肥量和追肥方式等栽培技术集成与优化,可提高春玉米产量。     

不同农艺运筹模式对玉米产量、养分吸收及群体光合特性的影响

以先玉335为试验材料,对种植密度等农艺措施进行优化组合。试验设置农户栽培(CK)、优化管理模式1(Opt-1)、优化管理模式2(Opt-2)、优化管理模式3(Opt-3)4种农艺运筹模式,比较分析不同农艺运筹模式下玉米的产量及构成因素、干物质积累与分配、养分吸收利用特征及光合特性。结果表明,Opt-1、Opt-2、Opt-3处理两年的平均产量分别较对照提高了25.7%、48.9%、44.5%。Opt-1、Opt-2、Opt-3处理下群体生物量分别比CK处理增加9.5%、37.2%、16.3%。Opt-2处理氮肥用量为300 kg/hm~2,比Opt-3处理高出33.3%,但其子粒养分积累量与Opt-3处理无显著差异,且其肥料偏生产力与CK处理无显著差异。Opt-3处理下开花期叶面积指数(LAI)较高且花后LAI下降速率减缓,净光合速率和气孔导度分别较CK增加22.0%和5.6%,且与Opt1处理差异显著。Opt-3处理种植密度增加到7.0万株/hm2,进一步增强了玉米叶片的光合性能。     

种植方式对春玉米光合特性、干物质积累及产量的影响

通过不同种植方式对玉米的群体光合性能、干物质积累及产量进行研究。结果表明：适当的宽窄行配比可使其群体保持较高的叶面积指数,且中后期叶面积指数衰减较慢,漏光损失较少,净光合速率提高,群体干物质积累量增加,为获得玉米高产奠定了基础。     

华北地区夏玉米理想株型研究

以紧凑型玉米品种郑单958为材料,使用金得乐(EC)化控试剂,在不同密度条件下对紧凑型玉米的群体结构进一步优化,以挖掘夏玉米的增产潜力。试验设3个密度,每个密度设4个EC试剂叶面喷施处理,不喷施为对照(CK)。结果表明,不同化控处理下,6叶展期叶面喷施EC试剂2.25 mL/L与对照差异不明显;6叶展期喷施2.25mL/L、12叶展期喷施1.5 mL/L夏玉米株高、穗位高降低,叶茎夹角增大,穗位层叶间距缩小,株型趋向平展型;6、8叶展期分别叶面喷施1.5 mL/L夏玉米株高降低不明显,穗位高降低,单株叶面积、叶茎夹角缩小,株型更为紧凑。分析结果表明,在高密度条件下调整株型是解决群体结构郁闭突破点,确认整体紧凑、穗位低、穗下层叶间距小、穗位层及穗上层叶茎夹角小、叶间距大、群体结构持续时间长为理想株型。     

灌浆后期去叶对夏玉米生长发育及子粒含水率的影响

以郑单1002为材料,设置灌浆中后期(灌浆36 d)不同穗部及穗下不同数量的去叶处理,研究去叶后对玉米群体光合性能、冠层结构、产量以及子粒含水率等的影响。结果表明,穗部叶及穗部以下叶保留3~4片叶,产量不降低;去叶较多情况下表现为减产;不保留穗位叶较对照减产了12.36%,子粒千粒重下降是导致减产的主要原因。去叶后直接导致玉米群体叶面积指数下降,无截取散射略微增加;保留3~4片叶处理,叶片光合性能表现出一定补偿效应,净光合速率高于对照处理,羧化效率略有升高;去叶处理降低灌浆后期子粒含水率,不保留穗位叶片处理较对照处理相比,在灌浆44、52、60 d,子粒含水率分别下降了8.14、8.75、17.84个百分点。     

灌水与施氮对夏玉米冠层结构及产量的影响

以郑单958为材料,在大田条件下研究不同水、氮处理对夏玉米冠层结构及产量的影响。结果表明,试验条件下,灌水使植株叶绿素含量（SPAD）增加、透光率减小,对产量无显著影响。施氮对冠层结构和产量的影响因灌水处理而不同,在不灌水条件下,增施氮肥增加叶片SPAD,提高穗位层叶面积指数（LAI）和产量,以施氮量375 kg/hm²时产量最高,较不施氮处理提高39.5%;在灌水条件下,增施氮肥增加各层LAI和SPAD,而使透光率减小,产量以施氮量225 kg/hm²时最高。氮肥偏生产力随施氮量增加呈明显下降趋势。从产量及氮肥高效利用看,高产玉米适宜的施氮量在225～300 kg/hm²之间,灌水与否取决于不同降水年型。     

不同产量潜力玉米品种群体生理参数研究

以紧凑型高产潜力玉米品种先玉335、郑单958和普通平展型玉米品种豫玉22、农大518为试验材料,对其群体叶面积指数、光合势、净同化率、干物质积累量及产量在全生育时期内的动态进行分析。结果表明,两个高产潜力玉米品种的群体叶面积指数、光合势和干物质积累总量均高于平展型玉米品种;群体光合生产率在不同生育时期表现不同,生育前期豫玉22和农大518的净同化率高于先玉335和郑单958,出苗90d后呈现相反趋势;产量与吐丝后干物质积累量呈现显著正相关,与各群体生理参数并非全部呈现显著差异。作物产量的形成过程是数量性状和质量性状的综合作用结果,最佳产量水平群体不是某项生理指标的突出表现,而是决定于各项生理指标的适度。