玉米群体光合性能与气象因素及产量关系

本文根据我院1986～1994年的玉米丰歉定位试验结果分析得出：丰年LAI、LAD消长合理，呈“前快、中稳、后衰慢”的变化动态。NAR的变化呈波动曲线，各类型年NAR波动次数不同，总的同化能力丰年＞平年＞歉年。生长期内降水及中、后期日照基本满足光合性能的需求。前期(6月10日～6月30日)日照是影响光合性能的主导因素，后期(7月31日～9月20日)气象条件匹配合理，将有利于光合产物积累，实现稳产。但积温过高，将加速叶片衰老，引起玉米早衰。LAI在前期对产量贡献最大，LAD在中、后期对产量贡献最大。     

灌水量与夏玉米光合性能及产量的关系

利用大型防雨设施池栽,研究灌水量与夏玉米光合性能及产量的关系。结果表明,灌水量与夏玉米光合性能及产量呈高度正相关,不同灌水量对群体光合速率、单叶光合速率、光合速率日变化、叶面积发展动态、干物质积累量及干物质生产率产生显著差异,并随生育进展而加剧。根据产量与耗水量的关系,夏玉米13 500 kg/hm²产量水平的耗水量在630 mm左右,9 000 kg/hm²产量水平的耗水量在490 mm左右,200 mm左右为夏玉米经济产量形成的耗水临界值。穗期、花粒期土壤水分状况不同是导致产量及光合性能差异增大的重要原因之一,保证夏玉米中、后期水分适宜是提高光合性能及产量的重要条件之一。     

氮肥施用量对超高产玉米光合性能及产量的影响

在田间栽培条件下,研究不同施氮量对玉米植株光合性能及产量的影响。结果表明,增施氮肥能够增加玉米叶片的叶绿素含量、叶面积指数,提高光合速率、蒸腾速率和气孔导度。施用过量的氮肥会造成植株贪青徒长,使生育后期的光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降,影响产量。施氮量300 kg/hm2为试验区最适施氮量。     

紧凑型夏玉米群体光合特性与产量关系分析

通过对高产条件下紧凑型夏玉米不同生育时期群体光合特性与同化产物积累量、籽粒产量及产量构成因素间的灰色关联分析,明确了籽粒产量在吐丝以前各生育时期与叶面积系数关系最为密切,在吐丝以后的各生育时期主要依赖于同化产物的积累,各生育时期同化产物的积累则主要同叶面积系数密切相关,叶面积系数、光合势和净同化率对籽粒产量的关键作用时期为吐丝至吐丝后15天.同化产物积累量对籽粒产量的决定作用随生长发育的进行而逐渐增大.在产量构成三要素中,单位面积穗数与拔节至吐丝期间的叶面积系数关系最为密切;穗粒数和千粒重则主要依赖于大喇叭口期或吐丝期以后的同化产物积累.     

玉米叶片光合速率与光、养分和水分及产量关系的研究

玉米叶片光合速率随群体内光照减弱而降低,下部保绿叶片(第10叶)在弱光下光合速率随光强变幅较大,中部穗位叶光合速率变化较平缓,光合速率明显下降预示群体过大,籽粒产量趋于降低;土壤肥力中上水平和不甚缺P、K时,增施N、P、K仍有提高叶片光合速率和产量的效应;叶片光合速率对水分反应最敏感,水分亏缺使光合速率迅速下降,造成不同程度的减产.     

栽培方式与作物群体结构对寒地春玉米光合性能及产量的影响

通过对不同栽培方式及作物群体结构下两个不同株型玉米的群体光合性能及产量差异进行比较分析。结果表明,大垄双行栽培方式可以改善玉米的群体结构,减少株间竞争,促进个体生长发育,玉米植株的叶面积、LAI和LAD均有不同程度增长,从而有效地改善了玉米群体光照条件,提高了群体光合性能和光能利用率,提高了寒地春玉米的产量。试验表明:种植方式与密度之间存在明显互作效应,大垄双行栽培方式下紧凑型品种的适宜种植密度为6.00万～6.75万株/hm2,平展型品种的种植密度为5.25万～6.00万株/hm2,分别比小垄栽培对照增产19.09%和14.25%。     

夏播条件下向日葵光合性能与杂交种产量的关系

夏播条件下，向日葵群体的叶面积指数因杂交种不同变幅较大，辽嗑杂1号最大叶面积指数为3．87，而辽葵杂3号最大叶面积指数仅为2．23。向日葵杂交种的平均净光合效率为8．97g/m^2.d，变幅为7.57-11.13g/m^2.d。各杂交种的光合势与生物产量和籽实产量呈显著正相关。     

主要增产措施对玉米光合特性与产量的影响

通过玉米生产中常用增产措施──更换品种、合理密度、大口期追肥和齐苗对玉米光合特性与产量性状影响的研究结果表明；①5个供试品种间虽产量达极显著差异，但单叶光合速率的差异未达显著水平．在同一基因型内，种植密度和大口期追肥两种措施对叶面积和光合速率均产生了明显的影响，进而导致产量的不同．且光合速率对增密的反应较叶面积更敏感．②随植株密度增加，株间光合速率间的变异增大。③在株间雌穗库差异较大的状态下，叶片光合速率与产量呈显著的正相关关系。     

种植方式对夏玉米光合特性与产量的影响

试验选用当地主栽夏玉米品种郑单958,比较分析不同种植方式对夏玉米光合特性与产量的影响。结果表明,在相同种植密度(6.75万株/hm2)条件下,与对照常规等行距种植方式相比,三行靠、四行靠和五行靠种植方式光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)均有不同程度增加,处理间叶片SPAD值、光合速率差异未达到显著水平。四行靠种植方式气孔导度、蒸腾速率最高,等行距种植方式胞间CO2浓度(Ci)最高。子粒灌浆后期等行距种植方式SPAD值、灌浆速率下降速度最快。收获期三行靠、四行靠、五行靠种植方式子粒产量分别比等行距种植方式增加10.58%、6.54%、12.06%,但处理间差异未达到显著水平。     

铅胁迫对玉米光合特性及产量的影响

试验选用玉米为试材,在盆栽条件下设置不同铅处理浓度,通过测定不同生育时期玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Cs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素含量(Chl)和产量等指标,探讨了不同浓度铅胁迫对玉米光合生理特性及产量的影响。结果表明：①不同浓度的铅胁迫处理,除低浓度铅处理的各项指标基本好于对照外,其余处理均不同程度地使叶片Tr下降,Pn、Cs和Chl含量降低,Ci上升;②铅胁迫影响了玉米子粒产量形成。穗粒数的减少是玉米产量下降的主要限制因子。进一步分析成熟后的果穗性状,发现铅胁迫主要是通过秃尖和穗长变化影响穗粒数和穗粒重,最终影响子粒产量。     

玉米单交种光合生产能力杂种优势对氮肥的响应

以先玉335和郑单958及其亲本为材料,设不追氮和追氮150 kg/hm~2两个氮处理,研究玉米单交种光合生产能力杂种优势与产量杂种优势的关系及其对氮肥的响应。不追氮条件下,玉米单交种产量杂种优势主要来源于干物质积累量和LAI的杂种优势,叶片光合特性Pn、Gs、Ci和Tr均未表现出杂种优势。追氮150 kg/hm~2条件下,产量杂种优势显著提高,较不追氮高36.6%;除干物质积累量和LAI等群体数量性状仍具有杂种优势外,叶片光合特性Pn、Gs、Tr和SPAD值等个体功能性状也表现出明显的杂种优势。施氮条件下,干物质积累量和LAI的杂种优势没有提高,Pn、Gs、Tr和SPAD值的杂种优势分别较不追氮提高35.8%、55.3%、50.9%和19.6%。施氮条件下玉米单交种产量杂种优势的提高主要来源于叶片光合特性杂种优势的提高,与干物质积累量和LAI的杂种优势无关。     

硫素对玉米光合特性及产量的影响

以郑单958为材料,在大田试验中设置0(S0)、40(S1)、80(S2)、120(S3)、160 kg/hm2(S4)5个施硫(硫磺)水平,研究不同施硫量对玉米光合特性及产量的影响。结果表明,从抽雄吐丝期至灌浆期,S2、S3处理玉米一直保持较高的叶面积指数(LAI)和叶绿素含量(SPAD)。施硫量为S2处理时,玉米净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)均表现为最大值,分别较S0处理提高19.08%、76.7%,且达到显著水平。胞间二氧化碳浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)分别在S3、S4处理时达到最大值,且显著高于S0处理。施用硫肥能够显著降低玉米气孔限制值(L_s),且施硫量为S2时达最小值,与S0处理达到差异显著水平。施用硫肥能显著提高PSⅡ的潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSⅡ有效光化学量子产量(F_v’/F_m’)和光化学猝灭系数(qP),显著降低非光化学猝灭系数(NPQ)。施用硫肥能够显著提高玉米产量,增产幅度为7.0%~18.1%。施硫量为S2时,玉米产量最高,为12 978.3 kg/hm~2。     

玉米产量形成与源库关系

研究表明,源库均影响玉米的产量。在不同基因型间源库特性存在差异,而基因型的源库性状表达又受到环境条件的限制和栽培措施的调控。基因型与环境条件之间原有的平衡关系,因新品种应用而打破,需要通过栽培措施调节环境条件,以满足品种遗传潜力发挥的要求,即通过栽培措施调节源库关系来协调个体与群体矛盾,从而在基因型与环境条件间建立新的平衡关系。产量形成过程中,产量的提高和潜力的发挥是作物与环境相互作用的调节过程,表现在源库平衡关系中,源是主导因素,库随源的变化进行调整,达到源库新的平衡。因此,源库不平衡是绝对的,平衡是相对的。     

高产玉米品种的产量结构特点及形成机制

以玉米杂交种先玉335、郑单958、吉单35为试材,在67500株/hm~2种植密度下,分析高产玉米品种产量结构特点及形成机制.结果表明:先玉335产量显著高于郑单958和吉单35.群体粒数多是玉米高产的关键,百粒重高是玉米高产的保证.受精花丝数多、败育粒数少、叶面积指数高且持续期长、子粒形成关键期干物质积累多、单粒干物质供应充足是玉米高产的生理基础.研究还发现,群体粒数和粒重的协调有赖于源库水平的协调.     

覆盖作物和氮素用量对玉米产量及光合特性的影响

通过2种覆盖作物和5个氮素用量大田试验,探讨氮素和覆盖作物对玉米产量和光合特性的影响。随氮素用量增加,玉米产量先升高后趋于稳定,75 kg/hm²氮处理有效穗数最大,225 kg/hm²氮处理穗粒数和百粒重最大;低氮水平下,黑麦覆盖玉米产量最大。覆盖作物增加玉米花后20 d前的叶绿素含量,且提高了高氮处理开花后20～40 d的叶片光合速率;黑麦覆盖显著增加玉米中、上部叶面积。光能利用差异主要在花后40 d,氮素用量225～300 kg/hm²时黑麦覆盖最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭(qP)和表观电子传递速率(ETR)均高于玉米单作。综上,玉米-覆盖作物系统的玉米低氮量处理增产幅度大,高氮量处理产量高;以黑麦覆盖处理较好。     

土壤生态容量对玉米生长发育和产量的影响

以密植品种郑单958和稀植品种丹玉39为试材,通过不同土壤量的盆栽试验来模拟不同的土壤生态容量,研究不同耐密植玉米品种生长发育所需的土壤生态容量以及土壤生态容量对玉米植株形态、光合特性和产量的影响。结果表明,随着土壤生态容量的增加,玉米株高、茎周长、叶面积、穗位叶光合速率、单株子粒重以及百粒重均呈上升趋势,说明土壤生态容量是玉米生长发育和产量形成的限制性因子。不同耐密植型品种对土壤生态容量的响应不同,12.5 kg土量处理的土壤生态容量可以满足耐密植型玉米品种郑单958的产量需求,郑单958的自我调控机制强,可以更好地适应较低的土壤生态容量,可能是其耐密植的主要原因之一。     

不同氮、磷、钾肥配施对辽单565光合特性和产量的影响

以耐密型玉米辽单565为试验材料,研究不同氮、磷、钾肥配施对其光合特性和产量的影响。结果表明,氮肥试验中,辽单565穗上叶和穗位叶叶面积、穗位叶和穗下叶光合速率均以施氮量为135 kg/hm2时达到较高值,叶面积指数较高,穗位层叶片消光系数较小,产量较高;磷肥试验中,辽单565穗上叶和穗位叶叶面积、穗下叶光合速率均以施磷量为120 kg/hm2时达到较高值,穗位层叶片消光系数较小,产量较高;钾肥试验中,辽单565穗上叶光合速率和穗下叶叶面积均以施钾量为90 kg/hm2时处理较高,穗位层叶片消光系数较小,产量较高。不同氮、磷、钾肥配施试验中,以施氮量180 kg/hm2、施磷量75 kg/hm2、施钾量为90 kg/hm2时辽单565的产量最高。相关分析表明,穗上叶和穗位叶叶面积、穗下叶光合速率与产量均呈极显著正相关,穗位层消光系数与产量呈负相关。