栽培模式和复合肥类型对隆平206光合特性及产量构成的影响

崔子恒，韩坤龙，2，付 博，胡维宽，余 利，刘 正，余海兵*

(1.安徽科技学院 农学院，安徽 凤阳 233100;2.安徽隆平高科种业有限公司，安徽 合肥 230031）

玉米是我国第二大粮食作物，种植面积平均在2500万公顷左右，年产量则达到1.2亿吨，播种面积和产量都处于世界第二位[1－4]。我国玉米的分布较广，全国20多个省、市、自治区都有种植，主产区是东北、华北和黄淮海玉米主产区以及西北的一部分地区[5－7]。专家预计，我国玉米总生产量在今后相当长的一段时间内将保持相对稳定。玉米实行“宽窄行”和“宽等行”种植模式，能有效改善田间通风透光条件，提高二氧化碳和光能利用率，在不增加投资成本的情况下，可使玉米增产10%左右，这种种植模式除具有优越的通风透光性能外，还可以隔开小麦机收留下的“麦秸垄”，既省了挑麦秸的用工，还发挥了麦秸覆盖起到保墒、耐旱、灭草、秸杆还田，用地养地、改良土质、培肥地力等综合增产增效作用[8－11]。根据土壤养分状况及玉米产量需求，科学施肥应在推广测土配方施肥基础上做到有机与无机相结合，大量元素与中微量元素相结合，底肥与追肥相结合，根部施肥与叶面营养相结合，开展玉米平衡施肥技术，肥料运筹是协调作物氮磷钾等营养元素积累、分配的重要手段，也是实现玉米超高产的最有效方法之一[12－13]。本研究采用生产上大面积推广的玉米杂交种隆平206为试验材料，针对该品种具有耐密植，耐高肥的特点，建立4种不同栽培模式，两种不同复合肥料运筹方式，来研究其维管束结构[14]、光合特性及产量构成要素，为进一步提高玉米产量提供理论和技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验在安徽科技学院种植科技园(32052＇N 117033＇E)进行。试验地为中性壤土，耕层0～20cm土壤含有机质24.62g/kg、全氮1.93g/kg、碱解氮120.1mg/kg、有效磷48.6mg/kg、速效钾243.2g/kg，pH 值6.8。

高产条件下，试验采用双因素裂区设计，主区为行距配置及一穴双株，分等行距(A160 cm)、等行距一穴双株(A260 cm，一穴双株)、宽窄行(A370 cm+50 cm)、宽窄行(A490 cm+30 cm)4种方式，副区为基肥类型，分复合肥史丹利(B1NPK=18∶18∶18)、地富原玉米专用复合肥(B2NPK=26∶12∶10)共8个处理组，重复4次;播种密度均为67500株/hm2)，小区宽3 m，长6.67 m。基肥情况均为750kg/hm2，全部底施，按照高产田进行田间管理，在隆平206整个生育期内保证良好的水分供应，及时浇水、除草、灭虫，保证植株有良好的生长环境。2013年6月13日播种，10月11日收获。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 维管束测定 分别于玉米拔节期在各小区选取植株5株，取玉米茎秆穗位节上1 cm处采用徒手切片(每株重复取样4次)，样品以醋酸∶酒精(1∶3)固定，70%乙醇保存，使用电子显微镜观察维管束结构并拍照，观察目镜视野为15.90 mm2。使用测微尺计算维管束结构。

1.2.2 叶片光合速率 拔节期10∶00至12∶00，利用 Li－6400便携式光合作用测定系统(Li－Cor，USA)，设定人工光源光强为1500 μmol m－2s－1，选取各处理均匀的健康植株，测定光合速率(pn，μmol CO2m－2s－1)，蒸腾速率(Tr，mmol m－2s－1)，气孔导度(Gs，mmol m－2s－1)，细胞间隙 CO2(μmol mol－1)浓度，光饱和点(μmol m－2s－1)，光补偿点(μmol m－2s－1)，暗呼吸速率(μmol m－2s－1)，光补偿点量子效率(mol mol－1)，重复3 次。

1.2.3 玉米产量构成计产 成熟后每个小区中间行连续取20个果穗，测定单穗粒数。计株数做为收获株数，收获全部果穗，计算收获穗数，称并记录鲜果穗重，按平均穗重法取10个果穗，人工脱粒并分别称取籽粒重和穗轴重，计算出籽率，用水分测定仪测定籽粒含水率，重复3次，取其平均值。每个处理测定实收产量、百粒重、容重，重复3次。

2 结果与分析

2.1 栽培模式和复合肥类型对隆平206拔节期穗位节间维管束的影响

从表1可以看出，在拔节期穗位节间，木质部平均面积、维管束平均面积、韧皮部平均面积、导管孔径、导管个数、单位视野个数均是在栽培模式A3处理下达到最大值，且与A1、A2、A4处理间差异显著，最大值与最小值变化幅度分别为 72.22%、24.60%、10.78%、17.95%、48.45%、27.17%，同一栽培模式条件下，所有值均是B2＞B1。

表1 栽培模式和复合肥类型对隆平206拔节期穗位节间维管束的影响Table 1 The effect of cultivation patterns and compound fertilizer types on the vascular bundle of ear internodes of Longping 206 at elongation stage

2.2 栽培模式和复合肥类型对隆平206拔节期光合特性的影响

从表2数据可以看出，在拔节期隆平206光合特性即气孔导度、光合速率、细胞间隙CO2浓度、蒸腾速率等因子均在A3B2处理条件下达最大值，其中气孔导度相对A3B2处理减幅分别为21.43%(A1B1)、6.25%(A1B2)、9.68%(A3B1)、30.77%(A4B1)、21.43%(A4B2)、47.83%(A2B1)、30.77%(A2B2);光合速率相对 A3B2处理减幅分别为 20.82%(A1B1)、13.45%(A1B2)、7.98%(A3B1)、33.38%(A4B1)、27.95%(A4B2)、39.30%(A2B1)、34.17%(A2B2);细胞间隙 CO2浓度相对 A3B2处理减幅分别为 14.16%(A1B1)、1.98%(A1B2)、3.87%(A3B1)、20.64%(A4B1)、19.52%(A4B2)、23.71%(A2B1)、20.85%(A2B2);蒸腾速率相对 A3B2处理减幅分别为 17.54%(A1B1)、13.08%(A1B2)、4.28%(A3B1)、25.82%(A4B1)、19.64%(A4B2)、2.18%(A2B1)、13.08%(A2B2)。

表2 栽培模式和复合肥类型对隆平206拔节期光合特性的影响Table 2 The effect of cultivation patterns and compound fertilizer types on the photosynthetic characteristics of Longping 206 at elongation stage

2.3 栽培模式和复合肥类型对光响应参数的影响

从表3可以得知，拔节期的隆平206的光饱和点、光补偿点量子效率、最大净光合速率在栽培模式A3和A1、A2、A4处理间差异显著，而光补偿点、暗呼吸速率在各栽培模式处理间差异显著。其中光饱和点相对 A3B2处理减幅分别为 10.34%(A1B1)、5.09%(A1B2)、1.22%(A3B1)、6.76%(A4B1)、4.94%(A4B2)、6.75%(A2B1)、5.61%(A2B2);光补偿点相对 A3B2处理减幅分别为 7.91%(A1B1)、5.95%(A1B2)、1.22%(A3B1)、6.76%(A4B1)、4.94%(A4B2)、6.75%(A2B1)、5.61%(A2B2);光补偿点量子效率相对 A3B2处理减幅分别为 29.08%(A1B1)、25.48%(A1B2)、5.12%(A3B1)、38.80%(A4B1)、35.92%(A4B2)、45.25%(A2B1)、33.89%(A2B2);暗呼吸速率相对 A3B2处理减幅分别为 13.46%(A1B1)、7.75%(A1B2)、1.62%(A3B1)、14.96%(A4B1)、14.81%(A4B2)、21.99%(A2B1)、12.43%(A2B2);最大净光合速率相对A3B2处理减幅分别为 5.99%(A1B1)、5.14%(A1B2)、3.82%(A3B1)、14.08%(A4B1)、9.24%(A4B2)、19.57%(A2B1)、17.43%(A2B2);决定系数从大到小排序顺序为:A3B2＞A3B1＞A1B2＞A1B1＞A4B2＞A2B2＞A2B1。

表3 栽培模式和复合肥类型对隆平206拔节期光响应参数的影响Table 3 The effect of cultivation patterns and compound fertilizer types on the photoresponse parameters of Longping 206 at elongation stage

2.4 栽培模式和复合肥类型对隆平206产量及产量构成要素的影响

从表4数据可以看出，栽培模式和复合肥类型对隆平206产量及产量构成要素处理间差异显著，其中产量构成要素总穗数是在A2B2时值最大，相对A2B2处理减幅分别为13.11%(A1B1)、12.69%(A1B2)、12.83%(A3B1)、12.55%(A3B2)、12.97%(A4B1)、12.55%(A4B2)、0.11%(A2B1);穗粒重是在 A3B2时值最大，相对 A3B2处理减幅分别为 1.86%(A1B1)、1.59%(A1B2)、0.45%(A3B1)、4.05%(A4B1)、2.84%(A4B2)、8.17%(A2B1)、9.32%(A3B2);穗粒数是在 A3B2时值最大，相对 A3B2处理减幅分别为 2.06%(A1B1)、0.92%(A1B2)、1.07%(A3B1)、2.78%(A4B1)、2.48%(A4B2)、4.40%(A2B1)、3.20%(A3B2);总粒数是在 A3B2时值最大，相对 A3B2处理减幅分别为 1.49%(A1B1)、1.05%(A1B2)、1.05%(A3B1)、3.89%(A4B1)、3.09%(A4B2)、7.25%(A2B1)、6.33%(A3B2);百粒重是在 A3B2时值最大，相对A3B2处理减幅分别为 4.10%(A1B1)、1.60%(A1B2)、1.33%(A3B1)、7.64%(A4B1)、6.42%(A4B2)、11.40%(A2B1)、8.55%(A3B2);容重是在 A3B2时值最大，相对 A3B2处理减幅分别为 3.85%(A1B1)、2.67%(A1B2)、0.76%(A3B1)、8.81%(A4B1)、7.09%(A4B2)、15.96%(A2B1)、10.66%(A3B2);产量是在 A3B2时值最大，相对 A3B2处理减幅分别为 8.60%(A1B1)、4.88%(A1B2)、3.21%(A3B1)、15.17%(A4B1)、12.01%(A4B2)、7.20%(A2B1)、5.42%(A3B2)。

表4 栽培模式和复合肥类型对隆平206产量及产量构成要素的影响Table 4 The effect of cultivation patterns and compound fertilizer types on the yield and its component of Longping 206

3 讨论与结论

叶片的光合作用是玉米产量及产量构成要素形成的物质基础，它是一个生化反应、物理、电化学的过程，受到很多因素的影响[15－16]，栽培模式和肥料运筹就是其中两个重要因素，栽培模式影响玉米群体空气流通，而透光率影响玉米光合性能。源限制观点认为，叶片光合产物是籽粒产量的物质基础，光合作物是源物质积累的生理基础，光合速率则是光合作用的体现，丁瑞霞等研究表明，沟垄集雨种植下谷子的光合速率、蒸腾速率、气孔导度均大于平作，尤其是沟内边行的光合作用强度最大[17]。气孔导度是影响光合速率的初始要素，但光合速率与籽粒鲜重增加不是同步的，因为灌浆还受物质运输、转化等因素调控。本研究表明在拔节期穗位节间，木质部平均面积、维管束平均面积、韧皮部平均面积、导管孔径、导管个数、单位视野个数均是在栽培模式A3处理下达到最大值，气孔导度、光合速率、细胞间隙CO2浓度、蒸腾速率等因子均在A3B2处理条件下达最大值，产量及产量构成要素均在A3B2处理条件下达最大值，也就是说栽培模式在宽窄行(70+50cm)效果最好。

[1]戴明宏，陶洪斌，王利纳，等.不同氮肥管理对春玉米干物质生产、分配及转运的影响[J].华北农学报，2008，23(1):154－157.

[2]易镇邪，王璞，申丽霞，等.不同类型氮肥对夏玉米氮素累积、转运与氮肥利用的影响[J].作物学报，2006，32(5):772－778.

[3]金继运，何萍.氮钾营养对春玉米后期碳氮代谢与粒重形成的影响[J].中国农业科学，1999，32(4):57－64.

[4]张宾，赵明，董志强，等.作物产量“三合结构”定量表达及高产分析[J].作物学报，2007，33(10):1674－1681.

[5]李潮海，苏新宏，谢瑞芝，等.超高产栽培条件下夏玉米产量与气候生态条件关系研究[J].中国农业科学，2001，34(3):311－316.

[6]李言照，东先旺，刘光亮，等.光温因子对玉米产量及产量构成因素值的影响[J].中国生态农业学报，2002，10(2):90－93.

[7]马国胜，薛吉全，路海东，等.播种时期与密度对关中灌区夏玉米群体生理指标的影响[J].应用生态学报，2007，18(6):1247－1253.

[8]郑洪建，董树亭，王空军，等.生态因素对玉米品种生长发育影响及调控的研究[J].山东农业大学学报:自然科学版，2001，27(2):117 －123.

[9]张石宝，李树云，胡丽华，等.播种季节对玉米生长发育及干物质生产和分配的影响[J].云南植物研究，2001，23(2):243－250.

[10]Grassini P，Thorburn J，Burr C，et al.High－yield irrigated maize in the Western US corn belt:I.On－farm yield，yield potential，and impact of agronomic practices[J].Field Crops Research，2011，120:142 －150.

[11]王空军，胡昌浩，董树亭，等.我国不同年代玉米品种开花后叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用的演进[J].作物学报，1999，25(6):700 －706.

[12]杨今胜，王永军，张吉旺，等.三个超高产夏玉米品种的干物质生产及光合特性[J].作物学报，2011，37(2):355－361.

[13]吕丽华，赵明，赵久然，等.不同施氮量下夏玉米冠层结构及光合特性的变化[J].中国农业科学，2008，41(9):2624－2632.

[14]何启平.不同类型玉米品种果穗维管束结构的差异研究[J].安徽农业科学，2009，37(34):16798－16800.

[15]杨吉顺，高辉远，刘鹏，等.种植密度和行距配置对超高产夏玉米群体光合特性的影响[J].作物学报，2010，36(7):1226－1233.

[16]刘亚亮，张治安，赵洪祥，等.氮肥不同比例分期施用对超高产玉米叶片保护酶活性的影响[J].西北农林科技大学学报:自然科学版，2011，39(2):202 －208.

[17]瑞霞，贾志宽，韩清芳，等.宁南旱区微集水种植条件下、谷子边际效应和生理特性的响应[J].中国农业科学，2006(3):444－501.