不同密度条件下化控对夏玉米光合特性及产量的影响

王红军+郭书亚+张艳+尚赏

摘要：研究不同种植密度条件下化控对夏玉米光合特性及产量的影响，为夏玉米优化栽培提供理论依据。选用郑单958为玉米试验品种，设6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2共4个密度，在拔节期叶面喷施30%胺鲜脂·乙利水剂。试验结果表明，清水处理随密度的增加玉米穗位叶SPAD值和净光合速率（Pn）、最大量子产量（Fv/Fm）、实际量子产量[Y（Ⅱ）]、光化学猝灭系数（qP）降低，非调节性能耗散量子产量[Y（NO）]和非光化学猝灭系数（qN）增大。30%胺鲜脂·乙利水劑处理较清水处理，增加了叶片的叶绿素SPAD值和净光合速率，提高最大光化学效率、实际量子产量、光化学淬灭系数，降低非调节性能量消耗的量子产量、非光化学淬灭系数。最终8.25万株/hm2的种植密度条件下，化控处理后的产量最高，达10 815.29 kg/hm2，显著高于其他处理。

关键词：密度；化控；夏玉米；光合特性；产量

中图分类号： S513.04文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）17-0066-04

种植密度是影响玉米产量的重要因素[1-3]，在一定密度范围内，玉米产量随着密度的增加而增加，当超过一定的密度后，产量会随着密度的增加而减少。随着密度的增加，玉米的群体透光性降低，光合性能下降，穗粒数和千粒质量降低，倒伏率增大。化控剂能够降低玉米株高、穗位高，塑造较为理想的株型，从而增加透光性，提高光合性能，进而增加玉米产量。因此，研究不同密度下化控对夏玉米光合特性及产量的影响具有重要意义。前人对不同密度玉米生长发育、光合作用、衰老机制和产量的影响做了大量的研究[4-7]，基本明确了不同玉米品种在不同地区的最适密度。相关研究表明，化控技术能够降低株高、穗位高，增强抗倒伏能力，提高叶片叶绿素含量，延长群体高LAI持续时间，增强叶片保绿性，提高光合能力，增加产量[8-10]。关于不同密度和化控剂相结合对夏玉米光合特性的研究较少。本研究通过对不同种植密度条件下施用30%胺鲜脂·乙利水剂后玉米生育后期光合特性及产量的研究，为化控剂在豫东地区玉米生产上的合理施用提供技术依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2015年在河南夏邑县会亭镇崔楼村（34°06′N，116°04′E）进行。试验区常年平均日照2 200～2 400 h，气温14 ℃，降水量680 mm左右，玉米生长的6—9月降水占65%左右。试验田土壤为黄潮土，质地中壤，耕层（0～20 cm）土壤有机质含量12.8 g/kg、碱解氮含量89.0 mg/kg、速效磷含量12.2 mg/kg、速效钾含量138.0 mg/kg。前茬小麦产量7 200 kg/hm2。

1.2试验方法

试验设化控和密度2个因素，随机区组排列，3次重复，每小区12行，行长10 m，行距60 cm，小区面积72 m2。试验密度设6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2共4个处理。供试品种为郑单958，化控剂为“玉黄金”，成分为30%胺鲜脂·乙利水剂，由福建浩伦生物工程技术有限公司生产。化控设2个处理，分别为“玉黄金”喷雾、清水对照处理。2015年6月2日使用等株距人工点播，用300 mL/hm2“玉黄金”兑水450 kg后于玉米拔节期（6片展开叶）均匀喷雾。

1.3测定项目与方法

1.3.1叶绿素SPAD值采用CCM-200+叶绿素测定仪于夏玉米各个生育时期测定叶绿素SPAD值。每个处理于拔节期选取叶龄指数一致、具代表性的植株3株挂上记号牌，各生育时期均于08：30—10：00选择穗位叶进行测定。分别测定叶片的叶尖、叶中和叶基，计算平均值作为该叶片的测定值，将各处理挂牌的3株的测定值取平均值作为该处理的SPAD测定值。

1.3.2叶片净光合速率和叶绿素荧光参数的测定在玉米开花期，于花后15、30、45 d晴天11：00左右分别选取生长一致且受光方向相同的穗位叶，采用光合测定系统测定玉米穗位叶的光合速率。每个处理重复5次。在测定穗位叶光合特性的同时，用FM S2脉冲调制式荧光仪（英国，Han satech）测定旗叶叶绿素荧光参数。选取生长一致且受光方向相同的穗位叶，测定光适应下最大荧光（Fm′）、光适应下的稳态荧光（Fs）和暗适应30 min后的最大荧光（Fm）、初始荧光（Fo）等荧光参数。然后依次计算出PSⅡ最大量子产量（Fv/Fm）、实际量子产量Y（Ⅱ）、非调节性能耗散的量子产量Y（NO）、非光化学猝灭参数（qN）、光化学猝灭参数（qP）。

1.3.3产量及产量构成因素的测定每个处理选取2个连续 4 m 行长，计算株数、穗数、空秆和秃尖数，全部收获并随机选取10穗计算穗行数、穗粒数、千粒质量并计算理论产量。每个处理重复3次，取平均值。

1.4数据处理

数据处理采用Excel 2003，采用DPS 7.05软件进行显著性检验。

2结果与分析

2.1不同处理对玉米穗位叶SPAD值的影响

从图1可以看出，从开花期到花后45 d，SPAD值逐渐下降，并且随着密度的增加而降低，化控处理下不同密度玉米叶片的SPAD值大于相应的对照。对照在6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2从开花期到花后45 d SPAD值下降幅度分别为22.86%、28.28%、31.59%、34.07%；而化控处理条件下6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2从开花期到花后45 d SPAD值下降幅度分别为21.06%、25.61%、28.87%、31.76%。在开花期6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2化控处理SPAD值比相应的对照处理高1.28%、0.39%、1.31%、2.91%；而在花后45 d，化控处理SPAD值比相应的对照处理高3.64%、4.12%、5.34%、6.51%。

2.2不同处理对玉米穗位叶净光合速率的影响

从图2可以看出，从开花期到花后45 d，玉米穗位叶净光合速率逐渐降低，并且随着密度的增加而降低。化控处理下不同密度玉米叶片的净光合速率大于相应的清水对照。对照处理下6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2从开花期到花后45 d净光合速率下降幅度分别为40.32%、43.43%、4663%、52.90%；而化控处理下6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2从开花期到花后45 d净光合速率下降幅度分别为37.93%、39.69%、42.63%、51.45%。在开花期6.75萬、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2化控处理净光合速率比相应的对照高3.81%、5.50%、6.45%、3.39%；而在花后 45 d，化控处理净光合速率比相应对照高7.97%、12.47%、14.43%、6.57%。

2.3不同处理对穗位叶叶绿素荧光参数的影响

2.3.1不同处理对穗位叶最大量子产量Fv/Fm的影响从图3可以看出，从开花期到花后45 d，玉米穗位叶片最大量子产量逐渐降低，并且随着密度的增加而降低，化控处理下的最大量子产量大于对照。对照在6.75万、7.50万、8.25万、

9.00万株/hm2 从开花期至花后45 d最大量子产量下降幅度分别为7.89%、9.34%、9.46%、9.93%；而化控处理条件下6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2从开花期至花后 45 d 最大量子产量下降幅度分别为6.58%、6.53%、7.28%、7.40%。在开花期6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2化控处理最大量子产量比相应对照高1.46%、1.60%、2.62%、2.01%；而在花后45 d，化控处理最大量子产量比相应对照处理高2.90%、4.74%、5.09%、4.89%。

2.3.2不同处理对穗位叶实际量子产量的影响从图4可以看出，随着密度的增加和生育进程的推进，玉米穗位叶片的实际量子产量逐渐降低，化控处理下实际量子产量大于对照处理。在开花期6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2化控处理实际量子产量比相应对照高1.92%、2.28%、4.01%、3.77%；而在花后45 d，6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2 化控处理实际量产量比相应对照处理高 3.67%、3.90%、5.54%、4.30%。

2.3.3不同处理对穗位叶非调节性能耗散量子产量Y（NO）的影响从图5可以看出，随着密度的增加和生育进程的推进，玉米穗位叶Y（NO）逐渐升高，化控处理条件下的Y（NO）低于对照。对照在6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2从开花期至花后45 d Y（NO）上升幅度分别为53.25%、53.82%、54.68%、55.95%；而化控处理下6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2从开花期至花后45 d Y（NO）上升幅度分别为49.84%、50.46%、50.61%、52.71%。在开花期 6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2化控处理Y（NO）比相应对照低0.62%、1.22%、1.51%、1.19%；而在花后 45 d，化控处理Y（NO）比相应对照低2.83%、3.38%、4.10%、3.24%。

2.3.4不同处理对穗位叶光化学猝灭系数（qP）的影响从图6可以看出，随着密度的增加和生育进程的推进，玉米穗位叶片的光化学猝灭系数qP逐渐降低，化控处理下猝灭系数大于对照。在开花期6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2化控处理qP比相应对照分别提高1.22%、1.23%、1.94%、1.68%；而在花后45 d，6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2 化控处理qP比相应对照高2.49%、2.54%、3.32%、2.44%。

2.3.5不同处理对穗位叶非光化学猝灭系数（qN）的影响从图7可以看出，随着密度的增加和生育进程的推进，玉米穗位叶非光化学猝灭系数qN逐渐升高，化控处理下的非光化学猝灭系数低于对照。在开花期6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2 化控处理qP比相应对照处理分别低 1.42%、2.07%、2.65%、1.89%；而在花后45 d，化控处理qN比相应对照处理低2.91%、3.32%、4.12%、3.14%。

2.4不同处理对产量及产量构成因素的影响

从表1可以看出，清水处理产量随密度的增加产量呈先升高后降低的趋势，在密度为8.25万株/hm2时产量最高，为 10 031.21 kg/hm2， 比6.75万、7.50万株/hm2处理分别提高

4.09%、1.66%， 但处理间差异不显著，比9.50万株/hm2处理产量高4.97%，处理间差异显著。化控处理下玉米产量变化趋势与清水处理相似，与清水处理相比化控处理下的玉米产量均有所增加，化控处理条件下密度为8.25万株/hm2时产量最高，为10 815.29 kg/hm2，显著高于其他处理。不同密度条件下，化控处理6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2 产量分别比相应对照增加了0.96%、3.55%、7.82%、0.92%。本试验化控处理密度为8.25万株/hm2条件下增产效果最好，表明化控处理和密度的合理搭配能够提高夏玉米产量。

3结论与讨论

前人研究结果表明，叶绿素含量与叶片光合性能和作物产量显著相关[11]。本研究结果表明，随着密度的增加和生育进程的推进玉米穗位叶SPAD值逐渐降低，净光合速率也逐渐降低，化控处理高于对照处理，与前人研究的密度越大叶绿素含量越低，净光合速率也越低，化控能够增加叶绿素含量的结果[12]基本一致，但与于洪久等在大豆上的研究结果[13-14]相反。关于叶绿素荧光参数在逆境，如高温、低温、强光、遮阴、干旱、盐渍、灌溉、施肥、密度等条件下的变化已开展了大量研究[15-22]。众多研究表明，化控能够提高玉米叶片的最大量子产量、实际量子产量和光化学猝灭系数，降低非调节性能耗散量子产量和非光化学猝灭系数[9，12]。本研究结果表明，密度增加和生育进程推进玉米穗位叶片的最大量子产量、实际量子产量和光化学猝灭系数降低，非调节性能耗散量子产量和非光化学猝灭系数升高；而化控处理下的最大量子产量、实际量子产量和光化学猝灭系数大于相应对照，非调节性能耗散量子产量和非光化学猝灭系数小于相应对照。导致本研究结果的原因主要有：一是密度增加会导致透光透气差，从而降低叶绿素含量和光合荧光性能；二是化控处理改善了玉米的形态特征，塑造了较理想的株型，改善了玉米群体的透气透光性，从而增加了叶绿素含量，提高光合荧光性能；三是化控处理能够调控内源激素系统，调节内部生理代谢，从而提高光合荧光性能。

前人众多研究表明，随着密度的增加，玉米产量先增加后下降[2-3]，本研究结果与其基本一致。本试验研究表明，化控处理条件下玉米产量变化趋势与清水处理相似，与清水处理相比化控处理下的玉米产量均有所增加，密度为 8.25万株/hm2 条件下产量最高，为10 815.29 kg/hm2。不同密度种植条件下，化控后的6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm2分别比对照增产0.96%、3.55%、7.82%、0.92%。与许多研究结果[23-24]基本一致，但与張子学等化控能使玉米减产16.6%～42.6%的研究结果[25]相反。

夏玉米合理的种植密度与化控能够获得更高的产量，本试验密度为8.25万株/hm2化控处理后，玉米穗位叶能够保持较高的叶绿素SPAD值尤其是生育后期的SPAD值，光合电子传递活性较高，光能捕获和利用能力较强，分配于光合作用的量子产量较高，用于非调节性热能耗散的量子产量较低，因而净光合作用速率较高，产量最高。

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