河套地区种植3个鲜食玉米品种的光合特性与产量分析

王海伟 崔超 郝水源 刘双禄 苏志芳 王靖 邸娜 赵斌

摘要：为了探寻内蒙古巴彦淖尔种植鲜食玉米品种高产的光合特性和产量因素差异，选美甜2号、金糯2008、超甜白加黄3个早熟鲜食玉米品种进行田间试验，对不同鲜食玉米品种的农艺性状、光合特性、生物产量等进行测定分析。结果表明，超甜白加黄的株高、穗长、穗质量等最大，美甜2号次之，均高于或显著高于金糯2008。3个鲜食玉米品种上部展开叶的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率总体呈现“S”形变化曲线，到第3次或第4次取样测定时期的上部展开叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均到达峰值，而后逐渐减小，胞间二氧化碳浓度基本和净光合速率变化相反。棒三叶的穗上叶和穗位叶的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度一般高于穗下叶，其中超甜白加黄和美甜2号的棒三叶净光合速率大于或显著大于金糯2008。超甜白加黄单穗鲜质量和鲜生物产量、干生物产量最大，单株果穗鲜质量达 446 g/穗，鲜、干生物产量分别为84 438、19 373 kg/hm2，显著高于金糯2008。综合表明，超甜白加黄干、鲜生物产量最大，功能叶片光合特性较美甜2号、金糯2008表现好些。

关键词：鲜食玉米;光合特性;产量;河套地区

中图分类号： S513.01  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）23-0089-04

玉米是我国乃至世界的重要粮饲作物，在我国粮食生产中具有举足轻重的地位[1-3]。目前，我国农业正在发生巨大变化，在由过去解决温饱、追求产量的情况下，向优质、高产、高效方面转变[3-4]。随着人们生活水平的提高和对市场各种作物的需求，加之近年随着种植结构的调整和农民经济效益意识的提高，人们对质量高、营养丰富、方便实惠、风味独特的鲜食玉米产品情有独钟[4-6]。甜玉米（sweet corn）是一种特用型玉米，又称蔬菜玉米，禾本科玉米属，有研究表明它起源于我国，现在它是很多发达国家的主要蔬菜之一[5-7]。因其具有甜、黏、嫩、香及易于咀嚼和消化、吸收快等特点而备受消费者喜爱[6-9]。玉米乳熟期籽实柔软、味美，富含维生素A、维生素C、脂肪、水溶性多糖和蛋白质等[7-8，10]。有研究表明，在所有的主食当中，玉米的营养价值与保健作用是最高的，其中含有7种“抗衰剂”，即钙、镁、维生素、硒、谷胱甘肽、维生素E和脂肪酸[8，11]。

内蒙古巴彦淖尔市地处41°20′～42°28′N，位于黄河“几”字弯头，光热资源丰富，适合玉米生长[12]。本研究选美甜2号、金糯2008、超甜白加黄3个鲜食玉米品种为试验材料，通过观察其生长发育情况，测量其叶片的光合特性及其产量相关性状，比较分析3个鲜食玉米品种产量形成的相关因素，以期探明河套地区种植鲜食玉米品种产量形成的生理基础，寻找出适合河套地区种植的优质高产鲜食玉米品种，对增加鲜食玉米种植面积、调整当地种植结构和促进农民增收具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种共3个，分别为美甜2号、超甜白加黄、金糯2008，均购于临河市天丰农业生产资料有限公司天丰农资市场。

1.2 试验设计

试验于2017年在巴彦淖尔市临河区河套学院气象局和临河农场2个试验地同时进行，选用美甜2号、超甜白加黄、金糯2008共3个品种于4月23日进行播种，采用随机区组设计，3 次重复;采用覆膜大小行种植，播种密度67 500株/hm2;小区面积15 m2，栽培管理同一般大田。

1.3 试验方法

用美国Licor公司Li-6400XT便携式光合仪进行叶片光合特性测定，采用红蓝光源叶室，设定光量子密度1 500 μmol/（m2·s），气体流量为 500 μmol/s，测定时间统一于各采样时期的 09：00—11 ∶ 30进行[13-15]。分别于6月10日、6月18日、6月25日、7月10日和7月25日测定各品种的叶片光合特性，每小区标记长势一致的4株进行测定，3次重复取其平均值。采收期每小区分别随机取10株，测定各品种的单株叶片数、株高、茎粗、穗长、秃尖等农艺性状，并测定单株叶片鲜质量、单株茎鲜质量、单株果穗鲜质量等。干物质量测量按叶片、茎秆、果穗分别装入硫酸纸袋中，先在105 ℃下烘干0.5 h，然后继续在80 ℃下烘干至恒质量，冷却后分别测量其单株叶片、单株茎秆和单株果穗的干物质质量并折算生物产量等[3，13]。

1.4 数据处理分析

采用Excel 2007处理数据和作图，采用SPSS 17.0 软件进行处理间差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同鲜食玉米品种的农艺性状比较分析

由表1可以看出，超甜白加黄的株高最高，为252.7 cm，与美甜2号差异不显著，但显著高于金糯2008（P<0.05）。美甜2号的茎秆最粗，为 2.93 cm，但与超甜白加黄和金糯2008差异不显著。3个玉米品种的叶片基本都为10～11张。超甜白加黄的果穗穗长最长，为18.00 cm，显著高于美甜2号（P<0.05）。金糯2008的果穗秃尖最长，达 1.40 cm，显著长于美甜2号的，各鲜食玉米品种的秃尖长排序为金糯2008>超甜白加黄>美甜2号。

2.2 不同时期鲜食玉米的上部展开叶光合特性变化分析

从图1可以看出，3个鲜食玉米品种上部展开叶的净光合速率（Pn）5个时期中总体呈现“S”形变化曲线。3个鲜食玉米品种在第1次取样测定时期的上部展开叶净光合速率都较高，而后一个时期有所下降，之后逐渐增加到峰值，到灌浆后期的7月25日时都呈现下降趋势。其中，美甜2号上部展开叶的净光合速率先于其他2个品种达到峰值，且各时期叶片净光合速率变化幅度小于超甜白加黄和金糯2008。

气孔是进行叶片气体交换的重要门户，随着光强度的增加，气孔的开放度也会增加[15-17]。如图2所示，3个鲜食玉米品种上部叶片的气孔导度总体呈先增加后减小的变化趋势，在第4次取样时期3个品种达到峰值，而后都减小。美甜2号上部叶片气孔导度从6月10日开始基本都呈上升趋势，到7月10日达到峰值后减小。在后2個取样时期中，金糯2008上部叶片的气孔导度均高于超甜白加黄和美甜2号，但无明显差异。

从图3可以看出，3个鲜食玉米品种上部展开叶的胞间二氧化碳浓度整体呈上升—下降—上升的变化趋势，3个品种在第2次取样时期增速显著，且都在此时达到峰值，而后逐渐减少，到第4次取样测定期降到一个低值，到最后一个测定时期3个品种的胞间二氧化碳浓度又升高了，且变化趋势和叶片净光合速率基本相反。

从图4可以看出，3个鲜食玉米上部叶片在第1、第2次取样时期的蒸腾速率较低，随后逐渐增加，第4次取样时期蒸腾速率达到峰值，到最后一次取样时期又逐渐降低，且金糯2008上部叶片的蒸腾速率整体较超甜白加黄和美甜2号的高些。美甜2号上部叶片蒸腾速率从6月10日开始基本都呈上升趋势，到第4次测定时期达到峰值，之后减小。在后3个取样时期中，金糯2008上部叶片的蒸腾速率均高于超甜白加黄和美甜2号，且美甜2号的蒸腾速率在最后一个取样时期降到最低。

2.3 不同鲜食玉米品种棒三叶光合特性分析

从表2可以看出，在7月10日和7月25日这2次光合特性测定中，3个鲜食玉米品种棒三叶的净光合速率均表现为穗下叶低于或显著低于穗位叶和穗上叶。其中，在7月10日取样测定中，美甜2号穗位叶净光合速率最大，达27.63 μmol/（m2·s），超甜白加黄穗位叶的净光合速率次之，超甜白加黄穗下叶的净光合速率值最小，显著低于美甜2号穗位叶。在7月25日光合特性测定中，3个鲜食玉米品种的棒三叶净光合速率总体来看小于前一个取样时期，其中美甜2号穗上叶的净光合速率最大，达26.84 μmol/（m2·s），超甜白加黄穗下叶的净光合速率最小，仅为19.46 μmol/（m2·s），二者差异显著。

从表2可以看出，在2次取样测定中3个鲜食玉米品种棒三叶的气孔导度总体上是7月10日的稍高于7月25日的，且各品种穗上叶的气孔导度一般都大于穗下叶。在7月10日取样测定中，美甜2号、超甜白加黄穗上叶气孔导度最大，为 0.23 mol/（m2·s），金糯2008穗下叶和穗位叶的气孔导度最小，且最大值与最小值差异显著。最后一次光合特性测定中，美甜2号穗上叶气孔导度最大，达 0.24 mol/（m2·s），金糯2008穗下叶气孔导度最小，二者差异显著。

从表2可以看出，3个鲜食玉米品种棒三叶的胞间二氧化碳浓度总体表现为穗下叶大于穗位叶和穗上叶。在7月10日取样测定中，超甜白加黄穗下叶胞间二氧化碳浓度最大，达167.23 μmol/mol，显著高于金糯2008穗位叶和穗上叶。最后一次光合特性测定中，超甜白加黄穗上叶的胞间二氧化碳浓度最高，达180.68 μmol/mol，显著高于金糯2008的棒三叶。在7月10日光合特性测定中，美甜2号穗位叶的蒸腾速率最大，达6.74 mmol/（m2·s），显著高于金糯2008。最后一次光合特性测定中，3个鲜食玉米品种穗上叶的蒸腾速率稍高于其他2叶，但差异都不显著。

2.4 不同鲜食玉米品种鲜、干生物量分析

由表3可以看出，总体来看超甜白加黄的单株茎秆、叶片鲜质量是最大的，鲜生物量也是最高的，其次为美甜2号。超甜白加黄的单株茎秆鲜质量最大，达665.3 g，金糯2008的茎秆鲜质量最小。单株果穗鲜质量从大到小依次为超甜白加黄、美甜2号、金糯2008，且超甜白加黄的单株果穗鲜质量显著高于金糯2008的，超甜白加黄鲜生物量最大，达 84 438 kg/hm2，显著高于美甜2号和金糯2008的。

玉米干物质产量90%～95%来自于绿色叶片的光合作用产物，其产量形成具体表现为干物质的积累及其在各个器官的分配过程[3，11]。干物质积累是作物产量形成的物质基础，较高的干物质积累是实现作物高产的必要保证[3，13]。由表4可知，超甜白加黄的单株茎秆干质量、干质量和干生物量最大，美甜2号次之，超甜白加黄3个指标都显著高于美甜2号与金糯2008，其中超甜白加黄单株果穗干质量最大，达135.1 g，显著高于美甜2号。超甜白加黄干生物产量最大，为19 373 kg/hm2，显著高于美甜2号和金糯2008，美甜2号与金糯2008的干生物产量差异不显著。

3 结论与讨论

本研究结果显示，超甜白加黄和美甜2号的株高较高，显著高于金糯2008，美甜2号、超甜白加黄、金糯2008上部展开叶光合特性中净光合速率、气孔导度、蒸腾速率总体呈现先增加后降低的变化趋势，这与王晓娟等的研究结果[13，17]较为一致。随着玉米生育进程的推进，玉米籽粒逐渐灌浆成熟，叶片逐渐衰老退化，叶片净光合速率也随之减弱。在测定鲜食玉米棒三叶光合特性中表现出后一次的净光合速率小于前一次取样时期，而且3个品种的穗位叶和穗上叶的净光合速率均大于穗下叶。超甜白加黄的单株叶片鲜质量、茎秆鲜质量、果穗鲜质量和单株鲜质量都高于或显著高于金糯2008，超甜白加黄的果穗干质量、单株干质量和干生物产量也是最高的，美甜2号的次之。超甜白加黄的鲜生物产量和干生物产量最大，分别达84 438、19 373 kg/hm2。综合表明，超甜白加黄干、鲜生物产量最大，功能叶片光合特性较美甜2号、金糯2008表现好些，说明超甜白加黄是更适宜河套地区种植的高产甜玉米品种。

参考文献：

[1]陈 芳，谷晓平，于 飞，等. 不同栽培方式对玉米光合特性及产量的影响[J]. 中国农学通报，2017，33（10）：23-30.

[2]王红军，郭书亚，张 艳，等. 不同密度条件下化控对夏玉米光合特性及产量的影响[J]. 江苏农业科学，2017，45（17）：66-69.

[3]吕 新，白 萍，张 伟，等. 不同播期对玉米干物质积累的影响及分析[J]. 石河子大学学报（自然科学版），2004，22（4）：285-288.

[4]冯颖竹，陈惠阳，余土元.鮮食糯玉米春季播种期试验研究[J]. 北方园艺，2007，31（6）：45-47.

[5]王庆祥，姜艳超，吕桂兰.氮、钾肥对甜玉米产量与品质的影响[J]. 玉米科学，2006，14（3）：145-146，153.

[6]邵振中.甜玉米的研究现状与发展[J]. 襄樊职业技术学院报，2004，3（4）：23-25.

[7]郝小琴，吴子恺.鲜食甜糯玉米营养品质性状的相关分析[J]. 河南农业科学，2007，36（3）：32-36.

[8]陈声奇，周鸿凯，郭荣发.钾肥与不同品种甜玉米籽粒品质的相关性研究[J]. 湖南农业科学，2012（23）：49-51.

[9]牛丽影，李大婧，刘春泉，等，袁建华.鲜食玉米中游离糖和游离氨基酸含量差异的多元统计分析[J]. 江苏农业学报，2020，36（2）：463-470.

[10]劉春菊，卓成龙，陈 伟，等. 鲜食糯玉米农艺性状和品质的关系及适采期研究[J]. 江苏农业科学，2013，41（11）：82-85.

[11]潘大仁，林德波.不同播期超甜玉米光合特性与产量的初步研究[J]. 福建农业大学学报，1998，27（4）：402-404.

[12]孔德胤，李建军，杨 松，等. 播期对河套地区玉米干物质积累模型的影响[J]. 中国农学通报，2015，31（36）：49-53.

[13]王晓娟，贾志宽，梁连友，等. 不同有机肥量对旱地玉米光合特性和产量的影响[J]. 应用生态学报，2012，23（2）：419-425.

[14]左振朋，孙庆泉，董鲁浩，等. 爆、甜、糯玉米生育后期叶片光合特性的比较[J]. 作物学报，2009，35（10）：1930-1935.

[15]陈爱珠，杨杰文.钾素对甜玉米苗期光合特性的影响[J]. 中国农学通报 2010，26（9）：230-233.

[16]涂晓杰，芦 悦，宋书宏.不同间作比例对鲜食毛豆与玉米群体光合生理效应及产量的影响[J]. 沈阳农业大学学报，2014，45（3）：331-334.

[17]赵永平，赵 盟，朱 亚，等. 不同氮素形态配比对鲜食甜糯玉米光合特性和农艺指标的影响[J]. 江西农业学报，2019，31（12）：38-42.王站付，邱韩英，陆利民，等. 餐厨垃圾堆肥产品施用对水稻产量及土壤环境的影响[J]. 江苏农业科学，2020，48（23）：93-97.