玉米不同杂交种密植群体冠层结构及其光、氮利用特征研究.docx

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1、玉米不同杂交种密植群体冠层结构及其光、氮利用特征研究为明确不同优势玉米杂交种密植群体光能、氮素利用特征与物质生产及其产量的关系,本文以不同杂优模式品种郑单958(ZD958,Reid×唐四平头模式)和先玉335(XY335,Reid×Lancaster模式)为试验材料,设置5个氮肥施用水平(0(N0)、100(N1)、200(N2)、300(N3)和400kghm-2(N4))和2个种植密度(D1(45000株hm-2)和D2(90000株hm-2)),辅以花后遮光处理(遮光50%左右),研究不同施肥量对不同杂交种密植群体冠层结构与光照、氮素利用特征及对弱光胁迫的响

2、应。主要研究结果如下:(1)两类型玉米品种在适宜施氮量时冠层具有较高的叶向值和叶面积指数(LAI),XY335上层叶向值较ZD958高18.42%,而中下层较ZD958低16.43%和27.11%,N3处理LAI后期衰减提前,尤其是中下部叶片。冠层的光截获率随施氮量增加而提高并在300kg.hm-2时最高,主要是增加了中上层叶片的光截获量;当施氮量为200kg.hm-2时XY335光能利用效率最高为1.08g?MJ-1,而ZD958在施氮量为300kg.ha-1时最高为1.05g?MJ-1,低氮处理中ZD958光能利用率更高。叶片含氮量随着施氮量的增加而增加,XY3

3、35的氮含量呈“前慢后快”的趋势降低,而ZD958吐丝后期逐渐降低趋势较缓;N2水平各层叶片的光合氮利用效率最高,XY335上层PNUE平均较ZD958高12.52%,中层较ZD958低3.61%,下层较ZD958低31.79%。灌浆期的PAR截获率、光能利用率和光合氮利用效率与产量呈显著的正相关。(2)两年结果表明,品种的最高籽粒产量均高于ZD958,最优氮肥施用量明显降低4.8~10.6%;相比ZD958,不施氮处理,两种种植密度下XY335品种干物质积累能力及物质运转效率都明显降低,而施氮条件下XY335品种的干物质积累量、花后干物质量及干物质运转效率均增加,

4、同时增幅随着施氮量增加逐步提高,且在高密度条件下优势更为明显。开花期XY335叶片与茎鞘氮素含量显著高于ZD958(p<0.05),而成熟期由于其较高物质的运转效率表现出明显较低的数值,籽粒氮素含量在高密度下差异较小,而低密度条件下相对ZD958显著提高(p<0.05)。施氮条件下XY335品种花前、花后氮素积累量和氮素积累总量均高于ZD958,其中叶片中氮素的转运对籽粒的贡献率显著较高(p<0.05)。两种种植密度处理最优施氮条件下XY335氮素利用效率和氮素吸收效率均显著高于ZD958(p<0.05),而氮农学利用率和氮肥偏生产力差异不显

5、著。(3)在氮肥胁迫条件下,遮阴后XY335的产量和干物质积累量较对照提高,而正常施氮处理,遮阴显著地降低了玉米产量和干物质积累量,高密度处理产量和干物质积累量降幅均增加,XY335产量和干物质积累量降幅大于ZD958。在遮阴后LAI降低,并降低了低氮处理中下层LAI的衰减,XY335较为显著;遮阴后,高氮处理LAI降低显著,加速了高密度处理LAI的衰老,尤其是XY335的中下层LAI;遮阴后提高了低氮肥处理叶片的叶绿素含量,降低叶绿素a/b,此时XY335光合速率较高;而遮阴后高密度处理叶绿素含量下降,尤其是XY335下层叶片叶绿素含量显著降低,叶片叶绿素a/b的

6、升高,光合速率降低。表明遮阴后弱光胁迫对XY335光合性能影响更显著,成为高密度产量限制的重要因素。可见,表明不同类型玉米杂交种密植群体通过改变冠层结构提高了冠层光截获量,通过改变施氮量调控叶片氮分布,有利于提高光能利用率和光合氮利用效率,进而提高产量。高密度条件下XY335类型品种表现出明显较高的物质积累能力以及花后物质运转对籽粒的贡献率,获得较高的氮素利用效率,表现出明显高氮高效的品种特征,因此生产上建议,东北春玉米区高密度种植条件下该类型品种在较高氮肥施用量时易实现高产高效。