崔子恒，韓坤龍，2，付 博，胡維寬，余 利，劉 正，余海兵*

(1.安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100;2.安徽隆平高科種業(yè)有限公司，安徽 合肥 230031）

玉米是我國第二大糧食作物，種植面積平均在2500萬公頃左右，年產(chǎn)量則達(dá)到1.2億噸，播種面積和產(chǎn)量都處于世界第二位[1－4]。我國玉米的分布較廣，全國20多個(gè)省、市、自治區(qū)都有種植，主產(chǎn)區(qū)是東北、華北和黃淮海玉米主產(chǎn)區(qū)以及西北的一部分地區(qū)[5－7]。專家預(yù)計(jì)，我國玉米總生產(chǎn)量在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)將保持相對(duì)穩(wěn)定。玉米實(shí)行“寬窄行”和“寬等行”種植模式，能有效改善田間通風(fēng)透光條件，提高二氧化碳和光能利用率，在不增加投資成本的情況下，可使玉米增產(chǎn)10%左右，這種種植模式除具有優(yōu)越的通風(fēng)透光性能外，還可以隔開小麥機(jī)收留下的“麥秸壟”，既省了挑麥秸的用工，還發(fā)揮了麥秸覆蓋起到保墑、耐旱、滅草、秸桿還田，用地養(yǎng)地、改良土質(zhì)、培肥地力等綜合增產(chǎn)增效作用[8－11]。根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況及玉米產(chǎn)量需求，科學(xué)施肥應(yīng)在推廣測(cè)土配方施肥基礎(chǔ)上做到有機(jī)與無機(jī)相結(jié)合，大量元素與中微量元素相結(jié)合，底肥與追肥相結(jié)合，根部施肥與葉面營養(yǎng)相結(jié)合，開展玉米平衡施肥技術(shù)，肥料運(yùn)籌是協(xié)調(diào)作物氮磷鉀等營養(yǎng)元素積累、分配的重要手段，也是實(shí)現(xiàn)玉米超高產(chǎn)的最有效方法之一[12－13]。本研究采用生產(chǎn)上大面積推廣的玉米雜交種隆平206為試驗(yàn)材料，針對(duì)該品種具有耐密植，耐高肥的特點(diǎn)，建立4種不同栽培模式，兩種不同復(fù)合肥料運(yùn)籌方式，來研究其維管束結(jié)構(gòu)[14]、光合特性及產(chǎn)量構(gòu)成要素，為進(jìn)一步提高玉米產(chǎn)量提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在安徽科技學(xué)院種植科技園(32052＇N 117033＇E)進(jìn)行。試驗(yàn)地為中性壤土，耕層0～20cm土壤含有機(jī)質(zhì)24.62g/kg、全氮1.93g/kg、堿解氮120.1mg/kg、有效磷48.6mg/kg、速效鉀243.2g/kg，pH 值6.8。

高產(chǎn)條件下，試驗(yàn)采用雙因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為行距配置及一穴雙株，分等行距(A160 cm)、等行距一穴雙株(A260 cm，一穴雙株)、寬窄行(A370 cm+50 cm)、寬窄行(A490 cm+30 cm)4種方式，副區(qū)為基肥類型，分復(fù)合肥史丹利(B1NPK=18∶18∶18)、地富原玉米專用復(fù)合肥(B2NPK=26∶12∶10)共8個(gè)處理組，重復(fù)4次;播種密度均為67500株/hm2)，小區(qū)寬3 m，長6.67 m?；是闆r均為750kg/hm2，全部底施，按照高產(chǎn)田進(jìn)行田間管理，在隆平206整個(gè)生育期內(nèi)保證良好的水分供應(yīng)，及時(shí)澆水、除草、滅蟲，保證植株有良好的生長環(huán)境。2013年6月13日播種，10月11日收獲。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 維管束測(cè)定 分別于玉米拔節(jié)期在各小區(qū)選取植株5株，取玉米莖稈穗位節(jié)上1 cm處采用徒手切片(每株重復(fù)取樣4次)，樣品以醋酸∶酒精(1∶3)固定，70%乙醇保存，使用電子顯微鏡觀察維管束結(jié)構(gòu)并拍照，觀察目鏡視野為15.90 mm2。使用測(cè)微尺計(jì)算維管束結(jié)構(gòu)。

1.2.2 葉片光合速率 拔節(jié)期10∶00至12∶00，利用 Li－6400便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)(Li－Cor，USA)，設(shè)定人工光源光強(qiáng)為1500 μmol m－2s－1，選取各處理均勻的健康植株，測(cè)定光合速率(pn，μmol CO2m－2s－1)，蒸騰速率(Tr，mmol m－2s－1)，氣孔導(dǎo)度(Gs，mmol m－2s－1)，細(xì)胞間隙 CO2(μmol mol－1)濃度，光飽和點(diǎn)(μmol m－2s－1)，光補(bǔ)償點(diǎn)(μmol m－2s－1)，暗呼吸速率(μmol m－2s－1)，光補(bǔ)償點(diǎn)量子效率(mol mol－1)，重復(fù)3 次。

1.2.3 玉米產(chǎn)量構(gòu)成計(jì)產(chǎn) 成熟后每個(gè)小區(qū)中間行連續(xù)取20個(gè)果穗，測(cè)定單穗粒數(shù)。計(jì)株數(shù)做為收獲株數(shù)，收獲全部果穗，計(jì)算收獲穗數(shù)，稱并記錄鮮果穗重，按平均穗重法取10個(gè)果穗，人工脫粒并分別稱取籽粒重和穗軸重，計(jì)算出籽率，用水分測(cè)定儀測(cè)定籽粒含水率，重復(fù)3次，取其平均值。每個(gè)處理測(cè)定實(shí)收產(chǎn)量、百粒重、容重，重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 栽培模式和復(fù)合肥類型對(duì)隆平206拔節(jié)期穗位節(jié)間維管束的影響

從表1可以看出，在拔節(jié)期穗位節(jié)間，木質(zhì)部平均面積、維管束平均面積、韌皮部平均面積、導(dǎo)管孔徑、導(dǎo)管個(gè)數(shù)、單位視野個(gè)數(shù)均是在栽培模式A3處理下達(dá)到最大值，且與A1、A2、A4處理間差異顯著，最大值與最小值變化幅度分別為 72.22%、24.60%、10.78%、17.95%、48.45%、27.17%，同一栽培模式條件下，所有值均是B2＞B1。

表1 栽培模式和復(fù)合肥類型對(duì)隆平206拔節(jié)期穗位節(jié)間維管束的影響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 栽培模式和復(fù)合肥類型對(duì)隆平206拔節(jié)期光合特性的影響

從表2數(shù)據(jù)可以看出，在拔節(jié)期隆平206光合特性即氣孔導(dǎo)度、光合速率、細(xì)胞間隙CO2濃度、蒸騰速率等因子均在A3B2處理?xiàng)l件下達(dá)最大值，其中氣孔導(dǎo)度相對(duì)A3B2處理減幅分別為21.43%(A1B1)、6.25%(A1B2)、9.68%(A3B1)、30.77%(A4B1)、21.43%(A4B2)、47.83%(A2B1)、30.77%(A2B2);光合速率相對(duì) A3B2處理減幅分別為 20.82%(A1B1)、13.45%(A1B2)、7.98%(A3B1)、33.38%(A4B1)、27.95%(A4B2)、39.30%(A2B1)、34.17%(A2B2);細(xì)胞間隙 CO2濃度相對(duì) A3B2處理減幅分別為 14.16%(A1B1)、1.98%(A1B2)、3.87%(A3B1)、20.64%(A4B1)、19.52%(A4B2)、23.71%(A2B1)、20.85%(A2B2);蒸騰速率相對(duì) A3B2處理減幅分別為 17.54%(A1B1)、13.08%(A1B2)、4.28%(A3B1)、25.82%(A4B1)、19.64%(A4B2)、2.18%(A2B1)、13.08%(A2B2)。

表2 栽培模式和復(fù)合肥類型對(duì)隆平206拔節(jié)期光合特性的影響Table 2 The effect of cultivation patterns and compound fertilizer types on the photosynthetic characteristics of Longping 206 at elongation stage

2.3 栽培模式和復(fù)合肥類型對(duì)光響應(yīng)參數(shù)的影響

從表3可以得知，拔節(jié)期的隆平206的光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)量子效率、最大凈光合速率在栽培模式A3和A1、A2、A4處理間差異顯著，而光補(bǔ)償點(diǎn)、暗呼吸速率在各栽培模式處理間差異顯著。其中光飽和點(diǎn)相對(duì) A3B2處理減幅分別為 10.34%(A1B1)、5.09%(A1B2)、1.22%(A3B1)、6.76%(A4B1)、4.94%(A4B2)、6.75%(A2B1)、5.61%(A2B2);光補(bǔ)償點(diǎn)相對(duì) A3B2處理減幅分別為 7.91%(A1B1)、5.95%(A1B2)、1.22%(A3B1)、6.76%(A4B1)、4.94%(A4B2)、6.75%(A2B1)、5.61%(A2B2);光補(bǔ)償點(diǎn)量子效率相對(duì) A3B2處理減幅分別為 29.08%(A1B1)、25.48%(A1B2)、5.12%(A3B1)、38.80%(A4B1)、35.92%(A4B2)、45.25%(A2B1)、33.89%(A2B2);暗呼吸速率相對(duì) A3B2處理減幅分別為 13.46%(A1B1)、7.75%(A1B2)、1.62%(A3B1)、14.96%(A4B1)、14.81%(A4B2)、21.99%(A2B1)、12.43%(A2B2);最大凈光合速率相對(duì)A3B2處理減幅分別為 5.99%(A1B1)、5.14%(A1B2)、3.82%(A3B1)、14.08%(A4B1)、9.24%(A4B2)、19.57%(A2B1)、17.43%(A2B2);決定系數(shù)從大到小排序順序?yàn)?A3B2＞A3B1＞A1B2＞A1B1＞A4B2＞A2B2＞A2B1。

表3 栽培模式和復(fù)合肥類型對(duì)隆平206拔節(jié)期光響應(yīng)參數(shù)的影響Table 3 The effect of cultivation patterns and compound fertilizer types on the photoresponse parameters of Longping 206 at elongation stage

2.4 栽培模式和復(fù)合肥類型對(duì)隆平206產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

從表4數(shù)據(jù)可以看出，栽培模式和復(fù)合肥類型對(duì)隆平206產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素處理間差異顯著，其中產(chǎn)量構(gòu)成要素總穗數(shù)是在A2B2時(shí)值最大，相對(duì)A2B2處理減幅分別為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時(shí)值最大，相對(duì) A3B2處理減幅分別為 1.86%(A1B1)、1.59%(A1B2)、0.45%(A3B1)、4.05%(A4B1)、2.84%(A4B2)、8.17%(A2B1)、9.32%(A3B2);穗粒數(shù)是在 A3B2時(shí)值最大，相對(duì) A3B2處理減幅分別為 2.06%(A1B1)、0.92%(A1B2)、1.07%(A3B1)、2.78%(A4B1)、2.48%(A4B2)、4.40%(A2B1)、3.20%(A3B2);總粒數(shù)是在 A3B2時(shí)值最大，相對(duì) A3B2處理減幅分別為 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時(shí)值最大，相對(duì)A3B2處理減幅分別為 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時(shí)值最大，相對(duì) A3B2處理減幅分別為 3.85%(A1B1)、2.67%(A1B2)、0.76%(A3B1)、8.81%(A4B1)、7.09%(A4B2)、15.96%(A2B1)、10.66%(A3B2);產(chǎn)量是在 A3B2時(shí)值最大，相對(duì) A3B2處理減幅分別為 8.60%(A1B1)、4.88%(A1B2)、3.21%(A3B1)、15.17%(A4B1)、12.01%(A4B2)、7.20%(A2B1)、5.42%(A3B2)。

表4 栽培模式和復(fù)合肥類型對(duì)隆平206產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響Table 4 The effect of cultivation patterns and compound fertilizer types on the yield and its component of Longping 206

3 討論與結(jié)論

葉片的光合作用是玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，它是一個(gè)生化反應(yīng)、物理、電化學(xué)的過程，受到很多因素的影響[15－16]，栽培模式和肥料運(yùn)籌就是其中兩個(gè)重要因素，栽培模式影響玉米群體空氣流通，而透光率影響玉米光合性能。源限制觀點(diǎn)認(rèn)為，葉片光合產(chǎn)物是籽粒產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，光合作物是源物質(zhì)積累的生理基礎(chǔ)，光合速率則是光合作用的體現(xiàn)，丁瑞霞等研究表明，溝壟集雨種植下谷子的光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度均大于平作，尤其是溝內(nèi)邊行的光合作用強(qiáng)度最大[17]。氣孔導(dǎo)度是影響光合速率的初始要素，但光合速率與籽粒鮮重增加不是同步的，因?yàn)楣酀{還受物質(zhì)運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化等因素調(diào)控。本研究表明在拔節(jié)期穗位節(jié)間，木質(zhì)部平均面積、維管束平均面積、韌皮部平均面積、導(dǎo)管孔徑、導(dǎo)管個(gè)數(shù)、單位視野個(gè)數(shù)均是在栽培模式A3處理下達(dá)到最大值，氣孔導(dǎo)度、光合速率、細(xì)胞間隙CO2濃度、蒸騰速率等因子均在A3B2處理?xiàng)l件下達(dá)最大值，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素均在A3B2處理?xiàng)l件下達(dá)最大值，也就是說栽培模式在寬窄行(70+50cm)效果最好。

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