播期和密度对玉米干物质积累动态的影响及其模型的建立

播期和密度对玉米干物质积累动态的影响及其模型的建立

生物产量的95%左右来自光合作用, 光合产物即干物质积累是作物生长发育的重要指标, 也是形成产量的物质基础。在一定的生态环境中, 密度与播期是影响作物干物质积累及产量最主要的栽培因素，合理的密度与适宜的播期是实现作物高产的必要条件, 因此研究播期和密度与干物质积累的关系对于实现作物高产及超高产具有重要意义。

中国农业科学院农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室赵明课题组，在国家重点基础研究发展规划(973计划)项目(2006CB101708和国家粮食丰产科技工程项目(2006BAD02A13)的资助下，致力于生态因子和玉米“三合结构”产量性能方程参数的关系及其模型研究, 取得了一些阶段性成果。其中“三合结构”产量性能方程为MLAI×D×MNAR×HI=EN×GN×GW=Y，各指标分别为, MLAI:生育期内平均叶面积指数；D：生育天数；MNAR: 生育期内平均净同化率(g m-2d-1)；HI：收获指数；Y：籽粒产量(g m-2)； EN:单位面积的收获穗数；GN：单穗穗粒数；EW：单穗千粒重(g)。该课题组撰写的《播期和密度对玉米干物质积累动态的影响及其模型的建立》一文发表在《作物学报》2010年第12期上，该研究报道了玉米干物质积累和积温关系的新进展，建立了干物质积累和积温关系的Richards模拟模型：y=a/(1+eb-cx)1/d，其中a值为终极生长量参数; b值为初值生长量参数；c值为生长速率参数；d值为形状参数，通常某一玉米品种对积温的需求是一定的, 因此可以根据品种所需积温和模型对玉米不同生长阶段的积温需求和群体干物质积累动态进行预测。试验表明，晚熟品种登海661的积温需求为2378.5¯2739.6℃，中熟品种先玉335 为2312.6¯2575.5℃，早熟品种益农103为2116.4¯2356.21℃。拔节期至蜡熟期是玉米群体干物质积累变化速率对密度的敏感反应期，干物质积累变化速率可分为缓慢增加、快速增加和下降3个阶段；随着播期的推迟，在缓慢增加和下降阶段，玉米所需积温逐渐减少；在快速增加阶段，玉米所需积温逐渐增加，这为研究积温和干物质积累动态特征的定量化关系提供了新的思路与简便方法。

此外，通过该试验进一步研究表明，玉米叶面积指数和积温关系符合Ration模拟模型：y=(a+bx)/(1+cx+dx2)，a值为出苗时的相对LAI值,(a+b)/(1+c+d)为成熟时相对LAI，利用品种所需积温和最大LAI，结合该模型可较准确还原出任一生育时期玉米的实际叶面积指数，可预测不同播期、品种、密度等措施的玉米整个生育期的叶面积指数动态变化，在河北廊坊地区，玉米实现10 000 kg hm-2以上的产量水平，应选用中熟品种，全生育期所需积温为2 467.9¯2 607.1℃，全生育期的平均温度为23.09¯23.92℃，平均叶面积指数为2.71¯3.01，这为玉米叶面积系数和积温的定量化研究提供了可借鉴的参考。

这一研究工作的意义在于，（1）探明了不同熟期玉米品种的积温需求，为优化区域品种选择提供依据；（2）揭示了干物质积累、叶面积指数与积温的生理关系，为作物高产生理研究提供了新的思路和方法。