超前去雄携带叶片数对玉米光合特性及生长的影响

2017-07-21曹晋军刘永忠李万星靳鲲鹏李丹

江苏农业科学 2017年10期

曹晋军+刘永忠+李万星+靳鲲鹏+李丹

摘要：研究了超前去雄携带叶片数量对玉米光合特性及生长的影响，为提高玉米产量提供参考。试验品种郑单958，种植密度90 000 株/hm2，当能摸到雄穗苞叶内穗苞时去雄，每2 d隔1行去2行雄穗，雄穗完全抽出时停止，统计每个处理平均携带叶片数，设有3.2、2.8、2.6、1.6、0.5片叶5个处理，以不去雄为对照。结果表明，与对照相比，携带28片叶的处理，完熟期穗位叶SPAD值增加了16.7%；在灌浆期穗位叶净光合速率增加了5.2%；平均灌浆速率增加了5.6%，最大灌浆速率增加了6.0%，灌浆最大活跃期延长3.9 d；穗干质量增加了25.4%，单株干质量增加了 11.1%；百粒质量为32.32 g，比对照增加了10.6%，产量为14 879.10 kg/hm2，比对照增加了21.6%。

关键词：超前去雄；玉米；净光合速率；灌浆速率；产量

中图分类号： S513.04文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）10-0056-03

种植密度是玉米高产的决定因素之一，但随着种植密度的不断提高，植株之间相互遮蔽，群体郁闭，通风透光条件变差，依靠继续增大密度来提高产量的空间越来越小。去雄是提高玉米产量的简便途径，有研究表明，玉米栽培群体中花粉的供应量大大超过实际需求量，雄穗保留4%～6.7%即可满足花粉需求[1-2]。玉米雄穗在产量形成的总变异中的作用可达374%，是进一步提高产量的一个不容忽视的相关因子[3]。由于玉米植株高大，雄穗完全抽出后再进行去雄不易操作，因此，进行超前去雄更适宜大田作业。目前摸苞带叶超前去雄在制种玉米田有较多研究，但在大田玉米中研究较少，本研究从穗位叶叶绿素含量、光合速率、灌浆速率、干物质分配等方面入手研究，以期探明超前去雄携带的叶片数对玉米产量的影响。

1材料与方法

1.1试验地基本情况

试验于山西省农业科学院谷子研究所试验基地进行。试验地为壤土，0～40 cm土层内的有机质含量为21.60 g/kg，全氮1.28 g/kg，碱解氮55.13 mg/kg，速效磷14.36 mg/kg，速效钾204.01 mg/kg。

1.2试验设计

供试品种为郑单958，2015年4月27日播种，9月30日收获。密度90 000 株/hm2，小区行长6 m，共15行，行距 50 cm，小区面积45 m2，随机区组排列，3次重复。当能摸到雄穗苞叶内穗苞时超前去雄，分别于7月5日、7月7日、7月9日、7月11日、7月13日隔1行去2行雄穗，雄穗完全抽出时停止去雄，每个处理去掉的总叶片数除以去雄株数得到平均携带叶片数，分别为3.2、2.8、2.6、1.6、0.5片叶，对照为不去雄，共6个处理。

1.3测定项目

1.3.1穗位叶叶绿素含量

SPAD值测定：采用SPAD-502型叶绿素测定仪（Konica Minolta，日本）分别于吐丝期、灌浆期、乳熟期、蜡熟期、完熟期测定穗位叶SPAD值，每个处理测定5株，取平均值。

1.3.2穗位叶净光合速率

用便携式光合测定系统 CIRAS-2（PP Systems，美国）分别于吐丝期、灌浆期、乳熟期、蜡熟期、完熟期的晴天10：00—12：00进行测定。光合有效辐射、CO2浓度和叶温分别控制在1 200 μmol/（m2·s）、400 μmol/mol、30 ℃。每次选取5张叶片，选择健康叶片中部的相同部位测定，取平均值。

1.3.3灌浆速率的测定在采样区内选散粉、生长一致的植株做标记，开花后每隔7 d取1次样，共取9次，每个处理每次取3个果穗，每穗取果穗中部100粒籽粒，105 ℃杀青烘干称質量。

应用Logistic方程对籽粒灌浆过程进行拟合，并计算导出相应灌浆特征参数。Logistic方程m=A/（1+Be-Ct）中，t为开花后天数；m为花后百粒质量；A为理论最大百粒质量；B、C为形状参数，由方程一阶导数和二阶导数推导出灌浆参数。

花后百粒质量m达99%时为有效灌浆期，对应时期t3=（lnB+4.595 12）/C，对应此时百粒质量为m3。灌浆速率最大时的时间Tmax=lnB/C，灌浆速率最大时生长量Ymax=A/2，最大灌浆速率Rmax=A·C/4，平均灌浆速率vmean=m3/t3，灌浆活跃期（大约完成总积累量的90%）P=6/C[4]。

1.3.4考种收获后考种，记录穗长、穗粗、穗粒数、百粒质量、产量；每小区收3行（2行为去雄行）计产。

1.4数据处理及计算公式

试验结果采用SPSS 18进行方程模拟、方差分析和显著性差异比较。

2结果与分析

2.1超前去雄携带叶片数对穗位叶SPAD值的影响

由图1可知，各处理穗位叶SPAD值随着生育进程的推进呈不断下降的趋势，带叶处理的SPAD值在各生育期均大于对照，其中带2.8片叶去雄处理的SPAD值最高。在完熟期，2.8、3.2、2.6、1.6、0.5片叶处理的SPAD值分别比对照高16.7%、16.3%、13.1%、9.2%、7.5%。

2.2超前去雄携带叶片数对穗位叶净光合速率的影响

由图2可知，各处理的穗位叶光合速率随着生育进程的推进呈逐渐下降的趋势，在吐丝期净光合速率最高；对照处理

的穗位叶光合速率则呈单峰曲线变化，在灌浆期达到最大值。

在每个生育期，所有带叶去雄处理的穗位叶光合速率均高于对照，其中在灌浆期带叶去雄处理比对照高1.5%～5.2%，2.8片叶处理光合速率最高，达29.2 μmol/（m2·s）；在完熟期带叶去雄处理较对照高12.1%～37.9%。由此可见，超前带叶去雄能有效提高完熟期穗位叶的净光合速率。

[FK（W11][TPCJJ2.tif][FK）]

2.3超前去雄携带叶片数对灌浆速率的影响

以开花后天数（t）为自变量，百粒质量（m）为因变量，运用Logistic方程对籽粒灌浆过程进行模拟，由表1可知，不同处理籽粒灌浆过程方程拟合的相关系数均大于0.990，说明Logistic方程能较好地拟合6个处理的玉米籽粒灌浆过程。不同处理的玉米籽粒灌浆特征参数中，带叶去雄处理的平均灌浆速率比对照高3.2%～5.6%；最大灌浆速率比对照高22%～6.0%；最大活跃时间比对照增加0.9～3.9 d；最大速率出现时间相差0.1～0.2 d，几乎没有差异。带2.8叶处理的平均灌浆速率、最大灌浆速率、灌浆活跃时间最高。[FL）]

[FK（W+40mm][HT6H][STHZ][WTHZ][JZ]表1超前去雄不同叶片数对玉米籽粒灌浆特征参数的影响[WTBZ][HTSS][STBZ]

[HJ*5][BG（！][BHDFG3，WK7，WK7*2，WK8*2，WK7。2，WK16，WK7W]处理平均灌浆速率[g/（百粒·d）]最大灌浆速率[g/（百粒·d）]最大速率出现时间（d）灌浆最大活跃期（d）

2.4超前去雄携带叶片数对干物质积累和分配的影响

由图3可知，与对照相比，带叶去雄各处理的根干质量、茎干质量、穗干质量、植株总干质量均有不同程度的增加，叶片干质量则有所降低；其中根干质量增幅为5.7%～398%，茎干质量增幅为3.1%～20.4%，穗干质量增幅为24%～25.4%，植株总干质量增幅为2.7%～11.1%，叶片干质量减少幅度为1.5%～10.1%。所有处理中，以带2.8片叶处理的根干质量、茎干质量、穗干质量、植株总干质量最大，分别为14.64、23.76、189.89、257.55 g/株。

2.5超前去雄携带叶片数对玉米产量及产量性状的影响

由表2可知，籽粒產量随着去雄带叶数的减少先增加再降低，各处理产量均显著高于对照，其中带2.8片叶时产量最高，比对照高21.6%。带3.2片叶的处理穗粒数显著高于带0.5片叶的处理和对照，但与其余处理之间无显著性差异；带28、3.2片叶的穗长显著高于对照，所有处理之间的穗粗无显著性差异；带叶去雄各处理的百粒质量和实收穗数均显著高于对照。对本试验条件下产量与产量构成因素进行相关性分析，结果表明，产量与百粒质量、实收穗数均呈极显著正相关（r=0.919、r=0.982）。由此可知，超前带叶去雄增产的主要原因是百粒质量、实收穗数的显著提高。

3结论与讨论

玉米雄穗具有顶端优势，由于雄穗大且发育比雌穗早，在形成花粉的过程中要消耗大量营养物质，去雄可以减少雄穗和雌穗之间的营养竞争，减少雄穗对上层叶片的遮阴，增加了冠层的透光性，从而提高了光能的有效性，进而提高了叶片对于籽粒积累的贡献[5]。本试验中，与对照相比，各去雄处理的穗位叶的叶绿素SPAD值在完熟期增加了7.5%～16.7%；穗位叶净光合速率提高了12.1%～37.9%；平均灌浆速率、最大灌浆速率、灌浆活跃时间均比对照有不同程度的增加，这也与王磊等的研究结果[6]一致。

去雄过程中带叶情况主要分为2类，一类是雄穗完全抽出后去雄，由于玉米植株高大，去雄时经常会携带1～2片顶叶或者更多；一类是早去雄，当能摸到雄穗苞叶内穗苞时就去雄，随去雄时期不同苞内通常带有1～3片未展开叶，在制种田应用比较多。关于带叶去雄的研究有较多争论，郝淑丽等认为带叶去雄会导致玉米减产[7-8]；宋世宗等认为携带1～2片叶不会影响玉米产量[9-10]；更多研究者则认为去雄带1～2片叶可增加玉米产量[11-14]。本试验中，超前去雄带0.5～3.2 片叶的处理均比对照产量有所增加，增幅为1.5%～21.6%，其中以带2.8片叶产量最高。与前人研究结果[7-10]有不同之处，可能与种植密度有关，本研究种植密度 90 000株/hm2，认为带叶去雄减产或对产量无影响的研究中，密度多在 39 000～60 000株/hm2之间，而认为去雄带 1～2片叶可增加玉米产量的研究[11-14]更多地体现在制种田中，在高密度大田玉米生产中未有涉及。

本研究结果表明，超前带叶去雄提高了穗位叶叶绿素含量和净光合速率，促进了营养器官干物质向雌穗的转移，增加了籽粒的百粒质量，改善了冠层的光照条件，延长了灌浆最大活跃期，有效提高了产量。超前去雄在大田容易操作，在劳动力过剩、以玉米种植业为主产业地区可推广使用。

参考文献：

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