密植条件下玉米品种混播对夏玉米光合性能及产量的影响

胡旦旦 张吉旺 刘 鹏 赵 斌 董树亭



密植条件下玉米品种混播对夏玉米光合性能及产量的影响

胡旦旦 张吉旺 刘 鹏 赵 斌 董树亭*

作物生物学国家重点实验室/ 山东农业大学农学院, 山东泰安 271018

探究密植条件下玉米品种混播对夏玉米光合性能及产量的影响。在82 500株 hm–2种植密度下, 选用郑单958 (ZD958)和登海605 (DH605), 在大田条件下设置M(两种子相同数量混合后随机混播)、1行郑单958和1行登海605混播(1∶1)、2行郑单958和2行登海605混播(2∶2)、单播郑单958 (SZD958)和单播登海605 (SDH605) 5个水平, 研究密植条件下玉米品种混播对黄淮海夏玉米产量、群体干物质积累量、净光合速率、叶片衰老酶活性、冠层透光率等的影响。两年结果表明, ZD958和DH605混播可显著改善玉米生育后期群体透光率, 使叶面积指数、叶绿素含量和穂位叶净光合速率较单播显著增加, 干物质积累量显著增加。混播处理较单播增加生育后期超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白含量, 与此同时, 丙二醛(MDA)含量降低。混播显著增加玉米群体产量, 究其原因是穗粒数和千粒重的有效增加。M、1∶1、2∶2处理的两年平均产量较SZD958和SDH605分别增加11.47%、8.70%、8.48%和9.30%、6.42%、6.20%, 其中M、1∶1、2∶2处理间没有显著差异。混播处理通过优化冠层结构, 改善群体通风透光条件, 延缓叶片衰老, 减缓花后叶面积指数和叶绿素含量降低, 保持较高的净光合速率, 致使群体干物质积累量增加, 产量提高。可见, 合理品种搭配的混播栽培可显著提高密植夏玉米产量, 是提高黄淮海区夏玉米产量的可选途径之一。

夏玉米; 密植; 混播; 光合性能; 产量

玉米是我国第一大粮食作物, 在我国的粮食生产与粮食安全中占主导地位[1]。目前, 适当增加种植密度是玉米增产的主要措施之一[2-4]。黄淮海夏玉米区平均种植密度为6.19万株 hm–2 [5], 但随着种植密度进一步增加, 玉米对光、温、水、肥等多种资源的争夺更加剧烈, 玉米群体内的光照条件变差, 群体光合速率降低, 植株生长速率降低, 导致植株茎秆细弱, 增加倒伏风险[6-8]。种植方式是协调高密度条件下个体通风受光条件及营养状况并最终作用于产量的因素之一, 混播不仅可增强株型和群体间的互补性, 改善群体的冠层结构, 充分利用空间和自然资源, 而且还可通过生物多样性及互补机制, 控制和减轻病虫害发生, 达到提高群体产量的目的[9-11]。

混播能显著促进作物增产, 就植物的个体而言, 混播下植物个体生长情况总体上要好于相同种植密度下单作个体[12]。单播时, 冠层上部叶片照光充分, 而中下部叶片由于上部叶片遮盖, 导致光照不足, 降低光能利用率。当不同株高和株型的品种间混播种植时, 可使品种间互补, 间播冠层呈波浪式而混播冠层呈凹凸式, 从而使群体上部受光由平面改为立体, 提高群体的光能利用率[13]。前人研究表明, 紧凑型与半紧凑型玉米品种混播增加了群体透光率, 延缓叶片衰老, 提高光合效率, 从而增加籽粒产量[14-15]。玉米高、矮秆混播, 改善了群体的通风透光条件, 表现为与单播相比, 群体光合面积增大, 光合势升高, 光合效率明显提高, 干物质积累增多[16-17]。前人对正常密度下玉米品种混播的生理特征研究较多, 而对高密度种植条件下玉米品种混播的研究较少, 本试验选用近几年黄淮海夏玉米区种植推广面积较大的玉米品种郑单958和在生产中综合表现好、有良好推广前景的夏玉米品种登海605, 探究密植条件下不同基因型玉米混播对夏玉米光合特性及产量的影响, 为密植玉米的高产稳产提供新的技术途径。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

在山东农业大学试验农场进行试验, 土壤类型为棕壤土, 播种前0~20 cm土层含有机质10.71 g kg–1、全氮0.89 g kg–1、速效磷40.65 mg kg–1、速效钾86.15 mg kg–1。选用玉米品种郑单958和登海605为试验材料, 两品种性状特征见表1。播种前精细整地, 造墒。2016年于6月18日播种, 10月6日收获, 2017年于6月12日播种, 10月3日收获。种植密度82 500株 hm–2。

表1 郑单958和登海605的品种特性

1.2 试验设计

设置混播处理: M——按同等比例混合后随机播种; 1∶1处理——1行郑单958和1行登海605; 2∶2处理——2行郑单958和2行登海605。以单播郑单958 (SZD958)和单播登海605 (SDH605)处理为对照。

每个小区面积为6 m×10 m, 3次重复, 行距为60 cm, 各小区均施纯氮120 kg hm–2、P2O572 kg hm–2、K2O 96 kg hm–2。氮肥以开沟形式于拔节期施入50%, 大喇叭口期施入50%, P2O5、K2O则全部底施。距离玉米种植行10~15 cm开沟施肥, 按高产田水平进行田间管理。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 叶面积指数 分别于拔节期(V6)、大喇叭口期(V12)、开花期(VT)、花后10 d (VT+10)、花后30 d (VT+30)、花后50 d (VT+50), 选取每个处理5株长势一致具有代表性的植株, 测量植株的叶片长和宽, 计算叶面积指数。单株叶面积=叶长×叶宽×0.75, 叶面积指数=(单株叶面积×小区株数)/小区面积。

1.3.2 冠层透光率 分别于开花期(VT)、花后30 d(VT+30)采用CI-110冠层分析仪测定穗位层及底层的光合有效辐射, 并计算透光率。透光率=(测定层光强/冠层顶部光强)×100%。

1.3.3 叶绿素含量 于V6、V12、VT、VT+10、VT+30、VT+50分别选取每个处理5株长势均匀的植株, 参照Arnon[18]的方法, 取鲜样称量后, 用10 mL 95%的乙醇避光提取48 h, 用双通道紫外-可见分光光度计(UV-2450型, 日本岛津公司)测定。

1.3.4 叶片净光合速率 于VT、VT+10、VT+30和VT+50采用CIRAS-III光合作用测定系统测定穂位叶净光合速率。测定时间为晴天的10:00至12:00, 每处理测定5株。

1.3.5 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量测定 分别在开花期(VT)、花后10 d (VT+10)、花后30 d (VT+30)和花后50 d (VT+50)选择每处理5株具有代表性的植株, 将穗位叶放入液氮罐带回室内, 置-40℃冰箱保存, 采用酶联免疫分析(ELISA)测定穗位叶中SOD、POD活性以及MDA、可溶性蛋白含量。

1.3.6 干物质 分别于开花期(VT)和成熟期(R6)取样5株, 开花期将植株分为茎秆、叶片、雌穗、雄穗、苞叶, 成熟期将植株分茎秆、叶片、穗轴、雄穗、苞叶和籽粒, 于105℃杀青30 min, 80℃烘干至恒重, 称重。

1.3.7 测产 收取单播(S)和混播(M)中间3行具有代表性的30个果穗, 对1∶1、2∶2处理分品种收获记产, 收取每个品种中间3行(10 m)具有代表性的30个果穗自然风干, 4次重复, 用于室内考种。产量(kg hm–2) = 收获穗数(ears hm–2)×穗粒数×千粒重(g 1000 grains–1)×10–6(1-含水量%)/ (1-14%)

1.4 数据分析

用SigmaPlot 10.0处理数据、作图, 用DPS 16.05软件统计和分析数据。用LSD法进行差异显著性检验(<0.05)。

2 结果与分析

2.1 密植条件下玉米品种混播对夏玉米产量及构成因素的影响

由表2可以看出, 混播处理(除2016年SDH605与2∶2外)的产量显著提高, 而M、1∶1、2∶2处理之间没有显著差异。M、1∶1、2∶2处理两年平均产量较SZD958和SDH605分别增加11.47%、8.70%、8.48%和9.30%、6.42%、6.20%。混播显著提高了穗粒数和千粒重(除2016年1∶1 ZD958外), ZD958和DH605的M、1∶1、2∶2两年平均穗粒数较单播分别增加6.01%、5.35%、4.19%和6.46%、2.25%、2.33%; 千粒重分别增加5.98%、2.69%、3.40%和4.05%、4.89%、5.13%。此外, 1∶1、2∶2两个品种的穗粒数、千粒重均值较单播显著增加, 1∶1、2∶2较SZD958和SDH605穗粒数两年平均分别增加3.66%、3.11%和3.99%、3.45%; 千粒重分别增加2.28%、5.10%和1.98%、3.27%。

2.2 密植条件下玉米品种混播对夏玉米干物质积累特性的影响

从表3可得, 在VT和R6期, 两个品种的混播与单播处理相比(除2016年1∶1 ZD958外), 群体干物质积累量有显著差异。在VT期, 两品种群体干物质积累量均表现为M>2∶2>1∶1>S; 在R6期, M、1∶1 ZD958、2∶2 ZD958处理两年平均干物质积累量较SZD958分别增加4.78%、3.65%和3.89%, M、1∶1 DH605、2∶2 DH605较SDH605分别增加5.24%、4.41%和4.13%。

2.3 密植条件下玉米品种混播对夏玉米叶面积指数(LAI)的影响

由图1可知, 在生育前期, S、M、1∶1、2∶2处理之间没有显著差异。随着生育期的推进, 在VT+30 d, 两品种LAI均表现为M>1∶1>2∶2>S, 且混播处理显著高于单播处理; VT+50 d, ZD958和DH605的M、1∶1、2∶2两年平均LAI较S分别升高5.70%、7.20%、5.41%和5.73%、4.71%、4.83%。由此可知, 高密度种植条件下混播有利于维持籽粒灌浆中后期LAI高值持续期。

2.4 密植条件下玉米品种混播对夏玉米群体透光率的影响

由图2可知, VT和VT+30 d两玉米品种混播与单播的穗位层透光率差异显著。VT+30 d群体内不同层次透光率均高于VT期, 穗位层透光率M、1∶1、2∶2在VT和VT+30 d两年平均较SZD958分别增加6.81%、5.32%、5.47%和7.44%、6.77%、7.98%, 较SDH605分别增加6.86%、5.37%、5.52%和5.08%、4.40%、5.62%。说明合理的复合群体结构能够改善群体透光率, 为叶片光合作用提供充足的光照条件, 有利于籽粒灌浆。

表2 不同玉米品种混播对夏玉米产量及其构成的影响

值在0.05水平差异显著。ZD958: 郑单958; DH605: 登海605。S: 单播; M: 按同等比例混合后随机播种; 1:1处理: 1行郑单958, 1行登海605; 2:2处理: 2行郑单958, 2行登海605。

Values followed by a different letter within a column are significantly different at the 0.05 probability level. ZD958: Zhengdan 958; DH605: Denghai 605. S: monoculture; M: random sowing at the same proportion; 1:1: raw ratio of ZD958 to DH605 is 1:1; 2:2: raw ratio of ZD958 to DH605 is 2:2.

表3 不同玉米品种混播在不同生育时期群体干物质积累

Table 3 Effects of mixed-cropping on dry matter accumulation of summer maize at different growth stages

(续表3)

年份Year生育时期Growthstage处理Treatment干物质积累量 Dry matter accumulation (kg hm–2) 茎秆Stalk叶片Leaf雄穗Tassel苞叶Husk穗轴Cob籽粒Grain雌穗Ear植株Plant 2017VTSZD9584712.4 cd2677.7 b308.0 c779.9 bc138.9 d8616.9 c SDH6054681.3 d2681.3 b188.9 d867.9 ab204.3 c8706.2 c M5335.3 a2907.0 a283.3 c931.7 a221.9 bc9679.2 a 1:1ZD9585272.0 ab2853.7 ab440.0 a746.9 c227.2 bc9506.8 ab 1:1DH6055253.1 ab2930.1 a292.1 c839.0 abc131.5 d9445.7 ab 2:2ZD9585006.4 bc2949.4a298.7 c852.0 ab262.1 ab9368.4 b 2:2DH6055285.8 ab2917.2 a360.0 b864.1 ab295.6 a9667.6 a R6SZD9584206.7 b2708.8 de254.4 a597.3 bc1540.0 a13016.3 c22323.4 c SDH6054192.7 b2526.7 e121.6 c544.5 c1497.1 ab13210.5 c22093.0 c M4274.6 a2847.6 abc127.6 c567.1 bc1347.0 b14466.4 a23851.6 a 1:1ZD9584426.1 ab2930.7 a193.3 b617.9 abc1314.2 b14326.1 ab23808.4 ab 1:1DH6054502.0 a2571.5 cd148.8 c517.0 c1572.5 a14034.1 ab23345.9 b 2:2ZD9584496.0 ab2912.3 ab277.2 a727.1 a1477.9 ab13938.1 b23607.1 ab 2:2DH6054424.8 ab2771.7 bc134.5 c665.8 ab1465.5 ab13902.9 b23365.1 b

同列标以不同字母的数值在0.05水平差异显著。VT: 开花期; R6: 完熟期。缩写同表2。

Values followed by a different letter within a column are significantly different at the 0.05 probability level. VT: anthesis; R6: maturity. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

图1 不同玉米品种混播对夏玉米叶面积指数的影响

S: 单播; M: 按同等比例混合后随机播种; 1∶1处理: 1行郑单958, 1行登海605; 2∶2处理: 2行郑单958, 2行登海605。V6: 拔节期; V12: 大喇叭口期; VT: 开花期; VT+10: 花后10 d; VT+30: 花后30 d; VT+50: 花后50 d。

ZD958: Zhengdan 958; DH605: Denghai 605. S: monoculture; M: random sowing at the same proportion; 1:1: raw ratio of ZD958 to DH605 is 1:1; 2:2: raw ratio of ZD958 to DH605 is 2:2. V6: jointing stage; V12: male tetrad stage; VT: tasseling stage; VT+10: 10 days after anthesis; VT+30: 30 days after anthesis; VT+50: 50 days after anthesis.

图2 不同玉米品种混播对夏玉米冠层透光率的影响

ZD958: 郑单958; DH605: 登海605; 缩写同图1。

ZD958: Zhengdan 958; DH605: Denghai 605. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

2.5 密植条件下玉米品种混播对夏玉米叶绿素含量的影响

由图3可知, 玉米整个生育期内叶片叶绿素含量呈先升高后降低的趋势, VT+10 d达到最大值。在VT+30和VT+50 d, 混播处理玉米叶片叶绿素含量均显著高于单播。以VT+50 d为例, ZD958和DH605穗位叶叶绿素含量M、1∶1、2∶2处理两年平均较单播分别升高9.29%、7.40%、6.88%和7.45%、5.68%、5.71%。混播使穗位叶在灌浆中后期保持较高的叶绿素含量, 有利于光合速率的提高。

2.6 密植条件下玉米品种混播对夏玉米穂位叶净光合速率的影响

由图4可知, 在VT和VT+10 d, 净光合速率混播与单播处理间差异不显著。随着生育期的推进, 两品种灌浆中后期混播处理穗位叶净光合速率显著高于单播。VT+30 d, ZD958净光合速率表现为M>2∶2>1∶1>S, DH605表现为M>1∶1>2∶2>S处理; VT+50 d, 两品种均表现为M>1∶1>2∶2>S处理, ZD958和DH605穗位叶净光合速率M、1∶1、2∶2处理两年平均较单播分别升高8.97%、5.71%、5.44%和8.98%、6.97%、5.15%。混播提高灌浆中后期净光合速率, 有利于光合同化物的积累。

2.7 密植条件下玉米品种混播对夏玉米叶片保护酶活性的影响

各处理花后穂位叶SOD活性呈先增加后降低的趋势。随着生育进程, 在VT+30 d (除2016年DH605的1∶1和2∶2)和VT+50 d (除2016年DH605的2∶2), 两品种混播与单播具有显著差异。M、1∶1 ZD958、2∶2 ZD958处理在VT+30和VT+50 d两年平均较SZD958分别高4.50%、3.74%、3.97%和8.40%、5.84%、6.81%; M、1∶1 DH605、2∶2 DH605较SDH605分别高3.00%、2.00%、2.00%和4.94%、5.39%、3.47%。POD的活性与SOD变化基本一致(表4)。由此可知, 混播提高灌浆中后期叶片活性氧清除能力, 延缓了玉米叶片的衰老。

图3 不同玉米品种混播对夏玉米叶片叶绿素含量的影响

缩写同图1。Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

图4 不同玉米品种混播对夏玉米叶片净光合速率的影响

缩写同图1。Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

表4 不同玉米品种混播对夏玉米叶片SOD、POD活性的影响

同列标以不同字母的数值在0.05水平差异显著。缩写同图1。

Values followed by a different letter within a column are significantly different at the 0.05 probability level. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

2.8 密植条件下玉米品种混播对夏玉米叶片MDA含量和可溶性蛋白含量的影响

2.8.1 MDA含量 VT至VT+50 d各处理间穂位叶丙二醛(MDA)含量呈不断增加的趋势, 这与后期的衰老有关。在灌浆中后期, 混播后两品种的MDA较单播有所下降, 两年平均表现为S>2∶2>1∶1>M (表5)。表明高密度种植条件下混播植株穗位叶膜脂过氧化程度较低, 便于其在灌浆中后期保持较高的生理活性。

表5 不同玉米品种混播对夏玉米叶片MDA含量和可溶性蛋白含量的影响

同列标以不同字母的数值在0.05水平差异显著。缩写同图1。

Values followed by a different letter within a column are significantly different at the 0.05 probability level. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

2.8.2 可溶性蛋白含量 由表5可知, 混播增加灌浆中后期可溶性蛋白含量。在VT+30 d, 混播与单播之间可溶性蛋白含量有所增加, DH605的1∶1、2∶2与单播有显著差异, 而ZD958没有显著差异; VT+50 d, 两年平均从大到小依次为M、1∶1 DH605、2∶2 ZD958、2∶2 DH605、1∶1 ZD958、SDH605、SZD958, 且混播处理显著高于单播。

3 讨论

当前玉米产量提高主要归因于种植密度的增加[19-20], 但超过其最适密度后, 籽粒产量反而下降。密植条件下, 不同作物品种混播通过构建生态位互补的作物群体, 协调作物间的竞争与互补关系, 改善群体的冠层透光条件, 从而形成高产高效的玉米群体结构。

冠层形态结构是影响作物群体光分布与光合特性的重要因素, 构建合理的群体冠层结构, 有利于改善群体的通风透光条件, 提高群体的光合有效辐射和光能利用率[21-22], 而种植方式[23-24]的改变对玉米群体冠层特性和产量具有显著影响。本试验中两品种的生育期相近, 避免了天气原因导致的花期不遇而减产或绝收; 郑单958的株型紧凑, 上部叶片宽而大, 登海605株型紧凑, 上部叶片窄而尖, 两品种株高相近, 可以提高群体通风透光能力, 增加光合效率, 从而增加产量。本试验研究结果表明, 玉米品种混播显著提高夏玉米上层和穗位层的透光率, 乳熟期穗位层透光率高达25.40%, 便于中部叶片对光能的截获, 提高光能利用率, 延缓叶片衰老。前人研究发现, 延缓叶片衰老, 延长光合有效持续期能有效提高全生育期光合作用的光能利用率和粮食产量[25-26], 植物体内的酶系统能有效地清除活性氧自由基(ROS), 使SOD、CAT和POD的活性增强, MDA积累量减少和保持膜的完整性[27], 从而使叶片衰老延缓。不同基因型且株型互补的玉米品种1∶1混播, 能提高叶片SOD、POD、CAT的活性, 降低MDA含量, 延缓叶片衰老[28]。郑单958与浚单20、豫玉19混播使群体的叶片衰老速度减慢, 延长了功能叶的持续时间[29]。本试验研究表明, 不同玉米品种混播在生育后期增加了SOD、POD保护酶的活性和可溶性蛋白含量, 同时降低MAD积累量, 使叶片在籽粒灌浆中后期保持较高的抗氧化酶活性, 及时清除植物体内的有害物质, 延缓了玉米叶片的衰老。叶片作为植物截获光能的物质载体[30], 其大小与玉米群体光能截获力呈显著正相关。赵亚丽等[31]研究表明, 吐丝期混播(2∶4、2∶2、M、1∶1)处理的叶面积指数均高于单播。本研究中, 各处理叶面积指数均在花后10 d达到最大值, 随后逐渐下降, 混播处理叶面积指数、叶绿素含量高于单播, 这可能与灌浆中后期较高的抗氧化酶活性有关。本试验条件下, 混播后玉米净光合速率比单播显著提高, 这一定程度上与混播后冠层内光照情况显著改善有关。混播处理使玉米生育后期叶片具有较高的抗氧化酶活性, 可溶性蛋白含量升高, 叶绿素含量增加, 导致夏玉米叶片光合能力增强, 干物质积累量增加, 最终产量提高。

生育期内干物质的积累与分配特性影响玉米籽粒产量[32], 本研究中, 混播增加了地上部成熟期干物质积累量, 主要与其延迟叶片衰老(表5和表6)、保持较高的叶面积有关(图1), 使其在籽粒灌浆有效期维持较高的光合生产能力(图4)。这与前人研究结果不一致[14], 他们认为滑丰9号和郑单958混播, 单播的干物质积累量均大于混播, 这可能与试验条件及品种类型有关。前人针对混播对籽粒产量的影响已做了大量研究, 发现不同玉米杂交种混播可以提高玉米产量[33-34]。赵亚丽等[31]研究认为高矮秆玉米混播处理中(S、M、1∶1、2∶2、2∶4)以行比2∶4带型产量最高, 与M、1∶1相比具有显著差异, 而M、1∶1、S没有显著差异。株高相近玉米混播(M、1∶1、2∶2、2∶4)以行比2∶2带型最高, 其他处理与单播没有显著差异; 刘天学等[28]研究认为, 半紧凑型玉米品种和紧凑型玉米品种混播比半紧凑型玉米品种单播显著增产。本试验条件下, 玉米品种ZD958和DH605混播比单播产量显著提高, M、1∶1、2∶2处理两年平均产量较SZD958和SDH605分别增加11.47%、8.70%、8.48%和9.30%、6.42%、6.20%, 但混播处理M、1∶1、2∶2之间没有显著差异。与此同时, 我们亦研究了混播对产量构成的调控效应, 发现混播的穗粒数和千粒重高于单播。因此, 混播处理能获得较高的籽粒产量主要归功于千粒重和穗粒数的显著增加。此外, 关于混播影响夏玉米冠层及光合特性的代谢机理和生理机制有待进一步研究。

4 结论

高密度种植条件下, 混播处理通过优化群体冠层结构, 改善夏玉米群体透光率, 使得花后叶片抗氧化酶活性增强, 叶绿素含量和净光合速率降低减缓, 延缓叶片衰老, 增加功能叶的光合有效持续期, 使得光合同化物积累量增多, 产量显著增加。合理品种搭配的混播栽培是提高黄淮海区夏玉米产量的可选途径之一。

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Effects of Mixed-cropping with Different Varieties on Photosynthetic Characteristics and Yield of Summer Maize under Close Planting Condition

HU Dan-Dan, ZHANG Ji-Wang, LIU Peng, ZHAO Bin, and DONG Shu-Ting*

State Key Laboratory of Crop Biology, College of Agriculture, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, Shandong, China

During the 2016 and 2017 growing seasons in Shandong, a province in the North China Plain, using Zhengdan 958 and Denghai 605 for five treatments, including M (random sowing after mixing in the same proportion), 1:1 (raw ratio of ZD958 to DH605 is 1:1), 2:2 (raw ratio of ZD958 to DH605 is 2:2), and two monoculture treatments (SDH605 and SDH605). This experiment was conducted to explore the effects of mixed-cropping on grain yield, amount of dry matter of groups, net photosynthetic rate, anti-oxidative metabolism, canopy structure of summer maize under a density of 82 500 plants ha–1. The two-year results showed that mixed-cropping significantly improved canopy light transmittance, leaf area index, chlorophyll content, net photosynthetic rate and dry matter accumulation. Superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) activities and soluble protein content increased significantly, but the content of MDA decreased under mixed-cropping. The grain yield of summer maize increased significantly under mixed-cropping, due to the increase in grains per spike and 1000-kernel weight. Compared with SZD958 and SDH605, the two-year average grain yields of M, 1:1, 2:2 increased by 11.47%, 8.70%, 8.48% and 9.30%, 6.42%, 6.20%, respectively. There were no significant difference among M, 1:1 and 2:2 treatments. Mixed-cropping formed high-efficiency canopy structure, created better aeration and transmittance conditions, delayed leaf senescence, slowed down the decrease of leaf area index and chlorophyll content after anthesis, maintained higher net photosynthetic rate and increased dry matter accumulation, eventually resulted in the higher grain yield of summer maize. It is concluded that mixed-cropping with reasonable varieties can significantly increase the yield of close planting summer maize, which is one of the optional cultivation patterns to increase maize yield in the Yellow-Huaihe-Haihe Rivers Plain．

summer maize; high plant density; mixed-cropping; photosynthetic characteristics; grain yield

2017-11-08;

2018-03-26;

2018-04-08.

10.3724/SP.J.1006.2018.00920

董树亭, E-mail: stdong@sdau.edu.cn, Tel: 0538-8245838

E-mail: hudandan0110@163.com

本研究由国家自然科学基金项目(31071358, 30871476), 国家“十二五”科技支撑计划项目(2013BAD07B06-2), 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-02-20), 国家公益性行业(农业)科研专项(HY20121203100, HY1203096)和山东省财政支持农业重大应用技术创新课题(2014)资助。

This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31071358, 30871476), the National “12th Five-Year” Science and Technology Support Plan (2013BAD07B06-2), the China Agriculture Research System (CARS-02-20), the Special Fund for Agro-scien- tific Research in the Public Interest (HY20121203100, HY1203096), and the Funds for Financial Support to Agriculture in Shandong Pro­vince (2014).

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20180408.0943.006.html