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超级玉米新品种光合生产特性及其调控技术研究

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致 谢

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摘要

研究超高产(≥15 000kg·hm-2)夏玉米产量形成的光合生产特性是今后玉米生产及高产攻关中必不可少的一步。本研究以不同品种、类型玉米作为研究对象，设置不同密度+缓控肥优化试验，研究超高产玉米光合生产特性，以期找到最优品种组合及优质高产高效的可行之路，主要研究结果如下：
　　 1.不同类型玉米物质生产的差异分析本研究在多年高产攻关的基础上，选用了3个株高、穗位高不同的超高产玉米品种在常规高产攻关田种植，均达到15000 kg·hm-2的产量，但三品种间差异不显著。对3个超高产品种在物质生产方面以Richards方程进一步解析后发现，登海661(DH661)，在生育后期物质生产潜力较大，其生长活跃期显著高于登海701(DH701)和先玉335(XY335)，按模型得到的生长活跃天数推算，DH661、DH701和XY335的干物质生产潜力比收获时实际干物质积累量分别高18.3％、10.4％和3.5％。
　　 2.不同类型玉米产量及株高/穗位高比值的差异分析在本研究中较为优越的栽培条件下，尽管3个超高产品种籽粒产量无显著差异，但DH661表现出较大的增产潜力。在本研究中，当品种株高、穗位高均适当降低后(DH661)，宜适当提高株高/穗位高比值(3.10～3.18)，显然，这种穗上节间相对拉长的株型结构可改善群体冠层光分布，保持“棒三叶”较好的受光姿态，利于高产。
　　 3.不同类型玉米光合特性的差异分析本研究针对3个具有超高产潜力的玉米品种(不同株高、穗位高)，在较高密度条件下光合特性进行比较分析，将有助于对其干物质积累关键过程的理解，利于进一步挖掘其产量潜力。对生育期内叶面积(LAI)和光合势(LAD)比较表明，开花后尤其是开花后28 d，与DH701和XY335相比，DH661的LAI下降最为缓慢，这势必影响其籽粒产量的形成。利用叶绿素荧光无损探测技术，分析了3个超高产品种的光能利用特性，证明DH661光合碳同化能力和光能利用效率潜力显著高于其他2个品种，这一优势的突显在开花后28 d(4周)后尤其明显。本研究表明，开花后4周到收获期间的光合性能对籽粒产量形成亦至关重要。所以，玉米超高产育种要重视营养生长阶段形态结构快速建成与生殖生长阶段光合器官衰老缓慢材料的选用；超高产栽培中应注重生育后期高产群体光合器官生产功能的维持，以充分发挥品种增产潜力。
　　 4种植密度对DH661产量及生理性状的影响在选用了3个株高、穗位高不同的超高产玉米品种在常规高产攻关田种植，均达到15000 kg·hm-2的产量基础上，选用高产潜力最大的DH661为研究对象，研究地点在登海十六农场。试验结果表明，玉米最高产量为12507.5kg×hm-2，采用的种植密度90000株·hm-2，其干物质量也是最高为22208.6 kg×hm-2，与放任生长条件22500株·hm-2和一般大田生产67500株·hm-2密度处理相比，高密度条件的籽粒产量分别提高了76％和2％、干物质量分别提高了86.8％和15.6％，即超高产玉米品种DH661在高产田条件下通过进一步增加种植密度显著提高产量，本研究条件下，90000株·hm-2的种植密度最优。
　　 5.控释肥对DH661产量及生理性状的影响前人的研究大多在普通高产条件，而2008年在超高产条件下的试验结果表明，控释肥与普通肥料相比，产量不但没有降低，还表现出增产的趋势。2009年设置了一系列控释肥和普通肥的施肥量，结果表明，控80％即控释肥量减少20％的处理在产量、干物质积累以及叶面积指数方面均表现最优，相对于普100％和控100％（450kg·hm-2）的施肥处理，仍有一定程度的提高。

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