王 斐，王克雄，關(guān)耀兵，吳利曉，張倩男，邵千順，吳瑩瑩

（1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院，寧夏固原756000；2.原州區(qū)張易鎮(zhèn)畜牧獸醫(yī)工作站，寧夏張易756000）

玉米作為我國乃至世界上廣泛種植的作物之一，其在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著重要的作用，尤其在保障糧食安全方面至關(guān)重要。寧夏南部山區(qū)地處六盤山麓，由于自然生態(tài)條件限制，農(nóng)業(yè)靠雨養(yǎng)，玉米作為該地區(qū)大面積種植的作物，其在脫貧攻堅和草畜養(yǎng)殖上起著至關(guān)重要的作用。國內(nèi)外關(guān)于玉米光合特性方面的研究報道很多[1-6]，都是圍繞栽培措施對光合特性展開的研究，玉米是高光效C4 植物，其干物質(zhì)的形成主要通過光合作用，玉米植株生物量的95%左右來自光合產(chǎn)物，提高玉米的光合作用效率將有助于玉米產(chǎn)量的顯著提升。因此，研究光合特性和產(chǎn)量之間的動態(tài)變化對玉米品種選育和高產(chǎn)栽培有重要的理論參考價值。近幾年，寧夏審定的玉米新品種不少，主要是針對不同生態(tài)區(qū)域篩選和選育的，而目前關(guān)于高海拔、早熟、耐旱等條件下的玉米光合特性方面的研究報道較少。

本研究在前人研究的基礎(chǔ)上，進一步明確近幾年內(nèi)寧夏審定的適應(yīng)于寧夏南部山區(qū)旱地和高海拔區(qū)域種植的早熟耐旱玉米新品種光合特性，以期為玉米的高產(chǎn)挖掘和品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗設(shè)在寧夏海原縣關(guān)莊鄉(xiāng)窖兒村，土壤以黑壚土為主，土壤肥沃，土質(zhì)疏松，平均海拔2 200 m，年均降雨量450～500 mm，年平均氣溫3.6 ℃，無霜期120 d。0～20 cm 土壤養(yǎng)分狀況：有機質(zhì)31.4 g/kg、全氮2.08 g/kg、全磷0.71 g/kg、全鉀23.4 g/kg、堿解氮140 mg/kg、有效磷19.3 mg/kg、速效鉀137.00 mg/kg、pH 值8.15。播前施有機復(fù)合肥750 kg/hm2。

1.2 供試材料

試驗品種（系）為寧夏南部山區(qū)大面積推廣并具有耐旱早熟特征的高產(chǎn)品種（系），分別為極早熟111、蠡玉108、利合16、利合228、利合328、金谷6 號、利合629、紅禾28、利合528、博納6 號，同時以富農(nóng)340（CK）為對照。

1.3 試驗方法

試驗采用全膜雙壟溝種植，采用拉線點播種植方式，隨機排列，3 次重復(fù)，行距0.5 m，株距0.25 m，小區(qū)面積40 m2，設(shè)計密度6.75 萬株/hm2，試驗設(shè)保護行3 行。4 月29 日播種，人工點播，每穴播2 粒種子，確保全苗。試驗于5 月14 日前全部出苗，5 月22 日間苗、定苗，5 月28 日鋤草，9 月下旬玉米陸續(xù)成熟，10 月13 日取樣、收獲，實收2 行計產(chǎn)。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 光合特性 抽雄吐絲期，采用CI-340 光合儀進行光合有效輻射、凈光合速率、蒸騰速率等光合指標(biāo)的測定，試驗設(shè)置3 次重復(fù)，通過測定的凈光合速率、蒸騰速率計算葉片水分利用效率。

式中，WUE 為水分利用效率，Pn 為凈光合速率，Tr 為蒸騰速率。

1.4.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期每個小區(qū)人工收獲中間2 行，自然風(fēng)干，考種后脫粒計產(chǎn)（按14%標(biāo)準(zhǔn)含水量折算產(chǎn)量）。各小區(qū)選擇有代表性的10 個果穗考種，測定穗粒數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量等。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 軟件進行相關(guān)統(tǒng)計分析，采用Microsoft Excel 2003 軟件計算數(shù)據(jù)并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種春玉米株高和穗位高差異性分析

通過對不同品種春玉米株高和穗位高比較分析可知（圖1），紅禾28 的株高和穗位高最高，其余品種之間的株高和穗位高差異不大，株高和穗位高同步變化，沒有株高太高、穗位太低的現(xiàn)象。說明當(dāng)前的育種目標(biāo)追求的的是協(xié)同發(fā)展，株高和穗位高合理匹配對群體光合作用構(gòu)建至關(guān)重要。

2.2 不同品種春玉米產(chǎn)量構(gòu)成因子差異性分析

表1 不同品種春玉米產(chǎn)量構(gòu)成因子差異性分析

玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素主要以穗長、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量、籽粒含水量、穗粒質(zhì)量等為主，其也是品種重要的評價指標(biāo)。由表1 可知，各參試穗長為17.6～20.5 cm，行粒數(shù)為33～41 粒，百粒質(zhì)量為24～37 g，穗粒質(zhì)量為109～224 g，籽粒含水量為12.6%～18.4%，其中，紅禾28 的產(chǎn)量性狀表現(xiàn)突出，說明目前育種的目標(biāo)和方向都是追求大長穗型、出籽率高、籽粒含水量少的品種，但是研究發(fā)現(xiàn)，外觀大而長的果穗不一定出籽率和含水量就高，還與穗軸和軸色有一定關(guān)系，紅軸比白軸脫水速率快，軸粗細(xì)也與出籽率密切相關(guān)，因此，評價一個品種的好壞和產(chǎn)量的高低要全面綜合考慮品種的因素構(gòu)成。

2.3 不同品種春玉米光合特性分析

劉永忠等[7-10]研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量與凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率間均呈正相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，不同品種之間的光合特性存在差異，光合有效輻射利合228 最高，凈光合速率極早熟111 最高，蒸騰速率利合528 最大，氣孔導(dǎo)度極早熟111 最大，葉片水分利用效率極早熟111 最高，達(dá)到1.3%。綜合以上品種的光合特性可以看出，氣孔導(dǎo)度和葉片凈光合速率存在一定關(guān)系，葉片凈光合速率和水分利用效率有直接關(guān)系（表2）。

表2 不同品種春玉米光合特性比較

2.4 不同品種春玉米產(chǎn)量差異性分析

不同品種春玉米產(chǎn)量達(dá)到極顯著差異（表3），進一步通過新復(fù)極差法比較不同品種春玉米產(chǎn)量可知（表4），參試的品種產(chǎn)量之間均達(dá)到極顯著性差異，較對照富農(nóng)340（11 551.5 kg/hm2）增產(chǎn)的有4 個品種，其中，極早熟111 產(chǎn)量為15 120 kg/hm2，比對照富農(nóng)340 增產(chǎn)30.9%，居參試品種第1 位；紅禾28 產(chǎn)量為13 903.5 kg/hm2，比對照增產(chǎn)20.4%；蠡玉108 產(chǎn)量為13 204.5 kg/hm2，比對照增產(chǎn)14.3%；博納6 號產(chǎn)量為11 613 kg/hm2，比對照增產(chǎn)0.5%。其余品種較對照表現(xiàn)減產(chǎn)，減產(chǎn)幅度為1.5%～36.3%。

表3 不同品種春玉米產(chǎn)量差異性分析

表4 不同品種春玉米產(chǎn)量方差分析

3 結(jié)論與討論

抽雄吐絲時期是玉米重要生育階段，研究光合特性和干物質(zhì)累積對于品種選育和高產(chǎn)研究都有重要的意義。許多專家學(xué)者已圍繞光合特性開展了很多研究[11-20]。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，合理的株型有利于光合作用和通風(fēng)透光，尤其穗三葉的光合累積，在一定范圍內(nèi)對光合系統(tǒng)的支撐作用很重要。如果株高太高而穗位又太低，玉米上部葉片獲得的光合輻射最大，但直接運輸?shù)剿氩康墓夂嫌行л椛湎鄬p弱，轉(zhuǎn)運到籽粒庫源的物質(zhì)較少，最終會影響產(chǎn)量。因此，合理匹配株高和穗位及株型，對于新品種的選育和籽粒產(chǎn)量的構(gòu)建都有著很重要的作用，今后在選擇品種方面，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)氣候條件和熱量資源等因素合理選擇株高、穗位高相匹配的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種，為地方產(chǎn)業(yè)脫貧和草畜養(yǎng)殖提供良好的條件。

玉米是高光效C4 植物，其干物質(zhì)的形成主要通過光合作用來實現(xiàn)，提高玉米的光合效率將有助于玉米產(chǎn)量的顯著提升，尤其光照時間是玉米生長發(fā)育過程中的重要指標(biāo)，理論上產(chǎn)量與光照時間在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)，適當(dāng)延長光照時間可增加光能利用時間，獲得高產(chǎn)。但是特殊的季節(jié)性氣候變化和病蟲害發(fā)生對于籽粒灌漿過程有重要影響，尤其是在寧夏南部山區(qū)7—9 月份，其也是玉米生長發(fā)育的重要階段，適宜的調(diào)控和防控措施對于保證其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要的意義。