种植密度增加对玉米冠层光合性能及产量形成的影响.pdf
摘要
合理密植是提高玉米产量的有效栽培策略之一，明确种植密度增加对冠层形态与
光合生理影响特点，为找到适度密植的形态生理机制奠定基础。本研究于2022-2023
年在安徽农业大学国家高新技术农业园进行，选用我国种植广泛的紧凑型玉米品种郑
单958为供试材料，设置4个种植密度：3万株/hm2（D1）、6万株/hm2（D2）、9万
株/hm2（D3）和12万株/hm2（D4）。通过监测不同种植密度下玉米冠层形态和光/氮
资源分布特征变化，并结合叶片光合性能研究，深入探讨密植对玉米干物质积累及产
量的影响机制，以期为夏玉米高产高效栽培和资源高效利用提供理论依据和技术支持。
主要研究结果如下：
（1）随着生育进程的推进，玉米的叶面积指数、叶片氮积累量、消氮系数呈先
增后下降的趋势，光截获率呈下降趋势，而消光系数呈上升趋势。在凹陷期，D4处
理的叶片迅速衰老，导致其叶面积指数低于D3处理。种植密度的增加显著提高玉米
株高和叶面积指数，有利于提高冠层对光能截获和氮素资源积累。当种植密度由D3
增加到D4时，冠层光截获率不再显著提高。种植密度的增加导致冠层消光系数呈下
降趋势，在D3处理达到最小值；消氮系数则表现为持续增加，在D4处理达到最大
值。
（2）随着生育进程的推进，穗位叶SPAD值、最大净光合速率和最大Rubisco羧
化速率均呈现先上升后下降的趋势，而最大PEPC羧化速率和最大电子传递速率呈不
断下降趋势。种植密度的增加显著降低穗位叶SPAD值和光合参数值（最大净光合速
率、最大Rubisco羧化速率、最大PEPC羧化速率、最大电子传递速率）。在十四叶期
和吐丝期，光合氮利用效率随种植密度的增加而增加；在生育后期，光合氮利用效率
随种植密度的增加呈下降趋势。随着生育进程的推进，穗位叶可溶性蛋白含量和PEPC
酶活性呈先上升后下降的趋势，但Rubisco酶活性呈不断下降趋势，且各处理间差异
逐渐增大。种植密度的增加显著降低穗位叶可溶性蛋白含量、Rubisco酶活性、PEPC
酶活性，其下降幅度随种植密度的增加而增大。
（3）随着生育进程的推进，群体干物质积累量呈增长趋势；籽粒灌浆速率呈慢-
快-慢的变化趋势，在吐丝后21天达到峰值。随着种植密度的增加，群体干物质积累
量不断增加，而籽粒灌浆速率不断降低。不同种植密度下，穗粒数表现为
D2D3D1D4，百粒重表现为D1D2D3D4，且穗粒数对植株间的竞争较为敏感。
然而，玉米籽粒产量随着种植密度的增加呈先增后降的趋势，在D3处理达到最高产
量，不同种植密度下的玉米籽粒产量表现为D3D4D2D1。
II
综上所述，本文揭示了种植密度增加对冠层形态、光合性能与产量形成特点。适
度密植旨在构建合理高效的光合群体结构，充分利用群体冠层优势截获得更多的光氮
资源并促进其分布协调，提高叶片对资源的利用效率以弥补密植造成个体所获资源的
下降，从而促进群体干物质积累与产量增加。D3处理具有较高的LAI、光截获率，
其光照与氮素资源均集中在冠层顶部，光氮协调较好；种植密度由D2增加到D3时，
叶片光合性能的降幅较小，使得D3处理获得了较高的干物质积累量和最高的产量。
2
因此，在本研究中郑单958的推荐种植密度为9万株/hm。
关键词：玉米；种植密度；光氮分布；光合性能；产量
III
目录
第一章绪论1
1.1研究背景1
1.2国内外研究进展2
1.2.1种植密度对冠层形态与光氮资源截获的影响2
1.2.2种植密度对叶片光合性能的影响5
1.2.3种植密度对物质积累与产量的影响6
1.3研究目的与意义6
1.4研究内容与技术路线7
1.4.1研究内容7
1.4.