全 文 ：耕作方式对东北雨养区玉米光合
与叶绿素荧光特性的影响*
宋振伟1 摇 郭金瑞2 摇 任摇 军2 摇 闫孝贡2 摇 郑成岩1 摇 邓艾兴1 摇 张卫建1**
( 1中国农业科学院作物科学研究所 /农业部作物生理生态重点实验室, 北京 100081; 2吉林省农业科学院, 长春 130124)
摘摇 要摇 在东北地区设置大田试验,研究不同耕作方式下玉米全生育期耕层土壤温度、土壤
含水量、叶片光合性能及叶绿素荧光参数的变化特征. 结果表明: 耕作方式对土壤水热性能
的影响主要体现在播种鄄拔节阶段,2010—2011 年平地播种中耕起垄(PL)和全生育期平作
(PP)处理 0 ~ 40 cm土层土壤体积含水量在出苗期、苗期和拔节期比传统垄作(LL)处理平均
提高 5. 6%和 5. 2% 、4. 6%和 7. 3%及 3. 9%和 4. 8% ,苗期 5 cm 土壤最低温度分别比 LL 处
理高 1. 4 和 1. 3 益 .由于土壤水热条件的改善,拔节期 PL和 PP处理的叶片净光合速率(Pn)、
蒸腾速率(Tr)等指标显著高于 LL 处理,而 PSII 潜在活性(Fv / Fo)和 PSII 最大光化学效率
(Fv / Fm)无显著差异,表明气孔导度和气孔限制值等气孔因素是导致光合作用差异的主要原
因;灌浆期叶片 Pn和 Tr则以 LL和 PL处理显著高于 PP处理,这主要是由于 PP处理在强降雨
时期经历了涝渍灾害,光合作用受到抑制.可见 PL处理通过改善土壤水热条件增强了玉米光
合性能,进而提高了籽粒产量.
关键词摇 玉米摇 垄作摇 平作摇 光合特性摇 叶绿素荧光特性摇 黑土区
*国家重点基础研究发展计划项目 ( 2009CB118601 )、国家自然科学基金项目 ( 31000693 ) 和国家 “十二五冶 科技支撑计划项目
(2011BAD16B14)资助.
**通讯作者. E鄄mail: zhangweijian@ caas. cn
2012鄄11鄄14 收稿,2013鄄04鄄27 接受.
文章编号摇 1001-9332(2013)07-1900-07摇 中图分类号摇 S152. 7摇 文献标识码摇 A
Effects of tillage patterns on photosynthetic and chlorophyll fluorescence characteristics of
maize in rainfed area of Northeast China. SONG Zhen鄄wei1, GUO Jin鄄rui2, REN Jun2, YAN
Xiao鄄gong2, ZHENG Cheng鄄yan1, DENG Ai鄄xing1, ZHANG Wei鄄jian1 ( 1 Institute of Crop Sciences,
Chinese Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Physiology and Ecology, Ministry
of Agriculture, Beijing 100081, China; 2Jilin Academy of Agricultural Sciences, Changchun
130124, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(7): 1900-1906.
Abstract: In 2010 -2011, a field experiment was conducted in Northeast China to evaluate the
effects of different tillage patterns on the temperature and moisture in topsoil layer and the leaf pho鄄
tosynthesis and chlorophyll fluorescence of maize. The effects of tillage patterns on the soil tempera鄄
ture and moisture mainly manifested at sowing鄄jointing stage. In treatments flat planting with ridging
at early jointing stage (PL) and flat planting without ridging (PP), the soil moisture content at the
depth of 0-40 cm was significantly higher than that in treatment ridge planting (LL), with the in鄄
crement being 5. 6% and 5. 2% , 4. 6% and 7. 3% , and 3. 9% and 4. 8% at emergency, seed鄄
ling, and jointing stages, respectively. The minimum temperature at the soil depth 5 cm at seedling
stage in PL and PP was 1. 4 and 1. 3 益 higher than that in LL, respectively. Due to the improve鄄
ment of soil water and thermal conditions, the leaf photosynthetic rate (Pn) and transpiration rate
(Tr) at jointing stage in PL and PP were significantly higher than those in LL, whereas the PS域
potential activity (Fv / Fo) and PS域 maximal photochemical efficiency (Fv / Fm) had no significant
differences among the treatments, indicating that the stomatal factors such as stomata conductivity
and stomata limitation were the main factors inducing the photosynthesis differences among the treat鄄
ments. Furthermore, the Pn andTr at grain filling stage in LL and PL were higher than those in PP,
mainly due to the high water鄄logging risk in PP in strong rainfall season. Consequently, treatment
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 7 月摇 第 24 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2013,24(7): 1900-1906
PL could promote maize photosynthesis through improving soil water and thermal conditions, and
further, increase maize grain yield.
Key words: maize; ridge tillage; shallow tillage; photosynthetic characteristics; chlorophyll fluo鄄
rescence characteristics; black soil region.
摇 摇 合理的耕作措施有利于协调土壤水热关系,为
作物创造适宜的生长发育环境,保证作物持续高产
稳产[1] .光合作用是作物生长发育与物质形成的基
础[2],土壤水分和温度是影响光合作用的关键因
素[3-4] .光合作用对土壤水分的反应较为敏感,玉米
在拔节阶段经历干旱胁迫可导致净光合速率、蒸腾
速率和气孔导度下降[5-6],长期渍水同样会导致作
物光合速率下降[7] .光合作用也容易受到低温冷害
的影响,持续的低温胁迫可导致玉米胞间 CO2浓度
和气孔导度下降,造成净光合速率和同化物积累量
降低[8-9] .此外,叶绿素荧光动力学技术可用来研究
光合机构受影响的部位与程度,为评价光合机构功
能受环境胁迫的影响发挥重要作用[10-11] .上述结果
表明,作物光合指标与叶绿素荧光指标的变化可以
反映土壤水热状况对作物生长发育的影响,从而为
作物耕作栽培技术调整提供理论依据. 东北雨养农
区是我国重要的商品粮生产基地,总产量约占全国
的 15% ,保持该地区的粮食持续增产对我国的粮食
安全具有十分重要的意义[12] . 受气候变化影响,东
北地区春季低温干旱与夏季强降雨等发生频率在近
几十年呈增加趋势[13-14],对以雨养为主的春玉米持
续增产构成了巨大挑战[15] .耕作方式是调整农田水
热状况的重要措施,东北传统垄作方式由于在春季
进行耕作起垄,导致耕层土壤水分散失大,加剧了土
壤干旱[16],而且夜间的土壤温度下降迅速,不利于
幼苗抵抗低温冷害[17];平作方式可减少春季耕层土
壤水分无效蒸发,但在夏季随着降水的增加,易形成
涝渍灾害[18];将平作的保墒保温与垄作的排水减涝
作用相结合则有利于玉米的生长发育和产量形成.
相关研究也表明,采用春季平地播种结合拔节期中
耕起垄的耕作方式,可显著提高耕层土壤储水量和
苗期土壤最低温度,降低干旱胁迫,增强幼苗抵抗低
温冷害的能力,增加玉米籽粒产量[19] . 但目前有关
耕作方式对玉米生长发育的影响多围绕农田土壤水
热变化与作物形态和产量指标等方面开展研
究[1,19-20],而玉米光合生理参数变化则多以盆栽或
人工控制条件下的试验研究为主[21-23],大田条件下
耕作方式对土壤水热和玉米光合生理参数影响的综
合研究尚不多见.为此,本文在东北中部的吉林省公
主岭市设置大田试验,研究不同耕作方式对土壤水
热特征、玉米光合与叶绿荧光特性及籽粒产量的影
响,以期从光合生理指标的角度进一步阐释不同耕
作方式下玉米光合与产量形成对外部环境变化的响
应,为东北玉米高产高效耕作栽培提供理论依据和
技术参考.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 试验地概况
试验地位于吉林省公主岭市中国农业科学院作
物科学研究所公主岭试验站(43毅31忆38义 N, 124毅48忆
32义 E,海拔 220 m).试验站所在区域属温带大陆性
季风气候区,年平均气温 5. 6 益,无霜期 120 ~
140 d,有效积温 2600 ~ 3000 益,年降水量 562 mm,
玉米生长季(4—9 月)降水量占全年总量的 80%以
上.土壤类型为中层黑土,成土母质为第四纪黄土状
沉积物,耕层(0 ~ 20 cm)土壤有机质 28. 1 g·kg-1,
全氮 1. 61 g·kg-1,碱解氮 143. 3 mg·kg-1,速效磷
66. 4 mg·kg-1,速效钾 150. 8 mg·kg-1 .
1郾 2摇 试验设计
试验开始于 2008 年,共设置 3 种耕作方式,即
传统垄作(LL)、平地播种中耕起垄(PL)和全生育
期平作(PP),每个处理 3 次重复. 田间采用随机区
组试验设计,小区面积 10 m伊6. 6 m= 66 m2 .供试玉
米品种为先玉 335,种植行距 60 cm,密度 6. 75
万株·hm-2 . 3 种处理的耕作管理分别为:LL 处理
于秋季收获后进行农田灭茬并旋耕整地,春季播种
前对农田进行耕作起垄,垄高20 cm,于垄上播种玉
米,从播种后至拔节期进行 2 次中耕培垄;PL 处理
于秋季收获后灭茬并旋耕整地,使土地平整,春季不
对土壤进行耕作,平地播种,拔节期中耕起垄,垄高
20 cm,并使玉米植株行位于垄上;PP 处理秋季收获
后灭茬并旋耕整地,使土地平整,春季平地播种,整
个生育期间不再进行土壤耕作. 3 种耕作方式氮肥
施用量为 225 kg N·hm-2,磷肥和钾肥施用量分别
为 82. 5 kg P2O5·hm-2和 82. 5 kg K2O·hm-2,其中
33%的氮肥和全部磷、钾肥作为基肥施入,其余氮肥
均在玉米拔节期结合中耕培垄施入农田. 除耕作方
式与施肥时期外,其他田间管理措施均相同,全生育
10917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 宋振伟等: 耕作方式对东北雨养区玉米光合与叶绿素荧光特性的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
期无灌溉.考虑到耕作措施对土壤的影响是一个长
期的过程,于 2010 和 2011 年开展田间监测与调查.
分别于 2010 年 5 月 4 日播种,9 月 25 日收获,2011
年 5 月 1 日播种,9 月 26 日收获.
1郾 3摇 测定指标与方法
1郾 3郾 1 生育期土壤水分和降水量监测摇 每个小区在
玉米行内株间埋设铝制测管一根,利用 CNC100(北
京超能科技公司)中子水分测定仪测定 10 ~ 40 cm
土层土壤含水量,每 10 cm为一个测定层次.为避免
中子水分测定仪在表层土壤含水量测定中存在的误
差[24],0 ~ 10 cm土壤含水量采用 Hydrosense(Camp鄄
bell Scientific Inc. ,美国)土壤水分仪进行测定. 各
层次土壤含水量经计算后折算为 0 ~ 40 cm 土层土
壤平均含水量.土壤水分测定时间分别为 2010 年 5
月 1 日(播种)、5 月 28 日(苗期)、6 月 30 日(拔节
期)、7 月 26 日(吐丝开花期)、8 月 23 日(灌浆中
期)和 9 月 23 日(成熟期),2011 年 5 月 6 日(播
种)、6 月 6 日(苗期)、6 月 28 日(拔节期)、7 月 19
日(吐丝开花期)、8 月 20 日(灌浆中期)和 9 月 22
日(成熟期).
试验地逐日降水量数据来自距试验地约 800 m
的吉林省农业科学院自动气象监测站. 2010 年春玉
米生育期总降水量为 621. 2 mm,较试验站多年平均
同期降水量偏高,但拔节期间的 6 月降水稀少,造成
持续干旱,降水量仅 11. 6 mm,而在玉米灌浆阶段则
遭受多次强降水天气, 8 月 4—5 日降水量达
121. 2 mm,8月 19日降水量达 57. 4 mm. 2011 年春玉
米生育期间总降水量为 320. 4 mm,较多年平均降水
量偏低,特别是播种至出苗阶段降水量仅 13. 2 mm.
1郾 3郾 2 土壤温度监测摇 采用 ZDR鄄41 型(杭州泽大仪
器有限公司)温度记录仪监测 5 cm 土壤温度.该仪
器采用加拿大进口感温探头,传感器线长 3 m,集成
的内存可存储约 7400 组数据,满足试验期间的数据
存储要求.监测土壤温度前,温度探头需进行校正,
以确保温度变幅为依0. 1 益 [25] . 数据采集和记录时
间间隔分别为 2 s和 20 min,计算每小时、每日的最
低、最高和平均温度值,并折算为不同生育时期的土
壤温度平均值.
1郾 3郾 3 光合指标测定 摇 于 2010 年试验期间选择玉
米拔节期(6 月 29 日)和灌浆中期(8 月 12 日)晴朗
无云天气状况下,在 10:00—11:00 之间利用 Li鄄
6400(Li鄄Cor Inc. ,美国)便携式光合仪,测定自然光
源下的叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间
CO2浓度(C i)、气孔导度(gs)等光合参数及光合有
效辐射(PAR)、大气温度(Ta)、CO2浓度(Ca)和相对
湿度(RH)等外界环境指标,每个处理测定 3 个重
复,拔节期选择植株顶端第一片完全展开叶测定,灌
浆期则测定穗位叶. 叶片水平的水分利用效率
(WUE)计算公式:WUE=Pn / Tr [26];气孔导度限制值
计算公式:Ls = 1-C i / Ca [27] .其中,2010 年 6 月 29 日
测定时田间环境条件如下: Ta 33. 1 益, PAR
999. 7 滋mol·m-2·s-1,Ca 365. 3 滋mol·mol-1,RH
37. 8% ;8 月 12 日各指标如下:Ta 32. 4 益,PAR
999. 6 滋mol·m-2·s-1,Ca 343. 2 滋mol·mol-1,RH
40. 7% .
1郾 3郾 4 叶绿素荧光指标测定摇 在玉米拔节期和灌浆
中期测定光合参数的同时,于 10:00—11:00 之间选
择同一片叶片,用 Handy PEA ( Hansatech Instru鄄
ments Ltd. ,英国) 植物效率仪测定经过暗适应
20 min的叶片最大荧光(Fm)、基础荧光(Fo)、可变
荧光(Fv)、PSII 潜在活性(Fv / Fo)和 PSII 最大光化
学转换效率(Fv / Fm),每个处理测定 3 次重复.
1郾 3郾 5 干物质积累与产量测定摇 分别在吐丝开花期
和成熟期每小区选择 5 株长势均匀的植株,取回实
验室后置于烘箱内,在 80 益下烘干至恒量后称量,
获得干物质量. 成熟期每小区选取 18 m2进行实收
测产,并按照籽粒含水率 14%折算产量.
1郾 4摇 数据处理
采用 Microsoft Excel 2003 和 SPSS 12. 0 统计分
析软件进行数据处理与统计分析,显著性检验采用
LSD法(琢=0. 05).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同耕作方式下土壤温度和水分状况
从图 1 可以看出,耕作方式对 5 cm土壤温度的
影响主要出现在苗期,LL处理日最高温度显著高于
PL 和 PP 处理(P <0. 05),2010 年分别高 1. 5 和
1. 9 益,2011 年分别高 3. 5 和 3. 6 益 .土壤日最低温
度则以 PL 和 PP 处理显著高于 LL 处理,2010 年分
别高 1. 5 和 1. 4 益,2011 年则分别高 1. 3 和 1. 2 益 .
苗期之后的各生育期,不同耕作方式下的土壤最高
温度和最低温度无显著差异.由图 2 可以看出,耕作
方式对 0 ~ 40 cm 土壤含水量的影响主要体现在玉
米生育前期. 2010 年出苗阶段 PL和 PP处理土壤体
积含水量比 LL处理分别高 9. 3%和 6. 9% ,苗期分
别高 6. 4% 和 11. 6% ,拔节期分别高 4. 1% 和
5郾 6% . 2011 年出苗阶段 PL 和 PP 处理土壤体积含
水量比LL处理分别高1 . 9%和3 . 6% ,苗期分别高
2091 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
图 1摇 耕作方式对玉米不同生育期 5 cm土壤温度的影响
Fig. 1摇 Effects of tillage patterns on soil temperature in 5 cm depth at different growth stages of maize.
LL:传统垄作 Ridge planting; PL:平地播种中耕起垄 Flat planting with ridging at early jointing stage; PP:全生育期平作 Flat planting without ridging.
So:播种期 Sowing stage; Se:苗期 Seedling stage; Jo:拔节期 Jointing stage; An:吐丝期 Silking stage; Fi:灌浆期 Filling stage; Ma:成熟期 Maturity
stage. 下同 The same below.
图 2摇 耕作方式对玉米不同生育期 0 ~ 40 cm 土层土壤含水
量的影响
Fig. 2摇 Effects of tillage patterns on soil water content in 0-40
cm depth at different growth stages of maize.
2. 9%和 3. 0% ,拔节期分别高 3. 8%和 4. 0% .拔节
期之后,随着降水量的增加,耕作方式之间的水分差
异逐渐减少,吐丝鄄成熟期已无显著差异.但 2010 年
8 月上旬和中旬经历了 2 次强降水过程,PP 处理小
区内观察到短期涝渍现象.
2郾 2摇 不同耕作方式下玉米光合特性
由图 3 可以看出,2010 年玉米拔节阶段 LL 处
理的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(gs)
和胞间 CO2浓度(C i)均显著低于 PL 和 PP 处理,气
孔限制值(Ls)则显著高于 PL 和 PP 处理,而水分利
用效率(WUE)在处理之间无显著差异.其中,LL 处
理 Pn比 PL和 PP处理分别低 32. 2%和 16. 7% ,Tr分
别低 43. 3%和 30. 7% ,gs分别低 57. 2%和 35. 0% ,
C i分别低 75. 9%和 54. 4% ,而 Ls 分别高 12. 0%和
5. 3% .玉米灌浆阶段,LL 和 PL 处理的 Pn、Tr和 C i
显著高于 PP处理,分别高 12. 4%和 11. 7% 、13. 2%
和 10. 6% 、15. 9%和 18. 6% .
2郾 3摇 不同耕作方式下玉米叶绿素荧光特性
在拔节期 PL和 PP 处理的基础荧光(Fo)显著
低于 LL 处理,而最大荧光(Fm)呈相反趋势,即 LL
处理显著低于 PL和 PP处理.各处理间 Fo的变化趋
势与叶片水平的Pn、Tr、gs和C i的变化趋势相反,但
30917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 宋振伟等: 耕作方式对东北雨养区玉米光合与叶绿素荧光特性的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 3摇 耕作方式对不同生育期玉米叶片光合和叶绿素荧光
特性的影响
Fig. 3摇 Effects of tillage patterns on photosynthetic and chloro鄄
phyll fluorescence characteristics of maize leaves at different
growth stages.
表 1摇 耕作方式对玉米干物质积累及产量的影响
Table 1摇 Effects of tillage patterns on dry matter accumula鄄
tion and grain yield of maize
年份
Year
处理
Treatment
吐丝期
干物质量
Dry matter
at silking
(kg·hm-2)
成熟期
干物质量
Dry matter
at maturity
(kg·hm-2)
籽粒产量
Grain
yield
(kg·hm-2)
收获指数
Harvest
index
2010 LL 9432b 23321a 11557b 0. 50a
PL 9747a 23429a 11958a 0. 51a
PP 9821a 21468b 11101b 0. 52a
2011 LL 13237b 21602b 11950b 0. 55a
PL 14351a 22858a 12447a 0. 54a
PP 14102a 20716c 11615b 0. 56a
LL:传统垄作 Ridge planting; PL:平地播种中耕起垄 Flat planting with ridging
at early jointing stage; PP:全生育期平作 Flat planting without ridging. 同列不同
字母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different small letters in the same column
meant significant difference among treatments at 0. 05 level.
与 Ls的变化趋势一致;Fm与上述光合参数之间的关
系则与 Fo相反. 此外,玉米拔节期不同处理间的
PSII潜在活性(Fv / Fo)和 PSII最大光化学效率(Fv /
Fm)无显著差异,灌浆期各处理之间的叶绿素荧光
参数值差异也不显著(图 3).
2郾 4摇 不同耕作方式下玉米干物质积累与产量
由表 1 可以看出,由于生育前期水热条件的改
善,2010 和 2011 年 PL 和 PP 处理吐丝期干物质量
显著高于 LL 处理. 而在生育后期,随着降水的增
加,PP处理由于排水不畅,发生涝渍灾害,影响了玉
米生长,因此成熟期干物质量低于 LL 和 PL 处理.
PL处理由于全生育期较适宜的土壤水热条件,籽粒
产量显著高于 LL 和 PP 处理,2010 年分别高 3. 5%
和 7. 7% ,2011 年分别高 4. 0%和 6. 7% .
3摇 讨摇 摇 论
东北地区“十年九春旱冶,春旱严重威胁区域农
业生产,因此水分调控是农田管理的重要措施[28] .
笔者的研究表明,由于春季 PL 和 PP 处理不对土壤
进行耕作,减少了土壤水分散失[19],0 ~ 40 cm 土层
土壤含水量在玉米生育前期显著高于 LL 处理;而
进入雨季后,PL 处理由于垄沟的存在,增加了土壤
与雨水的接触面积,因而有利于截留雨水,提高下
渗,降低涝渍风险[17],克服春季低温对作物生长发
育的影响,有利于东北春玉米的高产稳产. Chen
等[13]通过对长期气象资料与玉米产量统计数据分
析发现,东北地区 5 月最低温度每升高 1 益,玉米可
增产 7. 2% . 而钱春荣等[29]的玉米增温试验也发
现,玉米苗期 0 ~ 10 cm 耕层土壤的夜间温度升高
1. 7 益,玉米单产可提高 12. 0% . 本研究表明,玉米
4091 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
播种鄄苗期采用平地播种方式可显著提高玉米苗期
耕层土壤最低温度,因此 PL和 PP处理下 5 cm土壤
最低温度显著提高,有利于减轻低温胁迫. 可见,玉
米生育前期采用平作方式可提高土壤水分含量,减
轻夜间低温对出苗和幼苗生长的影响,而玉米生育
中后期起垄,则有利于降低涝渍风险,为玉米高产稳
产奠定基础.
耕作方式影响土壤水热状况的变化,进而影响
玉米叶片的光合性能[21] .水分与低温胁迫均可造成
玉米叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间二
氧化碳浓度降低,导致同化产物合成与营养物质运
输能力下降[6,9] . 叶绿素荧光参数则可以反映水分
与低温胁迫对光合作用的影响程度及光合机构受影
响的部位[30] . 胁迫环境会引起植物叶片基础荧光
(Fo)的升高和可变荧光(Fm)的降低[5],特别是 Fo
的增加,会降低天线色素的热耗散量,过剩的光能积
累导致 PSII 满溢,造成对光合机构的破坏[3] . PSII
潜在活性(Fv / Fo)和 PSII 最大光化学效率(Fv / Fm)
可作为是否发生长期光抑制的指标,长期的环境胁
迫可使 Fv / Fo和 Fv / Fm下降,抑制光合作用的原初反
应,光合电子传递受阻,造成 PSII 活性中心受到损
伤[6] .本研究结果表明,PL和 PP处理由于在玉米生
长前期较高的土壤含水量和夜间最低温度,缓解了
作物的水分胁迫和低温逆境,因此在拔节期叶片的
净光合速率和蒸腾速率较高,但 Fv / Fo和 Fv / Fm在 3
种处理间无显著差异,说明玉米的 PSII 反应中心并
未受环境胁迫影响而造成不可逆的损伤,即光能转
换能力并未受到影响. 但低温可能导致植株吸水降
低,影响叶片水分状况,使气孔导度下降和气孔限制
值上升,造成 LL 处理净光合速率和蒸腾速率下
降[8] .在玉米灌浆期,由于 PP 处理的田间排水能力
不佳,强降雨天气下产生涝渍灾害,玉米光合作用受
到抑制,造成净光合速率和蒸腾速率显著低于 PL
和 LL处理,这与周琴等[7]的研究结果一致.
综上所述,平地播种中耕起垄的耕作方式可提
高玉米生育前期的土壤耕层储水量和最低温度,同
时降低生育后期强降雨天气下的涝渍风险,因此可
保持较高的光合速率与蒸腾速率,物质合成与转运
能力较强,籽粒产量显著提高. 此外,本研究还发现
不同处理间的土壤水分、温度动态与光合参数变化
趋势之间存在相关性.因此,利用光合与叶绿素荧光
参数等指标来衡量耕作方式对作物生长发育的影响
是比较客观和可靠的.
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作者简介摇 宋振伟,男,1976年生,博士,助理研究员. 主要从
事农田生态与耕作制度研究. E鄄mail: songzhenwei@ caas. cn
责任编辑摇 张凤丽
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