全 文 ：新疆麦茬复播向日葵光合性能与产量的研究
柳延涛1，2 李万云1，2 陈寅初1，2 刘胜利1，2 王 鹏1，2 殷 波3
(1 新疆农垦科学院作物所，832000，新疆石河子;2 谷物品质与遗传改良兵团重点实验室，832000，新疆石河子;
3新疆石河子职业技术学院，832000，新疆石河子)
摘 要 对麦茬复播 4 个向日葵杂交种光合性
能与产量的分析研究结果表明:新葵 10 号最大叶面
积指数为 3. 6，而新食葵 6 号最大叶面积指数为
5. 8。向日葵不同品种在生长期单位面积的干物质
积累变化呈“S”型曲线，但新食葵 6 号的干物质积
累较大，与产量不成正比。复播油葵单株光合势变
幅在 5. 93 ～ 16. 86m2·d，光合势与生物产量和子实
产量呈显著正相关。全生育期净光合效率的平均值
为 10. 08g /m2·d。
关键词 新疆;向日葵;麦茬复播;光合性能;产量
随着近几年新疆农业结构调整，“一年两熟”技
术已成为当前提高种植业经济效益和增加农民收入
重要途径。由于“一年两熟”具有延长生长季节，充
分利用光热资源，提高了土地利用效率和复种指数
等特点，在开发农作物的高产潜力上有优势。复播
向日葵能够充分利用麦收后的光热资源和土地资
源，提高了土地利用效率、全年光能利用率和复种指
数。前人对麦后复播向日葵也做了大量研究［1 － 4］，主
要针对不同播期对复播向日葵油份积累变化，以及子
粒干物质变化的研究。本试验研究绿洲农区麦后复
播向日葵光合性能与产量之间的关系，对不适宜种植
棉花区域，可通过调整农业结构，增加农民收入。
1 材料与方法
1. 1 试验设计
本试验于 2009 ～ 2010 年在新疆农垦科学院作
物所试验站进行。品种选取不同类型早熟型向日葵
新葵 10 号、DK3790、A17 和新食葵 6 号，3 次重复。
小区长 6m，宽 3. 6m，6 行区，行距 0. 6m，小区面
积21. 6m2，油葵密度为67 500株 / hm2。食葵密度
作者简介:柳延涛，助理研究员，主要从事向日葵育种和作物高产栽
培研究
殷波为通讯作者，讲师，主要从事作物高产栽培研究
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金(nycytx － 21)
收稿日期:2011 － 09 － 13;修回日期:2011 － 11 － 14
为 41 550 株 /hm2。
表 1 向日葵不同杂交种生育期 月·日，d
名称
播种
期
出苗
期
现蕾
期
开花
期
成熟
期
生育
天数
来源
新葵 10 号 7·05 7·10 8·08 8·27 10·03 90 中国
新食葵 6 号 7·05 7·11 8·08 8·30 10·12 99 中国
DK3790 7·05 7·10 8·09 8·29 10·10 97 美国
A17 7·05 7·09 8·05 8·25 9·30 87 法国
1. 2 田间管理
本试验地前茬作物为玉米，7 月 5 日采用人工
点播，7 月 22 日间定苗，6 月 19 日机力条施种肥尿
素 54kg /hm2，重过磷酸钙 184. 5kg /hm2。施肥深度
≥8cm。7 月 20 日第 1 次机力追肥，施重过磷酸钙
37. 5kg /hm2、尿素 150kg /hm2;8 月 2 日第 2 次机力
追肥，施尿素 259. 5kg /hm2，施重过磷酸钙 195. 0kg /
hm2。中耕:7 月 20 日第 1 次机力中耕，深度 12 ～
15cm;8 月 2 日第 2 次机力中耕，同时开沟培土，深
度 18 ～ 20cm。7 月 21 日人工锄草一遍。7 月 6 日、
8 月 6 日、8 月 17 日、8 月 29 日采用滴灌方式灌水 4
次。10 月 23 日人工收获。
1. 3 测定项目
按向日葵生育期测定茎、叶、盘、子粒干物质，
105℃杀青 20min，80℃烘干称重，计算生物产量。
同时测定各生育期叶面积，并计算出各器官在不同
时期占总干重的比例，收获后小区计产。从出苗期
开始按照向日葵生育期定期取样。每次取 5 株。
叶面积指数:每次取样后，当天采用打孔称重法
测定叶面积，叶面积除以样本在田间所占的面积即
为叶面积指数。
光合势 =
(L1 + L2)×(T1 － T2)
2 × 666. 7(m
2·d)
式中:L1、L2 分别为两次测定的叶面积指数，
T1、T2 分别为相邻两次测定的时间，各生育时期光
合势的总和，即为全生育期的总光合势。
NAR =(第 2 次测定植株干重 －第 1 次测定植
株干重)/该阶段的光合势
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作物杂志 Crops 2012. 2
DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2012.02.024
子实产量:生理成熟期，去掉边行及区头、区尾
各 2 株，取中间 20 个花盘的子实计产，待完全风干
后，称其重量，换算成每公顷产量。
2 结果与分析
2. 1 叶面积指数与产量
适宜的叶面积是作物有机物质生产和积累的重
要生理指标，适当地增加叶面积指数也是提高向日
葵产量的重要途径之一。由于作物个体在田间配置
不同要截获 95%的光，向日葵的叶面积指数必须在
3 ～ 4 之间［5 － 6］。4 个杂交种的叶面积变化动态如图
1。可以看出，从苗期到蕾期，不同向日葵品种的叶
面积增加趋势基本上是一致的。蕾期过后，早熟品
种 A17 的叶面积指数始终低于各品种，而且生育日
数短，只有 87d，所以它的总生物产量也低。然而对
于新食葵 6 号来说，从蕾期过后，叶面积指数绝对值
始终高于其他品种，持续的时间也较长，在灌浆期叶
面积指数达到最大为 5. 82。新食葵 6 号有利于干
物质的积累，具有较高的生物产量。因此，对于早熟
向日葵品种应适当增加种植密度，增大叶面积指数，
有效提高对光的截获量，从而提高生物产量和经济
产量。
图 1 向日葵不同品种叶面积指数变化
2. 2 干物质的积累
植株通过光合作用同化的有机物以干物质的形
式贮存于各器官中，在开花期之前光合同化物，大部
分用于植株营养器官的生长;开花期以后，植株由营
养生长阶段过渡到生殖生长阶段，光合同化主要运
输到“库”———子粒贮存起来。从图 1 可知，向日葵
不同品种在生长期单位面积的干物质积累变化趋势
相同，都呈“S”型曲线，其中随着生育期的推进对 4
个品种向日葵的影响趋势是:从蕾期单株干物质积
累开始增大，随着生育进程的推进积累速率也逐渐
减小，到灌浆期单株干物质积累达到最大，灌浆期之
后，根、茎、叶、叶柄干物质积累逐渐减少，干物质随
着分配中心的转移向子粒大量积累，干物质积累量
开始下降。但是新食葵 6 号的干物质积累量到成熟
期稍有不同，到成熟期干物质积累量不下降，其主要
原因是 10 月中下旬，气温开始降低，昼夜温差较大，
干物质积累速度较慢，食葵后期子粒脱水较慢。由
此可以看出，不同品种向日葵由于子粒灌浆期间所
处温度条件不同，子粒灌浆时间不同，子粒干物质累
积有差异。
图 2 向日葵不同品种干物质积累变化动态
2. 3 光合势变化动态
光合势(LAD)是某一生育阶段叶面积指数的
大小与持续时间的综合表现。光合势在向日葵生产
中是较为重要的生理指标，是作物生育状况的重要
反映。一般来讲，在当地无霜期范围内和相同的栽
培条件下，生育期较长的向日葵品种，产量较高。从
图 3 可知，4 个品种光合势变化趋势相同，随着生育
进程的推进，向日葵光合势增大，在开花期至灌浆期
达到最大值，之后光合势下降。4 个向日葵品种中
新食葵 6 号光合势最大，并在开花期至灌浆期达到
最高 16. 86m2·d，DK3790 比新葵 10 号的平均光合
势高 4. 69%，A17 平均光合势最小，只有 5. 93m2·d。
因此，从灌浆到成熟期，这一阶段干物积累速度逐渐
下降，这与叶面积指数变化趋势一致，故维持这一阶
段较大的绿叶面积，延缓叶片衰老，对提高产量十分
重要。
图 3 向日葵不同品种光合势变化动态
2. 4 平均净光合效率与产量
净同化率是衡量光合能力的重要指标，反映冠
层内叶片的平均光合效率，是物质生产能力的反映，
向日葵净同化率的高低，直接影响到植株干物质积
09
作物杂志 Crops2012. 2
累。从灌浆期 ～成熟期的干物质积累主要集中在子
粒部分，这说明密度越大，果穗的干物质积累也越
低。表 2 可以看出，4 个向日葵品种的平均净光合
效率有一定差异。A17 平均净光合效率最高，为
12. 61g /m2·d，分别比新葵 10 号和 DK3790 平均净
光合效率高 0. 81g /m2·d 和 1. 66g /m2·d，新食葵 6
号最低，为 7. 98g /m2·d。此外，A17 品种的平均净
光合效率很高，但生物产量和子实产量却不是最高
的，说明片面追求高的平均净光合效率品种不一定
能形成较高的生物产量和子实产量。从而说明要提
高平均净光合效率应在一定光合面积和光合时间基
础上，通过“流”有效地分配光合产物，做到“库”大、
“流”畅才能达到高产的目的。否则，单纯地提高平
均净光合效率对产量毫无意义。
表 2 向日葵不同杂交种的平均净光合效率和产量
杂交种
平均净光合效
率(g /m2·d)
生物产量
(kg /hm2)
子实产量
(kg /hm2)
新葵 10 号 11. 80aAB 8 923. 40bB 3 229. 50aA
新食葵 6 号 7. 98bB 14 471. 50aA 3 159. 00aA
DK3790 10. 95aAB 8 851. 70bB 2 883. 00bB
A17 12. 61aA 8 524. 60bB 1 872. 00cC
平均值 10. 08 10 192. 80 2 785. 88
注:小写字母表示在 0. 05 水平上差异显著，大写字母表示在 0. 01
水平上差异显著，下同
3 结论与讨论
向日葵杂交种叶面积指数的高低，直接影响生
物产量，通过扩大叶面积来提高生物产量是简便有
效的重要栽培措施。但是，对于向日葵来说，叶面积
指数并非越大越好。本研究结果表明:在本地复播
油葵能够充分发挥复播向日葵的品种特性，叶面积
指数应为 3. 4 ～ 3. 8，从而能获得较大的光截获量。
对于复播向日葵来说，如果片面强调前期叶面积指
数，会使植株营养生长旺盛，造成叶片相互遮光，反
而降低净光合效率，影响油葵干物质积累，造成产量
降低。因此，在提高叶面积指数的同时，要注重选择
株型紧凑的、耐密、抗病的向日葵品种，通过增加群
体叶面积指数以获得高产的目的。
对 4 个复播向日葵干物质积累动态的研究表
明，向日葵不同品种在生长期单位面积的干物质积
累变化趋势相同，都呈“S”型曲线。食葵干物质积
累较油葵大，但不与产量成正比。
提高群体净光合效率是增加复播向日葵子粒产
量的重要途径，但是片面的追求高光效，不会明显的
增产，只有在适当的光合面积和光合时间内通过的
有效光合产物才能对增产起作用。本研究结果表
明:本试验复播条件下，4 个向日葵全生育期净光合
效率 A17 最大，达到 12. 61g /m2·d，新食葵 6 号平均
净同化率最小，只有 7. 98g /m2·d，4 个向日葵净同化
率的平均值为 10. 08g /m2·d。这与崔良基等［7］研究
结果有所不同，可能与地区之间光照强度和光照时
间的差异有关。向日葵净同化率较一般作物高，同
时也说明油葵是高光效作物之一。
通过本研究表明，在本地区适应于麦后复播油葵
品种为新葵 10号，该品种具有较高的光合性能，生育
期一般在 85 ～90d，在北疆地区 7月 10日以前采用麦
后复种可以完全成熟。因此，根据本地的气候条件，
需要选择适宜复播向日葵品种，适当扩大叶面积指
数，延长光合时间，从而提高复播油葵的产量。
参考文献
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Study on Relationship between Photosynthesis
Characteristic and Yield of Multiple Cropping Sunflower
Liu Yantao1，2，Li Wanyun1，2，Chen Yinchu1，2，
Liu Shengli1，2，Wang Peng1，2，Yin Bo3
(1 Institute of Crop Research of Xinjiang Academy，Shihezi 8320002，Xinjiang;2Key Lab of Xinjiang Production and Construction
Corps for Cereal quality Research and Genetic Improvement，Shihezi 832000，Xinjiang;3XinJiang Shihezi Vocational
Technical College，Shihezi 832000，Xinjiang，China)
Abstract Through analysising the relationship between photosynthesis characteristics and yield of multiple cropping
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作物杂志 Crops 2012. 2
一种外源 SOD模拟物对小油菜抗寒作用效果的研究
苏 群 张 彦 孙 磊
(山东宝源生物有限公司，264006，山东烟台)
摘 要 在低温胁迫条件下，用不同浓度的
超氧化物歧化酶(SOD)模拟物 －聚天冬氨酸钾盐
(以下简称 PASPK)对小油菜浸种催芽后，进行有
土栽培，并对幼苗进行灌根处理。结果表明:低温
胁迫条件下，12. 0mL /L PASPK 处理小油菜的发芽
率和幼苗存活率最高，均超过 92%;低温处理 7d
后，经 PASPK灌根处理的小油菜的长相明显优于
对照组(CG)的长相，在 PASPK 为 6. 0mL /L 浓度
时，小油菜的长相最好，叶宽达到 3. 58cm，苗高达
到 12. 65cm，根系长度达到 8. 15cm，叶绿素和维生
素 C 的 含 量 也 最 高，分 别 达 到 1. 84mg /g 和
26. 75mg /100g。说明低温胁迫下，外源 SOD 模拟
物能够促进小油菜种子的萌发，并明显增强幼苗
的抗寒性。
关键词 SOD模拟物;外源;低温胁迫;小油菜
植物对环境胁迫的反应是近年来研究工作的
一个重要领域，而低温是典型的环境胁迫因素之
一。一般认为低温胁迫使植物光合作用降低，呼
吸作用增强，能量产生和物质合成受阻，消耗增
强，植物处于饥饿状态，这严重影响了植物正常生
作者简介:苏群，硕士研究生，目前主要从事肥料方面的研究
基金项目:国家星火计划项目(2011GA740060) ;“十二五”农村领
域国家科技计划课题(2001BAD11B01 － 03) ;烟台市科
技攻关计划项目(2010GA0020050928112710)
收稿日期:2011 － 11 － 08;修回日期:2011 － 11 － 27
长甚至导致植物死亡［1 － 2］。SOD(superoxide dis-
mutase)作为一种保护酶在温度胁迫下发挥作用［3］。
SOD是广泛存在于生物体内的金属酶，可催
化生物体内超氧阴离子自由基 O2 －，将其歧化为
H2O2，使生物体内的超氧阴离子自由基维持在稳
定而且有利无害的低浓度［4］。所以 SOD能提高植
物对逆境胁迫的适应性［5 － 6］。这种适应性与植物
体内能否维持较高的 SOD活性水平有关［7］。在逆
境胁迫下对植物施加外源 SOD是提高植物抗逆性
能的有效途径［8 － 9］。但是天然 SOD 酶提取工艺复
杂，价格昂贵、稳定性差［10］，故 SOD 模拟物(SOD
mimic)成为研究的热点。聚天冬氨酸钾盐(poly-
asparti potassium)就是其中的一种，与天然 SOD 相
比，它具有活性高、分子量小、稳定性好、水溶性
强、无污染等特点，在清除体内过多的自由基的效
果方面与天然 SOD相同［11］。
近年来，在小油菜生产上，寒害已经成为重要
的制约因素之一，有关小油菜抗寒生理方面的研
究己有一些报道，但是多数集中在自然越冬过程
中自身抗寒物质变化的研究，而施加外源的 SOD
模拟物对其抗寒性的研究鲜有报道。本研究采用
添加 PASPK的方法来处理小油菜，主要研究在低
温胁迫条件下，PASPK 对小油菜出芽、幼苗存活、
生长及部分理化成分的影响，明确其作用效果，旨
櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓
在为肥料生产上应用环境友好型物质提供一定的
sunflower of 4 hybrids in wheat stubble，the growth dynamics of photosynthetic characteristic was analysized and differ-
ence of photosynthetic index of various varieties were compared in this experiment． The results showed that the maxi-
mum leaf area index of Xinkui 10th and Xinshikui 6th was 3． 6 and 5． 8，respectively． Change trend of dry matter
accumulation per unit area of different varieties of sunflowers was in“S”curve，but Xinshikui 6th accumulated lar-
ger amount of dry matter and the output was not proportional． Photosynthetic potential of multiple cropping sunflower
changed in the range of 5． 93 ～ 6． 95m2·d，and the relationship between photosynthetic potential and biomass yield
as well as seed yield was correlated significantly． The average of net photosynthetic efficiency was 10． 08g /m2·d in
the whole growth period．
Key words Xinjiang;Sunflower;Multiple Cropping in wheat stubble;Photosynthesis characteristics;Yield
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