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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 23 期摇 摇 2011 年 12 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
不同海拔高度高寒草甸光能利用效率的遥感模拟 付摇 刚,周宇庭,沈振西,等 (6989)…………………………
天山雪岭云杉大气花粉含量对气温变化的响应 潘燕芳,阎摇 顺,穆桂金,等 (6999)……………………………
春季季风转换期间孟加拉湾的初级生产力 刘华雪,柯志新,宋星宇,等 (7007)…………………………………
降水量对川西北高寒草甸牦牛粪分解速率的影响 吴新卫,李国勇,孙书存 (7013)……………………………
基于 SOFM网络对黄土高原森林生态系统的养分循环分类研究 陈摇 凯,刘增文,李摇 俊,等 (7022)…………
不同油松种源光合和荧光参数对水分胁迫的响应特征 王摇 琰,陈建文,狄晓艳 (7031)………………………
盐生境下硅对坪用高羊茅生物学特性的影响 刘慧霞,郭兴华,郭正刚 (7039)…………………………………
高温胁迫对不同种源希蒙得木叶片生理特性的影响 黄溦溦,张念念,胡庭兴,等 (7047)………………………
黄土高原水土保持林对土壤水分的影响 张建军,李慧敏,徐佳佳 (7056)………………………………………
青杨雌雄群体沿海拔梯度的分布特征 王志峰,胥摇 晓,李霄峰,等 (7067)………………………………………
大亚湾西北部春季大型底栖动物群落特征 杜飞雁,林摇 钦,贾晓平,等 (7075)…………………………………
湛江港湾浮游桡足类群落结构的季节变化和影响因素 张才学,龚玉艳,王学锋,等 (7086)……………………
台湾海峡鲐鱼种群遗传结构 张丽艳,苏永全,王航俊,等 (7097)…………………………………………………
洱海入湖河流弥苴河下游氮磷季节性变化特征及主要影响因素 于摇 超,储金宇,白晓华,等 (7104)…………
转基因鱼试验湖泊铜锈环棱螺种群动态及次级生产力 熊摇 晶,谢志才,蒋小明,等 (7112)……………………
河口湿地植物活体鄄枯落物鄄土壤的碳氮磷生态化学计量特征 王维奇,徐玲琳,曾从盛,等 (7119)……………
EDTA对铅锌尾矿改良土壤上玉米生长及铅锌累积特征的影响 王红新,胡摇 锋,许信旺,等 (7125)…………
不同包膜控释尿素对农田土壤氨挥发的影响 卢艳艳,宋付朋 (7133)……………………………………………
垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响 马摇 丽,李潮海,付摇 景,等 (7141)…………………………
DCD不同施用时间对小麦生长期 N2O排放的影响 纪摇 洋,余摇 佳,马摇 静,等 (7151)………………………
氮肥、钙肥和盐处理在冬小麦融冻胁迫适应中的生理调控作用 刘建芳,周瑞莲,赵摇 梅,等 (7161)…………
东北有机及常规大豆对环境影响的生命周期评价 罗摇 燕,乔玉辉,吴文良 (7170)……………………………
土壤施硒对烤烟生理指标的影响 许自成,邵惠芳,孙曙光,等 (7179)……………………………………………
不同种植方式对花生田间小气候效应和产量的影响 宋摇 伟,赵长星,王月福,等 (7188)………………………
西花蓟马的快速冷驯化及其生态学代价 李鸿波,史摇 亮,王建军,等 (7196)……………………………………
温度对麦长管蚜体色变化的影响 邓明明,高欢欢,李摇 丹,等 (7203)……………………………………………
不同番茄材料对 B型烟粉虱个体发育和繁殖能力的影响 高建昌,郭广君,国艳梅,等 (7211)………………
基于生态系统受扰动程度评价的白洋淀生态需水研究 陈摇 贺,杨摇 盈,于世伟,等 (7218)……………………
两种典型养鸡模式的能值分析 胡秋红,张力小,王长波 (7227)…………………………………………………
四种十八碳脂肪酸抑藻时鄄效关系分析的数学模型设计 何宗祥,张庭廷 (7235)………………………………
流沙湾海草床重金属富集特征 许战州,朱艾嘉,蔡伟叙,等 (7244)………………………………………………
基于 QuickBird的城市建筑景观格局梯度分析 张培峰,胡远满,熊在平,等 (7251)……………………………
景观空间异质性及城市化关联———以江苏省沿江地区为例 车前进,曹有挥,于摇 露,等 (7261)………………
基于 CVM的太湖湿地生态功能恢复居民支付能力与支付意愿相关研究 于文金,谢摇 剑,邹欣庆 (7271)……
专论与综述
北冰洋海域微食物环研究进展 何剑锋,崔世开,张摇 芳,等 (7279)………………………………………………
城市绿地的生态环境效应研究进展 苏泳娴,黄光庆,陈修治,等 (7287)…………………………………………
城市地表灰尘中重金属的来源、暴露特征及其环境效应 方凤满,林跃胜,王海东,等 (7301)…………………
研究简报
三峡库区杉木马尾松混交林土壤 C、N空间特征 林英华,汪来发,田晓堃,等 (7311)…………………………
广州小斑螟发生与环境因子的关系 刘文爱,范航清 (7320)………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*336*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*39*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄12
封面图说: 黄河的宁夏段属于中国的半荒漠地区,这里气候干燥、降水极少(250mm以下)、植被缺乏、物理风化强烈、风力作用
强劲、其蒸发量超过降水量数十倍。 人们从黄河中提水引水灌溉土地,就近形成了荒漠中的绿洲。 有水就有生命,
有水就有绿色。 这种独特的条件形成了人与沙较量的生态关系———不是人逼沙退就是沙逼人退。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 23 期
2011 年 12 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 23
Dec. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家粮食丰产科技工程资助项目(2006BAD02A13鄄2鄄3)
收稿日期:2010鄄10鄄17; 摇 摇 修订日期:2011鄄03鄄02
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: lichaahai2005@ yahoo. com. cn
马丽,李潮海,付景,郭学良,赵霞,高超,王磊.垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响.生态学报,2011,31(23):7141鄄7150.
Ma L, Li C H, Fu J, Guo X L, Zhao X, Gao C, Wang L. Effects of ridge planting on the photosynthetic characteristics and yield of summer maize in high鄄
yield field. Acta Ecologica Sinica,2011,31(23):7141鄄7150.
垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响
马摇 丽1,2,李潮海1,*,付摇 景1,郭学良1,赵摇 霞1,高摇 超2,王摇 磊2
(1. 河南农业大学农学院 /农业部夏玉米区域技术创新中心,郑州摇 450002;
2. 中国农业大学农学与生物技术学院园艺植物研究所,北京摇 100193)
摘要:试验于 2006—2007 年在河南省浚县农业科学研究所试验田进行,以传统平作为对照,研究了垄作栽培对夏玉米光合特性
和产量的影响。 结果表明,垄作提高了夏玉米光合速率 Pn、叶片蒸腾速率 Tr 和气孔导度 Gs,且其日变化均呈单峰曲线,12:00
达到最大值,而细胞间隙二氧化碳浓度 Ci有所降低,其日变化与 Pn相反,呈倒抛物线型。 垄作栽培夏玉米的最大光化学效率
Fv / Fm和实际光化学效率 囟PS域均有所增加。 与平作相比,垄作后期叶面积衰减较慢,籽粒蜡熟期和成熟期垄作比平作叶面积
指数分别高 6. 4%和 3. 7% ,减少了漏光损失,垄作栽培延长了叶片功能期,促进光合产物的积累及向籽粒的转移,有利于后期
玉米籽粒充实,千粒重显著高于平作,产量提高 9. 6% 。
关键词:垄作;栽培方式;夏玉米;光合特性
Effects of ridge planting on the photosynthetic characteristics and yield of summer
maize in high鄄yield field
MA Li1, 2, LI Chaohai1,*, FU Jing1, GUO Xueliang1, ZHAO Xia1, GAO Chao2, WANG Lei2
1 College of Agronomy, Henan Agricultural University / Regional Center for New Technology Creation of Corn of People忆s Republic of Ministry of Agriculture,
Zhengzhou 450002, China
2 Institute for Horticultural Plants, College of Agriculture and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100193, China
Abstract: China is the largest producer and consumer of agricultural products in the world. Maize ( Zea mays L. ),
including both spring and summer maize, is one of the most important food crops in China and the world. Photosynthesis is
the process of converting light energy to chemical energy and storing it in the bonds of sugar, and is the most basic plant
physiological process directly related to crop yield. Therefore, light is an important factor affecting plant development,
especially at late developmental stages. As a C4 plant, maize is recognized as a high light鄄efficiency crop and its production
potential is very high. Thus it is important to study the photosynthetic characteristics of maize. Traditionally, most maize is
conventionally planted on the flat. Compared with flat culture, ridge planting has the advantages of increasing the soil
surface area conductive to the acceptance of light, and it can improve the soil structure ofthe plowed layer and raise soil
temperature, which is propitious to plant growth. Moreover, ridge planting is beneficial for irrigation purposes. However,
little information is available on the photosynthetic characteristics of ridge鄄cultured maize. In this paper, flat and ridge
planting methods were compared with determine the superior planting method for promoting the formation of photosynthetic
products and increasing summer maize yield. The experiment was conducted in the experimental plot of the Xunxian
Agricultural Science Research Institute during 2006—2007. Comparisons of the photosynthetic capacity, dry matter
accumulation and yield of summer maize grown by ridge culture and traditional flat culture methods were analyzed. The
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findings provide a theoretical insight into the physiology and ecology of photosynthesis for popularizing ridge culture of
summer maize. The results indicated that photosynthetic rate (Pn), leaf transpiration rate (Tr), and stomatal conductance
(Gs) of summer maize were higher in ridge鄄cultured plants compared with those of flat鄄cultured plants, and their diurnal
variations were represented by single鄄peak curves, which all reached maxima at 12:00. The diurnal variation of intercellular
CO2 concentration (Ci) was opposite to that of Pn and represented a reversed parabolic curve. The Fv / Fm ratio and 囟PSII
were increased by ridge planting relative to those of flat鄄cultured plants. Compared with flat planting, the leaf area at late
developmental stages of ridge鄄cultured summer maize decreased more slowly. At the jointing stage, dry matter weight did not
differ significantly between treatments. However, at the silk stage, leaf and stem dry matter with ridge culture increased by
13. 5% and 23. 6% , respectively, compared with those of flat鄄cultured plants during the development of summer maize
plants, and the difference declined with maturity. The leaf area index increased by 6. 4% and 3. 7% at the dough stage and
maturity, respectively, which could efficiently increase potential light capture. This finding demonstrated that ridge planting
extended the functional period of leaves, which is particularly important for accumulation of photosynthetic products and
their transfer to the grain. The thousand鄄grain weight with ridge planting was significantly increased by 8. 7% and 6. 0% in
2006 and 2007, respectively, compared with flat planting, and may be the main contributor to the yield difference. Ridge
planting increased yield by 9. 6% compared with flat planting. Consequently, ridge planting is beneficial to achieve
maximum grain鄄filling capacity.
Key Words: ridge planting; planting pattern; summer maize; photosynthetic characteristics
随着科技进步,世界粮食产量持续增长,但由于人口的不断增加,从 20 世纪 90 年代以来,人均产量的增
长基本持平[1],在未来几十年里,世界将面临粮食持续短缺的问题[2]。 我国人口预计到 2030 年将达到 16 亿,
粮食需求量必然增加,而耕地面积却在急剧减少,2030 年将降至 0. 075 hm2 /人[3],这样的矛盾变化就要求我
国未来粮食生产必须大幅度提高单产水平。 每公顷高产田的产量相当于 1. 42—3. 83 hm2中产田或 2. 09—
6郾 00 hm2低产田的产量,高产田对我国粮食的贡献率为 54. 09% [3],未来粮食增产的关键仍然为中高产田[4]。
因此,大力发展作物超高产是实现中国未来粮食安全保障的基本技术途径。 玉米是我国也是全世界最重要的
粮食作物之一,在我国国民经济可持续快速发展中具有重要地位。 玉米是 C4作物,能够高效集约利用光热等
资源,高产潜力大[5]。 因此,依靠科技进步大幅度提高玉米产量,进行玉米超高产研究,是解决粮食安全问题
的必然选择。
垄作栽培在小麦、玉米、大豆、水稻等作物上已经取得了较为广泛的推广应用,并取得了不同程度的增产
效果,这是因为垄作栽培有利于扩大土壤表面积,改善了根际土壤的通气性,有利于田间的通风透光,改善了
玉米冠层的小气候条件,加厚了适宜作物生长的熟土层,土壤不易板结,提高了土壤温度,更有效地协调了土、
水、肥、气、热、光、温等关系[6鄄7]。 栽培方式是通过协调高密度条件下通风透光、营养状况并最终影响产量的
因素之一[8]。 王法宏等通过对小麦垄作栽培的生理生态效应研究指出,垄作扩大土壤表面积 40%左右,从而
增加了光的截获量,另外垄作改大水漫灌为小水沟内渗灌,有利于土壤微生物和作物根系的活动,垄作使施肥
深度相对增加,提高肥料利用率 10%—15% [9]。 垄作能明显提高土壤水分含量,垄作处理的土壤容重比平作
减少 0. 05—0. 08 g / m3,孔隙度增加,土壤有机质及有效养分含量增加[10],为作物生长创造了一个良好的生态
环境。 干物质积累是玉米产量形成的基础,而光合作用是干物质积累的核心,也是作物产量形成的主要机制,
提高光合速率是取得作物高产的主要途径[11]。 杨克军等对寒地春玉米的研究表明,大垄双行栽培能够改善
玉米的群体结构和光照条件,减少株间竞争,提高了群体光合性能和光能利用率[12]。 合理的宽窄行比例同样
有利于群体内的通风透光,增加光的截获和光能的利用[13]。 前人对光合作用本身变化的研究报道较多,从栽
培方式的角度研究夏玉米光合生理特性方面也有报道[14鄄15],但对垄作栽培的研究,多数从田间小气候和土壤
性状的改善及资源有效利用方面证明了其优越性[6,10],而垄作对夏玉米光合特性的影响报道较少。 本文采用
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垄作小麦收获后在垄上直播夏玉米的方法,探讨垄作对夏玉米光合特性的影响,同时为黄淮海地区的夏玉米
高产探索新的途径。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验区概况
试验于 2006—2007 年在河南省鹤壁市浚县农业科学研究所试验田进行,该区位于黄淮海中部(35毅41忆
N,114毅33忆E),海拔 61. 5 m,年平均气温 13. 7 益,2a 中夏玉米生长季节气候生态条件见表 1,其中 2006 年播
种期为 6 月 7 日,拔节期为 7 月 1 日,吐丝期为 7 月 31 日,收获期为 9 月 25 日;2007 年播种期为 6 月 10 日,
拔节期为 7 月 7 日,吐丝期为 8 月 5 日,收获期为 10 月 1 日。 试验地为潮土,地势平坦,排灌方便,地力均匀
一致,质地中壤,肥力上等,播种前土壤基础肥力:有机质 1. 63% ,水解氮 76. 1mg / kg,速效磷 29. 6mg / kg,速效
钾 92. 1mg / kg。
表 1摇 夏玉米生长季节气候生态条件
Table 1摇 Climatic ecological conditions in period of summer maize growth
时期
Period
2006 年
平均温度 / 益
Average
temperature
降雨量 / mm
Amount of
precipitation
日照时数 / h
Hours of
sunshine
2007 年
平均温度 / 益
Average
temperature
降雨量 / mm
Amount of
precipitation
日照时数 / h
Hours of
sunshine
6 月中旬 Mid Jun 28. 4 3. 2 10. 1 24. 4 15. 8 8. 7
6 月下旬 Late Jun 25. 8 88. 9 8. 1 26. 1 24. 4 8. 8
7 月上旬 Early Jul 26. 4 81. 9 7. 6 26. 6 1. 2 8. 7
7 月中旬 Mid Jul 27. 6 31. 0 8. 2 26. 1 64. 9 6. 1
7 月下旬 Late Jul 25. 0 33. 1 6. 9 24. 7 33. 9 7. 4
8 月上旬 Early Aug 25. 6 44. 7 9. 0 26. 2 5. 6 6. 6
8 月中旬 Mid Aug 26. 1 17. 0 9. 0 25. 1 9. 7 9. 2
8 月下旬 Late Aug 23. 2 164. 5 4. 2 23. 8 42. 7 6. 3
9 月上旬 Early Sep 19. 9 30. 0 6. 9 21. 4 27. 6 7. 8
9 月中旬 Mid Sep 20. 4 4. 2 7. 2 21. 7 0. 3 6. 8
9 月下旬 Late Sep 20. 9 7. 5 4. 9 18. 6 10. 2 7. 8
10 月上旬 Early Oct 20. 4 0. 2 3. 5 14. 3 2. 4 6. 7
33cm
50cm
53cm 30cm
15cm
图 1摇 垄作栽培种植方式
Fig. 1摇 Chart of ridge planting
1. 2摇 试验设计
试验设 2 个处理,分别为垄作(Ridge planting,RP)
和平作(Flat planting,FP),3 次重复。 小区面积为 13 m
伊4 m,小区之间无间隔。 供试品种为浚单 20。 垄作和
平作均采用宽窄行种植,宽行为 50 cm,窄行为 33 cm,
株距 30. 6 cm,密度为 78750 株 / hm2,三角定株,垄作垄
幅为 83 cm,垄面宽 53 cm,垄沟宽 30 cm,垄高 15 cm
(图 1),玉米播种于垄面。 生育期间施肥情况:苗期施
干鸡粪 15000 kg / hm2,N、P2O5、K2O含量均为 15%的复合肥 1650 kg / hm2,大喇叭口期追施尿素 600 kg / hm2,
均采用穴施后灌溉的方法进行。
1. 3摇 测定项目与方法
1. 3. 1摇 叶面积指数
苗期每小区连续 5 株定株,在拔节期、吐丝期、灌浆期、蜡熟期和成熟期测定单株叶面积,根据叶面积计算
叶面积指数。
3417摇 23 期 摇 摇 摇 马丽摇 等:垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响 摇
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1. 3. 2摇 干物质测定
分别在拔节期、吐丝期和成熟期,每小区取 3 株,分部位测定地上部干物质积累量,拔节期分叶片和茎秆
(除叶片外的部分)2 部分测定,成熟期分叶片、籽粒和茎秆(除叶片和籽粒外)3 部分测定。
1. 3. 3摇 光合参数测定
分别在玉米拔节期、吐丝期每小区选 3 株,选择晴天采用英国产 CIRAS鄄1 型便携式光合作用测定系统测
定光合速率(Pn)、细胞间隙 CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)。 拔节期测定部位为第 6 片展开叶,
吐丝期测定部位为穗位叶。
1. 3. 4摇 荧光参数测定
采用英国 Hansatech公司生产的 FMS2 型脉冲调制式荧光仪,分别在玉米拔节期、吐丝期每小区选 3 株,
测定植株荧光动力参数 Fo、Fm、Fm忆、Fs,测定部位同 1. 2. 2。 计算 PS域最大光化学效率 Fv / Fm = (Fm -
Fo) / Fm 、PS域实际光化学效率 椎PS域 = (Fm忆 - Fs) / Fm忆 。
1. 3. 5摇 空秆率调查及考种计产
收获中间 6 行,每行连续收 20 株,自然晒干,脱粒称重,然后换算成产量。 收获的同时调查空秆率。 随机
选取其中 10 穗考种。
1. 3. 6摇 统计方法
采用 Excel数据分析库中的描述统计和方差分析,对试验数据进行统计分析。
2006—2007 年 2a均测定了以上指标,趋势大致相同,因篇幅所限,除产量性状及干物质积累采用 2a数据
外,其余均采用 2007 年所测数据进行分析。
2摇 结果与分析
2. 1摇 垄作栽培对夏玉米叶面积指数和产量的影响
2. 1. 1摇 对叶面积指数的影响
叶面积指数的大小直接决定着作物光能捕获量以及 CO2的吸收面积,因此对光合作用有重要的影响。 从
表 2 可以看出,不同栽培方式下,垄作与平作处理下的玉米叶面积变化动态相似。 吐丝期达最大值,之后趋于
下降。 两种栽培方式总体表现为垄作>平作,拔节期至灌浆期两处理叶面积指数相差不大,但后期二者差异
增大,蜡熟期和成熟期垄作比平作叶面积指数分别提高 6. 4%和 3. 7% ,且蜡熟期二者差异达到显著水平。
表 2摇 垄作与平作栽培夏玉米叶面积指数比较
Table 2摇 Comparison on summer鄄maize leaf area indexes by flat planting and ridge planting
栽培方式
Planting method
拔节期
Jointing
吐丝期
Silk
灌浆期
Filling
蜡熟期
Dough
成熟期
Maturity
平作 FP 0. 48依0. 01a 6. 07依0. 05a 5. 76依0. 08a 3. 29依0. 03b 1. 09依0. 01a
垄作 RP 0. 51依0. 04a 6. 17依0. 16a 5. 77依0. 07a 3. 50依0. 04a 1. 13依0. 02a
摇 摇 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 水平差异显著
表 3摇 垄作与平作栽培夏玉米干物质积累比较
Table 3摇 Comparison on dry matter accumulation of summer maize by flat planting and ridge planting
年份
Year
栽培方式
Planting method
拔节期 Jointing
叶 Leaf 茎秆 Stem
吐丝期 Silk
叶 Leaf 茎秆 Stem
成熟期 Maturity
叶 Leaf 茎秆 Stem 籽粒 Grain
2006 平作 FP 519. 5依23. 6a 177. 0依9. 2a 2642. 9依21. 7B 4632. 3依154. 1b 2765. 5依128. 8a 7452. 9依335. 2a 12090. 5依523. 5a
垄作 RP 508. 6依11. 8a 188. 3依4. 7a 2999. 6依67. 7A 5953. 2依288. 2a 2835. 1依154. 0a 7830. 1依377. 6a 12551. 2依341. 1a
2007 平作 FP 529. 4依24. 6a 189. 9依2. 9a 2854. 2依44. 9B 5627. 6依243. 7b 2911. 1依56. 1b 8423. 8依152. 0a 13707. 4依147. 3b
垄作 RP 542. 7依35. 9a 197. 4依9. 0a 3238. 9依58. 8A 6679. 8依89. 5a 3165. 7依59. 2a 8705. 3依174. 7a 14526. 9依191. 6a
2. 1. 2摇 对干物质积累的影响
从表 3 可以看出,两处理干物质的积累量都随着生育进程的推进不断增加,尤其在吐丝期前叶片和茎秆
4417 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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干重增加的幅度比较显著。 拔节期,叶片和茎秆干重处理间 2a差异均不明显,吐丝期垄作比平作的干物质积
累量显著增加,其中叶片干重垄作比平作 2a平均高 13. 5% ,差异均达到极显著水平;茎秆干重垄作比平作 2a
平均高 23. 6% ,差异显著。 成熟期,各器官干物质 2a总体趋势一致,均表现为垄作>平作,与拔节期和吐丝期
相比,叶片和茎秆干重处理间差异减小,2006 年成熟期各器官干重处理间均差异不显著,2007 年成熟期,垄作
叶片干重比平作高 8. 7% ,籽粒干重比平作高 6. 0% ,均达差异显著水平。
2. 1. 3摇 对产量的影响
由 2a的平均产量性状来看(表 4),与平作相比,垄作栽培 2a 均表现增产趋势,2a 分别增产 6. 4%和
12郾 7% ,平均增产 1163. 6 kg / hm2,平均增产幅度为 9. 6% ,二者差异达到显著或极显著水平。 两年度处理间
亩穗数、双穗率及空秆率均无明显差异。 与平作相比,穗粒数和千粒重均增加,其中穗粒数 2a差异均不显著,
千粒重 2a分别较平作增加 11. 5 g和 22. 3 g,差异达到显著或极显著水平,这可能是造成产量差异的最主要
原因。
表 4摇 垄作与平作栽培夏玉米产量性状比较
Table 4摇 Comparison on yield characters of summer鄄maize by flat planting and ridge planting
年份
Year
栽培方式
Planting
method
穗数 / hm2
Ear number
双穗率 / %
Double
spike rate
空秆率 / %
Barren ratio
穗粒数
Grains
per spike
千粒重 / g
1000鄄grain
weight
产量 / (kg / hm2)
Grain yield
2006 平作 FP 78312. 5依437. 5a 0. 8依0. 0a 1. 4依0. 6a 560. 5依14. 1a 269. 1依2. 4b 11877. 5依239. 1b
垄作 RP 78093. 6依378. 9a 0. 6依0. 3a 1. 4依0. 3a 573. 5依11. 2a 280. 6依2. 7a 12635. 4依157. 7a
2007 平作 FP 77656. 3依218. 8a 0. 3依0. 3a 1. 7依0. 5a 517. 9依9. 6a 336. 5依1. 9B 12331. 1依154. 0B
垄作 RP 77875. 0依218. 8a 0. 3依0. 3a 1. 4依0. 3a 544. 3依10. 5a 358. 8依3. 5A 13900. 4依211. 6A
2. 2摇 垄作栽培对夏玉米光合速率 Pn及胞间 CO2浓度 Ci的日变化的影响
2. 2. 1摇 对光合速率日变化的影响
图 2 为夏玉米不同栽培方式光合速率日变化情况。 不同生育时期比较看,两处理均表现为吐丝期>拔节
期,且均表现为从早上开始逐渐上升,在 12:00 左右 Pn 达到最高值,之后随时间的推移而又逐渐下降。 两个
时期均表现为 12:00 之前两处理差异较小,12:00 之后差距加大,且垄作明显高于平作,到 18:00 左右二者差
异又减小。 不同栽培方式相比,拔节期和吐丝期 Pn的总趋势均表现为垄作>平作,说明夏玉米垄作栽培在拔
节期已表现出光合能力的优势。
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图 2摇 垄作与平作栽培夏玉米光合速率 Pn日变化比较
Fig. 2摇 Comparison on diurnal changes of Pn of summer maize by flat planting and ridge planting
2. 2. 2摇 对胞间 CO2浓度日变化的影响
从图 3 可以看出,不同处理玉米叶片的胞间 CO2浓度在 8:00 之后逐渐降低,12:00 达到最低值,之后开始
逐渐回升,呈现倒抛物线趋势,与光合速率的变化趋势相反,这也正是强光下光合作用对 CO2利用的结果。 在
5417摇 23 期 摇 摇 摇 马丽摇 等:垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响 摇
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夏玉米拔节期和吐丝期 Ci值均表现为平作>垄作。 说明垄作改善了玉米叶片不同生育时期 CO2的利用效率,
导致光合速率和产量的提高。
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图 3摇 垄作与平作栽培夏玉米细胞间隙 CO2浓度日变化比较
Fig. 3摇 Comparison on diurnal changes of Ci of summer maize by flat planting and ridge planting
2. 3摇 垄作栽培对夏玉米蒸腾速率和气孔导度日变化的影响
2. 3. 1摇 对蒸腾速率日变化的影响
图 4 表明,夏玉米不同时期两处理叶片蒸腾速率日变化均表现为从早上开始逐渐上升,到 12:00 时达到
最大值,之后又开始下降,在相同的时间段内表现出与 Pn变化(图 2)一致的趋势。 总的来看垄作处理的叶片
Tr值高于平作。 不同生育时期处理间 Tr的差异表现一致,但拔节期 Tr 值普遍低于吐丝期,拔节期垄作和平
作 Tr最高值分别达到 2. 20 和 1. 99mmolH2O·m-2·s-1,而吐丝期最高值分别为 4. 01 和 3. 64 mmolH2O·m-2·s-1。
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速率
Tr/(
mmo
lH 2O
. m-2 .
s-1 )
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图 4摇 垄作与平作栽培夏玉米蒸腾速率 Tr日变化比较
Fig. 4摇 Comparison on diurnal changes of Tr of summer maize by flat planting and ridge planting
2. 3. 2摇 对气孔导度的日变化的影响
不同生育时期,夏玉米不同处理叶片气孔导度日变化均表现为垄作>平作(图 5),这说明夏玉米实行垄作
栽培,通风透光良好,田间空气湿度降低,蒸腾速率增加,有利于气体交换。 各处理夏玉米叶片 Gs的日变化呈
单峰曲线,从早晨开始 Gs逐渐增加,在 12:00 左右达到最高值,之后下降。 不同时期相比较,吐丝期整体气孔
导度相对于拔节期有所升高。 气孔作为二氧化碳和水分进行交换的门户,其开放程度势必受外界环境条件的
影响,进而影响到细胞内二氧化碳的同化及水分的利用。 气孔导度的这种变化趋势同蒸腾速率和胞间 CO2浓
度变化相似。
2. 4摇 垄作与平作夏玉米荧光参数分析
Fv / Fm表示暗适应下 PS域最大光化学效率,反映了 PS域反应中心最大光能转换效率,,表示原初光能转
化效率,它和光合电子传递活性成正比[16];在非环境胁迫条件下变化极小,不受物种和生长条件的影响。 而
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图 5摇 垄作与平作栽培夏玉米气孔导度 Gs日变化比较
Fig. 5摇 Comparison on diurnal changes of Gs of summer maize by flat planting and ridge planting
受到光抑制和胁迫的叶片这一参数明显降低,它是表明光抑制和胁迫程度的良好指标和探针[17];
Nordenkampf等认为,在非环境胁迫下植物的 Fv / Fm 值的变化范围为 0. 75—0. 85[18]。
椎PS域是 PS域的实际光化学效率,反映叶片用于光合电子传递的能量占吸收光能的比例,是 PS域和反应
中心部分关闭时的光化学效率[19],其值大小可以反映 PS域反应中心的开放程度。
2. 4. 1摇 垄作栽培对夏玉米最大光化学效率(Fv / Fm)的影响
Fv / Fm值越高,说明 PS域反应中心的能量捕捉效率越高[20]。 由图 6 可以看出,8:00—18:00,2 个处理在
拔节和吐丝期的最大光化学效率 Fv / Fm均在 12:00 光强最高时值最低,表现为 PS域活性下调,出现光合作用
的光抑制,之后随光强减弱,Fv / Fm 逐渐回升。 Fv / Fm 日变化动态反映出中午 PS域活性下调是 PS域活性可
逆失活的变化过程。 垄作与平作相比,拔节期和吐丝期都表现为垄作 Fv / Fm 大于平作,说明垄作夏玉米 PS
域反应中心的能量捕捉效率高。
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学效
率 F
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图 6摇 垄作与平作栽培夏玉米最大光化学效率 Fv / Fm日变化比较
Fig. 6摇 Comparison on diurnal changes of Fv / Fm of summer maize by flat planting and ridge planting
2. 4. 2摇 垄作栽培对夏玉米实际光化学效率(囟PS域)日变化的影响
由图 7 可以看出,两个处理夏玉米拔节期和吐丝期 囟PS域的日变化呈倒抛物线型,其变化趋势和 Fv / Fm
基本一致,但拔节期最低值向后推移,吐丝期仍在 12:00 达到最低,且垄作高于平作。 说明夏玉米垄作叶片光
合电子传递的能量占吸收光能的比例较高,对光能的利用率较高。
3摇 结论与讨论
不同地区实行垄作栽培,其作用有所不同,坡耕地是为了有效地防止水土流失,改善生态环境,进而保障
农业高产稳产[21],我国北方旱地实行垄作栽培,有利于提高作物的水分利用效率和土壤温度,以达到进一步
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图 7摇 垄作与平作栽培夏玉米实际光化学效率 囟PS域日变化比较
Fig. 7摇 Comparison on diurnal changes of 囟PS域 of summer maize by flat planting and ridge planting
增产的目的[22]。 多数研究表明,垄作栽培在一定程度上改进了耕层的土壤结构,增大了土壤孔隙度,降低了
土壤容重,有利于土壤腐殖质含量,长期垄作栽培可以改善作物的生长环境[6,10,23鄄24]。 本试验地区为黄淮海
中部平原区,采用垄作小麦收获后在垄上直播夏玉米的方法,结果表明,垄作提高了夏玉米的光合速率,促进
了光合产物的积累,减少了光能的漏射损失,提高了玉米的光能利用率,能获得较高的生物产量,籽粒产量增
加 9. 55% 。 垄作增加了 Fv / Fm,加大了 PS域反应中心原初光能转化效率,提高了实际光化学效率 囟PS域,这
有利提高叶肉细胞的光合作用能力[25鄄27]。 本试验中垄作栽培表现出的优势可能是改善了玉米的立地条件,
促进了作物养分的吸收和利用,进而提高了叶片的光合特性。
叶片是植物截获光能的载体,而光合作用直接影响到玉米籽粒产量[28]。 本研究表明,垄作栽培提高了夏
玉米叶面积指数,延缓玉米叶片衰老,延长叶片功能期,光截获量增加,漏光损失较少,促进光合产物向籽粒的
转移,有利于后期玉米籽粒充实。
2006 年玉米青枯病大面积发生,这可能是由于当年 8 月下旬至 9 月上旬的高温高湿引起的,导致总体产
量下降,但垄作产量仍处于较高水平。 由此可见,与平作相比,垄作表现出了较好的抗逆性和稳产性,这与前
人研究结论相似[23,29]。 另外,垄作与平作均可采用机器播种与收获,管理相同,由于垄作播种机的应用并没
有增加成本投入,且能取得良好的增产效果,因此,垄作栽培在黄淮海地区具有很大的推广意义。
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0517 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 23 December,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Satellite鄄based modelling light use efficiency of alpine meadow along an altitudinal gradient
FU Gang, ZHOU Yuting, SHEN Zhenxi, et al (6989)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Changes in the concentrations of airborne Picea schrenkiana pollen in response to temperature changes in the Tianshan Mountain
area PAN Yanfang, YAN Shun, MU Guijin, et al (6999)…………………………………………………………………………
Primary production in the Bay of Bengal during spring intermonsoon period
LIU Huaxue, KE Zhixin, SONG Xingyu, et al (7007)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of rainfall regimes on the decomposition rate of yak dung in an alpine meadow of northwest Sichuan Province, China
WU Xinwei, LI Guoyong, SUN Shucun (7013)
…………
……………………………………………………………………………………
SOFM鄄based nutrient cycling classification of forest ecosystems in the Loess Plateau
CHEN Kai,LIU Zengwen,LI Jun, et al (7022)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Characterization of the responses of photosynthetic and chlorophyll fluorescence parameters to water stress in seedlings of six
provenances of Chinese Pine (Pinus tabulaeformis Carr. ) WANG Yan, CHEN Jianwen, et al (7031)…………………………
Effect of silicon supply on Tall Fescue (Festuca arundinacea) growth under the salinization conditions
LIU Huixia, GUO Xinghua, GUO Zhenggang (7039)
………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of high鄄temperature stress on physiological characteristics of leaves of Simmondsia Chinensis seedlings from different
provenances HUANG Weiwei, ZHANG Niannian, HU Tingxing, et al (7047)……………………………………………………
Soil moisture dynamics of water and soil conservation forest on the Loess Plateau ZHANG Jianjun,LI Huimin,XU Jiajia (7056)……
The distribution of male and female Populus cathayana populations along an altitudinal gradient
WANG Zhifeng, XU Xiao, LI Xiaofeng, et al (7067)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Analysis on the characteristics of macrobenthis community in the North鄄west Daya Bay of South China Bay in spring
DU Feiyan, LIN Qin, JIA Xiaoping, et al (7075)
…………………
…………………………………………………………………………………
The effects of season and environmental factors on community structure of planktonic copepods in Zhanjiang Bay, China
ZHANG Caixue, GONG Yuyan, WANG Xuefeng, et al (7086)
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Population genetic structure of Pneumatophorus japonicus in the Taiwan Strait
ZHANG Liyan, SU Yongquan, WANG Hangjun, et al (7097)
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Seasonal variation of nitrogen and phosphorus in Miju River and Lake Erhai and influencing factors
YU Chao, CHU Jinyu, BAI Xiaohua, et al (7104)
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Population dynamics and production of Bellamya aeruginosa (Reeve) (Mollusca: Viviparidae) in artificial lake for transgenic fish,
Wuhan XIONG Jing, XIE Zhicai, JIANG Xiaoming, et al (7112)………………………………………………………………
Carbon, nitrogen and phosphorus ecological stoichiometric ratios among live plant鄄litter鄄soil systems in estuarine wetland
WANG Weiqi, XU Linglin, ZENG Congsheng, et al (7119)
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Effects of EDTA on growth and lead鄄zinc accumulation in maize seedlings grown in amendment substrates containing lead鄄zinc
tailings and soil WANG Hongxin,HU Feng,XU Xinwang, et al (7125)…………………………………………………………
Effects of different coated controlled鄄release urea on soil ammonia volatilization in farmland LU Yanyan,SONG Fupeng (7133)………
Effects of ridge planting on the photosynthetic characteristics and yield of summer maize in high鄄yield field
MA Li, LI Chaohai, FU Jing, et al (7141)
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Effect of timing of DCD application on nitrous oxide emission during wheat growing period
JI Yang,YU Jia,MA Jing, et al (7151)
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The role of the fertilizing with nitrogen, calcium and sodium chloride in winter wheat leaves adaptation to freezing鄄thaw stress
LIU Jianfang, ZHOU Ruilian, ZHAO Mei, et al (7161)
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Environment impact assessment of organic and conventional soybean production with LCA method in China Northeast Plain
LUO Yan, QIAO Yuhui, WU Wenliang (7170)
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Effects of selenium added to soil on physiological indexes in flue鄄cured tobacco
XU Zicheng, SHAO Huifang, SUN Shuguang, et al (7179)
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Influence of different planting patterns on field microclimate effect and yield of peanut (Arachis hypogea L. )
SONG Wei, ZHAO Changxing,WANG Yuefu, et al (7188)
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Rapid cold hardening of Western flower thrips, Frankliniella occidentalis, and its ecological cost
LI Hongbo, SHI Liang, WANG Jianjun, et al (7196)
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Effects of temperature on body color in Sitobion avenae (F. ) DENG Mingming, GAO Huanhuan, LI Dan, et al (7203)……………
Development and reproduction of Bemisia tabaci biotype B on wild and cultivated tomato accessions
GAO Jianchang, GUO Guangjun, GUO Yanmei, et al (7211)
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Study on ecological water demand based on assessment of ecosystem disturbance degree in the Baiyangdian Wetland
CHEN He, YANG Ying, YU Shiwei, et al (7218)
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Emergy鄄based analysis of two chicken farming systems: a perspective of organic production model in China
HU Qiuhong, ZHANG Lixiao, WANG Changbo (7227)
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Mathematical model design of time鄄effect relationship analysis about the inhibition of four eighteen鄄cabon fatty acids on toxic
Microcystis aeruginosa HE Zongxiang, ZHANG Tingting (7235)……………………………………………………………………
Enrichment of heavy metals in the seagrass bed of Liusha Bay XU Zhanzhou, ZHU Aijia,CAI Weixu, et al (7244)…………………
A gradient analysis of urban architecture landscape pattern based on QuickBird imagery
ZHANG Peifeng, HU Yuanman, XIONG Zaiping, et al (7251)
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Landscape spatial heterogeneity is associated with urbanization: an example from Yangtze River in Jiangsu Province
CHE Qianjin,CAO Youhui,YU Lu, et al (7261)
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CVM for Taihu Lake based on ecological functions of wetlands restoration, and ability to pay and willingness to pay studies
YU Wenjin, XIE Jian, ZOU Xinqing (7271)
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Review and Monograph
Progress in research on the marine microbial loop in the Arctic Ocean HE Jianfeng, CUI Shikai, ZHANG Fang, et al (7279)………
Research progress in the eco鄄environmental effects of urban green spaces
SU Yongxian, HUANG Guangqing, CHEN Xiuzhi, et al (7287)
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Source, exposure characteristics and its environmental effect of heavy metals in urban surface dust
FANG Fengman, LIN Yuesheng, WANG Haidong, et al (7301)
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Scientific Note
Spatial structures of soilcarbon and nitrogen of China fir and Masson pine mixed forest in the Three Gorger Reservoir Areas
LIN Yinghua, WANG Laifa, TIAN Xiaokun, et al (7311)
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The relationship between Oligochroa cantonella Caradja and environmental factors LIU Wenai,FAN Hangqing (7320)………………
4237 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 23 期摇 (2011 年 12 月)
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摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 23摇 2011
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