全 文 ：l4
文章编号 ：1000．8551(2004)01—014—04
核 农 学 报 2004，18(1)：14 17
Acta AgrieulturaeNucleatae S／n／ca
种植密度对玉米鲁原单 22光合作用的影响
齐延芳 许方佐 周柱华 邢燕菊 徐立华 邱登林
(山东省农业科学院原子能农业应用研究所，山东 济南 250100)
摘 要：玉米鲁原单22号是通过辐照诱变选育而成的新杂交种，研究了在不同种植密度条件下
该品种光合作用的变化。结果表明：单株叶面积(LA)、叶片叶绿素含量、光合速率、呼吸速率
均随种植 密度增加而降低 ；而叶面积指数 (LAI)、群体叶面积持 续期(LAD)则随种植 密度增加
而增加。获得最高产量种植 密度为 6．56株／rn2，适宜种植密度条件 下抽丝期叶片的光合速率
为 31．24t．tmol CO，·m～·s一，叶绿素含量为 5．18mg·dm～，最大叶面积指数为 4．72。
关键词：玉米；鲁原单22号；种植密度；光合性能
CAPABⅡ ITY oF NEW
M AIZE HYBRID LUYUANDAN 22
QI Yan·fang XU Fang·ZUO ZHOU Zhu—hua XING Yan·ju XU Li·hua QIU Deng·lin
(TheInstituteforApplication ofAtomic Energy，ShandongAcademyofAgricultural Sciences，Jinan，Shandong 250100)
Abstract：The photosynthesis capability of new maize hybrid Luyuandan 22 selected by Co y-ray irradiation was
studied in diferent density treatments．The results indicated that LA， leaf chlorophyll content and rates of
photosynthesis and respiration decreased with increase of plant density and LAI．LAD of canopy．The density with
the highest yield was 6．56 plants／m2
． Under the optimum density，the rate of photosynthesis Was 3 1．24,ttmol CO2
m ～ ·s～
． the leaf chlorophyll content Was 5．18 mg·dm an d the LA1 was 4．72．
Key words：maize；Luyuandan 22；density；photosynthesis capability
鲁原单22号是山东省农业科学院原子能农业应用研究所利用辐射诱变技术选育出的玉米新杂交
种，该品种具有株型紧凑、高产、优质、多抗、中早熟等突出优点⋯，于2002年 4月通过山东省农作物品
种审定委员会审定，具有十分广阔的推广前景。研究和实践证明，选用耐密性强、产量潜力高的优良品
种与合理的栽培技术配套是获得高产的先决条件。因此，我们在选育出紧凑型新品种的同时，对其配套
栽培技术进行了研究，以便合理密植，增加群体的库容度，充分发挥新品种的增产潜力。光合作用是物
质生产和产量构成的基础，品种的耐密性可能与玉米的光合性能存在密切的关系 ，因此分析群体的叶
面积指数、叶面积持续期、叶片光合速率、呼吸速率等生理指标在不同密度条件下的变化，对于探讨新品
种的耐密性、产量潜力的发挥及新品种的推广具有重要意义。
1 材料与方法
本研究在山东省农科院试验农场进行。土壤地力肥沃。供试材料为新杂交种鲁原单 22号。麦收
收稿 日期 ：2002—09—09
作者简介：齐延芳(1970一)，女，助理研究员，从事玉米遗传育种研究。
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1期 种植密度对玉米鲁原单 22光合作用的影响
后进行直播，各品种分别设置4．5、6．0、7．5、9．0、10．5株／rn2 5个密度处理，随机排列，重复4次，选 1个重
复做取样区。5行区，行长 5m，行距 0。67m。田间管理同一般大田。在抽丝期调查叶面积 ，抽丝期 、灌浆
期(抽丝后25d)和收获前用美国产 LI．6200测定单叶光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)和羧化效率，
每处理测定 5～8片叶，测定叶片为果穗叶，结果以平均值计。羧化效率按邹琦等方法 ；暗呼吸速率以
红布和黑布将叶室完全包裹，测定单位时间内单位叶面积 CO，的释放量。叶片的叶绿素含量按 Amon
法，80％的丙酮提取 ，比色法测定。收获时调查空秆率 、单株干重和群体产量。
2 结果
2．1 不同密度处理鲁原单 22号叶面积的变化
2．1。1 单株叶面积(LA)和叶面积指数(LAI)的变化 不同处理随密度的增加 LA下降，LAI增加，高密
度处理由于群体优势，始终具有较高的 LAI，不同处理在拔节期之前，LA和 LAI差异不显著；大喇叭口期
以后，差异逐渐加大；抽丝期 LA和 LAI均达到最高值，低密度处理(4．5株／Ⅱl2)LAI为2．99，高密度处理
(10。5株／Ⅱl2)为5．50，差异极显著(表 1、表2)。
表 1 不 同密度处理单株叶面积 (LA)的变化
Table 1 Leaf area per plant(LA)in diferent density treatments
表 2 不同密度处理叶面积指数(IAI)的变化
Table 2 kaf area index(LAI)in diferent density treatments
表 3 不同密度群体 叶面积 持续 期(LAD)
Table 3 Leaf area duration(LAD)in diferent density treatments (m2·dm )
2．1．2 叶面积持续期(LAD)的变化 玉米的叶面积持续期(LAD)是光合时间的反应。LAD的高低，尤
其是抽穗后的 LA D占总 LAD的比例大小 ，反映了品种特性和田间管理 的水平。由表 3看出，随着密度
的增加，叶面积持续期逐渐增加，密度为9．0株／m 时叶面积持续期最大，再增加密度 LAD会降低，这是
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16 核 农 学 报 18卷
由于叶面积过大，相互遮荫，下部叶片枯黄，功能期缩短。因此，只有合理密植才既保证充足的光合叶面
积，又保证群体不早衰。
2．2 鲁原单 22号叶片生理特性
2．2．1 不同密度处理光合色素含量的变化 叶绿体是玉米叶片光合作用的重要器官，叶绿素含量与光
合速率成正相关。研究发现，随着密度的增加，叶绿素 a、b、(a+b)和类胡萝 卜素均呈下降趋势，Chla／
Chlb也呈下降的趋势，表明在叶绿素 a对密度的反应比叶绿素 b更敏感。从不同生育时期看，随着生育
时期的推进，叶绿素 a、b、(a+b)和类胡萝 卜素逐渐降低，说明后期叶片中叶绿体分解，而 Chla／Chlb则呈
上升趋势，说明叶绿素 a下降速度比叶绿素 b慢，后期叶绿素 b分解加快。在常规产量水平下，抽丝期
鲁原单 22号叶片的叶绿素含量(a+b)为 5．18mg·dm (表 4)。
表 4 光合 色素组成及含量 的变化
Table 4 Chlorophyll content in diferent density treatments (nag·dm )
抽丝期
silking
抽 丝后 25d
25d after silking
收获期
harvest
4．5
6．O
7．5
9．0
10．5
平均 average
4．5
6．O
7．5
9．0
10．5
平均 average
4．5
6．O
7．5
9．0
1O．5
平均 average
6 19
5．90
5．25
4．49
4．06
5．18
2．2．2 不同密度处理光合速率的变化 叶片的光合
速率反映了叶片的光合能力。随着密度 的增 加(表 5、
图 1)，单叶光合速率下降，但抽丝期种植密度在7．5株
，m 以上时下降幅度不明显，看出鲁原单 22号耐密性
较强；同一密度处理不同生育时期光合速率自抽丝期
呈下降趋势，高密度处理下降趋势尤其明显，如 l0．5
株，m 至收获时下降了 73．60％，表明种植密度过大早
衰明显。因此，只有通过合理密植，协调好群体与个体
光合的关系，尽量延长高光合速率持续时间。
2．2．3 不同密度处理 呼吸速率 的变化 呼吸速率与
表 5 不同密度处理光合速率
Table 4 Photosynthesis rate in different density
treatments (,umol CO2·m～·s )
叶片的代谢活性有密切的关系，叶片的呼吸作用为 c0 的固定提供能量。由图 1看出，不同密度处理叶
片的呼吸速率呈降低趋势，高密度时降低幅度较低密度时增大，5个密度处理下叶片的呼吸速率分别为
10．70、10．48、9．87、9．42、8．93~tmol CO：·m～·s～，分别 占同时期光合速率 的 0．297、0．300、0．316、0．316、
0．317，表明高密度条件下呼吸速率与光合速率的相对 比例有增加的趋势。
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Acta agric~turaeNucleatae Sinica
2004，l8(1)：14—17
2．3 鲁原单22号产量潜力
鲁原单 22号群体籽粒产量与密度按 W= ￡
axe (口>0，b<0)的曲线模式变化。其密度一产量 巴
方程为：Y=315．412xe I。 m(r=0．9893“)，种植 笔。
密度在4．5 6株／m2时，群体籽粒产量迅速增加； 导
6—8株／rn2时，增加速度变小，但群体籽粒产量仍
．
缓慢增加；群体籽粒产量增加速度为0时，群体籽 潮
粒产量达到最高。此时，鲁原单 22号的最高期望
产量为 1441．50g／m2，对应的最高产量密度为6．56
株／rn2。
2 讨论
植物理化诱变技术具有变异速度快、诱变效
率高、变异谱广等突出优点，是改良和创造优异种
种植密度
pl~mt d。nsity【pl柚tsfmz)
图 1 不同密度处理叶片的呼吸速率与光合速率
(抽丝期测定)
Fig．1 Rate of photosynthesis and respiration in
diferent density treatments(silking)
质的重要途径之一 。多年来我们采用∞Co 7射线诱变与常规育种技术相结合，选育出一大批优良白
交系，这是我们育成优良杂交种鲁原单 22号的关键。鲁原单 22号属紧凑型品种，对其光合性能及产量
潜力的研究证明，该品种的适宜种植密度范围为 6．56—7．5株／rn2。该品种最大叶面积指数应达到
4．72，接近5；抽丝 一成熟期的叶面积持续期达到 161．574rn2·d·m～，其中，抽丝后叶面积持续期占总叶
面积持续期的 62．10％。对叶片生理特性研究表明，适宜密度条件下抽丝期叶片的光合速率为
31．24~mol CO ·m～·s～，叶绿素含量为5．18mg·dm～。从高产的角度讲，建立一个前期叶面积生长速度
快，中期叶面积指数高且稳定时间长，后期衰亡速率低，叶面积指数下降慢的群体是高产的保证。
玉米干物质产量的90％以上是由光合作用生产的，玉米品种的高产潜力能否得以发挥，与群体的
光合作用强度有很重要的关系 J，玉米的光合性能是决定物质生产和产量形成的基础，对于耐密性品种
来讲，建立一个合理群体，协调好群体与个体光合的关系，尽量延长高光合速率持续时间十分重要。有
关玉米光合性能的研究已有较多报道 。 ，我们在育成新品种的同时，研究了密度对其光合性能的影
响，并提出了合理密度群体及相应的光合因子指标，对新品种的推广及紧凑型品种的选育提供理论依
据 。
致谢：本试验过程中得到山东省农科院玉米研究所刘开昌博士的热心帮助，在此表示衷心感谢。
参考文献 ：
[1] 许方佐，等．中早熟高产多抗玉米杂交种鲁原单22号．山东农业科学，2001，(1)：39
[2] 王庆成，等．玉米光合性能与产量关系的研究．玉米科学，1995，(1)：66—70
[3] 邹琦，等．作物抗旱生理生态研究．济南：山东科技出版社，1994，259—266
【4] 王庆成，等．玉米的群体光合作用．玉米科学，2001，9(4)，57 61
[5] 刘开昌，等．玉米光合性能与耐密性关系的研究．山东农业科学，2001，(6)，25—29
[6] 刘开昌，等．密度对群体冠层内小气候的影响．植物生态学报，．2OOO，24(4)，489—493
[7] 王璞，等．密度对高油玉米 298产量和含油率的影响．玉米科学，2002，10(2)：49—52
[8] 王忠孝主编．山东省玉米．北京：中国农业出版社，1999，205
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