全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(6): 1069−1077 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家粮食丰产科技工程项目(2011BAD16B14), 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2009CB118605)和中央级公益性科
研院所基本科研业务费专项资助。
* 通讯作者(Corresponding authors): 赵明, E-mail: zhaomingcau@163.net, Tel: 010-82108752; 李从锋, E-mail: licongfeng2008@sina.com,
Tel: 010-82106043
第一作者联系方式: E-mail: haipenghou@126.com
Received(收稿日期): 2012-11-19; Accepted(接受日期): 2013-01-15; Published online(网络出版日期): 2013-03-22.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130322.1739.017.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01069
高产夏玉米产量性能特征及密度深松调控效应
侯海鹏 丁在松 马 玮 李从锋* 赵 明*
中国农业科学院作物科学研究所 / 农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室, 北京 100081
摘 要: 以现代高产玉米品种中单 909和郑单 958为试验材料, 于 2010—2011年在河南新乡设置种植密度与耕作方式田
间试验, 研究夏玉米高产群体产量性能参数变化及主要栽培措施调控效应。结果表明, 中单 909 相比郑单 958 显著增产
11.36%, 穗粒数(KN)、千粒重(KW)极显著增加(P<0.01), 生育天数(D)、收获指数(HI)和收获穗数(EN)无明显差异(P>0.05);
平均叶面积指数(MLAI)、光合势在灌浆后期增加更为显著, 平均净同化率(MNAR)显著增加(P<0.05), 而干物质积累最大
生长速率、生长速率最大时的生长量、平均生长速率、活跃生长期均明显提高。进一步分析产量性能参数间相互关系, EN
与MLAI呈极显著正相关(P<0.01), KN和 KW与MNAR呈极显著正相关(P<0.01), 而MNAR、KN、KW与MLAI呈极显
著负相关(P<0.01)。中单 909比郑单 958增产可能是产量性能参数差异补偿的结果。中单 909在高密度下具有较高的MLAI、
MNAR 和 KN, 获得最高产量的群体密度比郑单 958高 27.3%; 深松耕作方式下, 中单 909和郑单 958分别增产 13.0%和
8.7%, 主要表现为, MNAR和 KN显著增加, MLAI和 D无明显变化, HI、EN、KW增加幅度在不同品种间表现不一致, 表
明土壤深松条件下密植(9.50×104株 hm−2)是目前夏玉米高产重要技术途径之一。综上, 密植夏玉米高产群体产量性能特征
参数为MLAI 3.05~3.55、MNAR 4.80~6.27 g m−2 d−1、D 109~111、HI 0.50~0.52、EN 9.60~10.38×104穗 hm−2、KN 352.0~370.1
粒、KW 314.7~315.9 g, 可以实现 11 250~12 000 kg hm−2以上的产量。
关键词: 夏玉米; 高产; 产量性能; 条深松; 调控效应
Yield Performance Characteristics and Regulation Effects of Plant Density and
Sub-Soiling Tillage System for High Yield Population of Summer Maize
HOU Hai-Peng, DING Zai-Song, MA Wei, LI Cong-Feng*, and ZHAO Ming*
Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Physiology and Production, Ministry of Agriculture,
Beijing 100081, China
Abstract: A 2-year field trial using high yield varieties Zhengdan 958 and Zhongdan 909 with densities and tillage systems was
conducted in Xinxiang, Henan Province during 2010–2011 growing season to study the characteristics of yield performance pa-
rameters and the effect of main cultivation practices for high yield population. Results indicated that compared with Zhengdan 958,
Zhongdan 909 increased grain yield by 11.36% significantly, as well as kernel number per ear (KN) and 1000-kernel weight (KW)
(P<0.01). There was no difference (P>0.05) in duration (D), harvest index (HI), and ear number (EN) between two hybrids. Mean
leaf area index (MLAI) and leaf area duration were improved significantly (P<0.01), mean net assimilation rate (MNAR) was
increased significantly (P<0.05). Moreover, Zhongdan 909 retained higher maximum growth rate, biomass at the maximum
growth rate, average growth rate and active growth duration compared with Zhengdan 958. There were significantly positive cor-
relations between EN and MLAI (P<0.01), and between KN, KW, and MNAR (P<0.01). There were significantly negative corre-
lations between MNAR, KN, KW, and MLAI (P<0.01). Zhongdan 909 had a higher yield because of the mechanism of asynchro-
nous improvement of yield performance parameters. The optimize population of Zhongdan 909 was 27.3% higher than that of
Zhengdan 958, with the higher MLAI, MNAR, and KN. Grain yield increased by 8.71% and 13.02% in sub-soiling tillage system
for Zhengdan 958 and Zhongdan 909, respectively, resulting from increasing MNAR and KN significantly. There was no differ-
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ence in MLAI and D between both varieties. HI, EN and KW were increased differently in different varieties. Thus, yield per-
formance parameters for high yield of 11 250–12 000 kg ha−1 were MALI 3.05–3.55, MNAR 4.80–6.27 g m−2 d−1, growth days
109–111, harvest index 0.50–0.52, harvest ears 9.60–10.38×104 ha−1, kernel number per ear 352.0–370.1, 1000-kernel weight
314.7–315.9 g. Increasing population density (about 9.50×104 plants ha−1) with sub-soiling tillage system is one of main manage-
ment practices for high yield in Yellow Huai Valley areas.
Keywords: Summer maize; High yield; Yield performance characteristics; Sub-soiling tillage system; Regulation effects
高产玉米品种的产量是产量性能方程(MLAI×
MNAR×D×HI=EN×KN×KW)中各个参数相互补偿协
调的结果[1]。在产量潜力提高的过程中, 群体的产量
性能参数会相应变化, 了解高产玉米产量性能参数
特征及其形成机制对于高产玉米产量潜力突破具有
重要意义。
国内学者对不同高产玉米品种群体产量性能特
征进行了广泛研究[2-4]。付雪丽等[5]研究指出, 夏玉
米晚收时 MLAI、HI、D 和 KW 均显著提高; 陈传
永等[6]系统分析了产量性能参数对种植密度的响应
特征, 认为不同品种产量性能参数对密度胁迫的响
应相同, 均随密度增加而 MLAI、EN 显著增大, 但
MNAR、HI、KN、KW 显著降低; 李立娟等[7]研究
黄淮海双季玉米产量性能特征指出, 双季玉米的周
年产量性能表现较高的 MLAI、MNAR和短的 D值
及较低的 HI; 王志刚等[8]研究表明, 内蒙古平原灌
区春玉米实现 1.5×104 kg hm−2的产量属于“得失性补
偿增产”, 其中, EN和 KN是决定群体产量的主要因
素, 最大叶面积指数(LAImax)在 6.5以上, MLAI在 5
左右, 收获期 LAI在 3.5以上。但产量性能参数受生
态因素和栽培措施 [9-10]的影响 , 而关于黄淮海夏玉
米密植高产群体产量性能特征及深松调控效应研究
报道较少。本文以适应性广、耐密性强的现代玉米
高产品种中单 909 和郑单 958 为试验材料, 以密度
和耕作方式为主要调控措施, 系统研究夏玉米高产
群体产量形成过程, 明确夏玉米群体产量性能参数
变化特征, 为黄淮海夏玉米高产栽培提供理论依据
和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验田概况
中国农业科学院河南新乡综合试验站地处暖温
带大陆性季风气候区, 2010—2011 年夏玉米生长季
活动积温 2859.6~2988.1℃, 降水量 366.8~533.1 mm,
日照时数 557.9~586.5 h。试验地前茬为冬小麦, 供
试土壤为黏质壤土 , 耕层土壤 pH 8.21, 含有机质
12.55 g kg−1、速效氮 61.18 mg kg−1、速效磷 16.15 mg
kg−1、速效钾 109.95 mg kg−1。
1.2 试验设计
供试品种为中单 909、郑单 958。2010 年 6 月
13 日播种, 种植密度为 6.00×104株 hm−2、8.25×104
株 hm−2、10.50×104 株 hm−2, 耕作方式为条深松和
常规耕作 2种, 小区行长 10 m, 宽 4.8 m。2011年 6
月 18 日播种 , 种植密度为 6.00×104 株 hm−2、
10.50×104株 hm−2, 小区行长 30 m, 宽 4.8 m, 耕作
方式为条深松。2年均采用随机区组设计, 3次重复,
田间随机排列。条深松耕作为前茬小麦秸秆全部粉
碎还田, 采用条带深旋播种一体化技术进行大小行
(40 cm+80 cm)种植, 旋地深度 35 cm左右, 播种时,
条带深旋播种机将播种带上的小麦秸秆拨开, 播种
后, 播种机上的拨轮又将粉碎的小麦秸秆拨到播种
带上, 覆盖苗带, 减少土壤墒情的散失。常规耕作为
前茬小麦秸秆全部粉碎还田, 采用当地普通旋耕机
整地, 旋地深度 15 cm 左右, 按当地普通播种机大
小行(40 cm+80 cm)播种。播前清选种子, 以保证种
子纯度和出苗整齐度, 播种后立即灌溉 525 m3 hm−2
确保出苗。种肥为 375 kg hm−2 三元复合肥(N∶
P2O5∶K2O=15∶15∶15)、75 kg hm−2二胺(N 18%,
P2O5 46%), 硫酸锌 15 kg hm−2, 大喇叭口期追施尿
素(N 46%) 450 kg hm−2, 开花期追施尿素 75 kg hm−2,
其他管理措施同当地高产田, 2010 年 10 月 13 日和
2011年 10月 15日收获。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 作物生长发育进程 在玉米生长期间, 严
格记载出苗期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期、完
熟期、收获期。
1.3.2 作物叶面积指数变化动态 五展叶时, 选
每个处理小区生长一致的 100 株挂牌标记。自三叶
期开始, 拔节期、大喇叭口期、抽雄开花期、灌浆
期、收获期各取样一次, 每处理每次取有代表性植
株 4 株。玉米叶面积等于叶长×叶宽×系数, 完全展
开叶系数为 0.75, 未完全展开叶系数为 0.50, 用于
计算叶面积指数、平均叶面积指数[11]、光合势。
1.3.3 作物群体干物质积累动态 测完叶面积指
第 6期 侯海鹏等: 高产夏玉米产量性能特征及密度深松调控效应 1071


数后, 将植株分为叶片、茎鞘、苞叶、穗轴、籽粒
五部分置烘箱 105℃杀青 30 min, 80℃烘干至恒重,
计算单位面积上干物质积累量、干物质积累速率、
最大生长速率、平均生长速率和活跃生长期[12]。
1.3.4 净同化率计算 根据群体净同化率的生物
学意义 , 净同化率方程为 f(x)=νw(x)/L(x), 式中 ,
νw(x)=[aw×bw×cw×exp(–cwx)]/[1+bw×exp(–cwx)]2, 为单
位土地面积上群体干物质积累速率 , L(x)=[LAImax×
(aL+bLx)]/(1+cLx+dLx2), 为单位土地面积上的群体叶
面 积 , 亦 即 f(x)=(1+cLx+dLx2)×aw×bw×cw×exp(–cwx)/
{LAImax×(aL+bLx)×[1+bw×exp(–cwx)]2}。式中νw(x)为干
物质积累速率, L(x)为叶面积指数, aw、bw、cw为干物
质积累模型的参数, aL、bL、cL、dL为叶面积指数模
型的参数, LAImax为群体最大叶面积指数[13]。
1.3.5 测产考种 收获前 , 调查小区内收获株
数、收获穗数, 从每小区中间 6 行选取 3 点, 每点面
积取 10 m2收获籽粒称重计产(按含水率 14%折算), 并
选取 20 穗平均穗, 测定穗行数、行粒数和千粒重; 在
每小区连续取样 10株, 烘干至恒重, 计算收获指数。
1.4 数据分析与处理
采用 SPSS13.0软件统计分析和检验数据, 采用
Sigmaplot10.0软件作图。
2 结果与分析
2.1 产量性能参数变化
2.1.1 产量及产量构成因素 由图 1 可知, 中单
909 产量为 11 205.4 kg hm−2, 郑单 958 产量为
10 062.7 kg hm−2, 显著增产 11.4%, 两品种的收获指
数(HI)均 0.52左右(P>0.05), 其穗粒数(KN)和千粒重
(KW)分别显著增加 5.7%和 5.0%, 而其收获穗数(EN)
无明显差异。
2.1.2 叶面积指数动态 郑单 958 和中单 909 的
叶面积指数 (LAI)变化均符合分式方程 y=(a+bx)/
(1+cx+dx2)形式(图 2-A)。与郑单 958 比, 中单 909
最大 LAI提高 5.6%, 而 LAI变化速率降低 7.9%, 在
达到最大值之前, 叶面积增长速率一直较高(图 2-A),
在 LAI 下降过程中, 中单 909 下降速率明显低于郑
单 958。两品种光合势呈现先增大后减小的单峰曲
线变化, 中单 909 阶段光合势在整个生育时期均高
于郑单 958, 尤其是在灌浆期更加明显(图 2-B), 而
全生育期平均叶面积指数(MLAI)比郑单 958极显著
增大 7.25% (图 2-C)。
对两品种开花前后群体 LAI 变化的分析表明,
中单 909 与郑单 958 相比, 开花前 MLAI 显著增大
28.57%, 开花后 MLAI 显著增大 15.61% (图 3-B)。
对于群体光合势, 中单 909比郑单 958, 开花前显著
增加 32.21%, 开花后显著增加 18.88%。但中单 909
和郑单 958 开花后光合势占总光合势的比例分别为
72.15%和 74.23%, 二者之间无显著差异(图 3-A)。
2.1.3 净同化率变化 两品种净同化率(NAR)变
化均呈现 M 型趋势, 其中最高点在小喇叭口期, 随
生育进程推进 , NAR 逐渐降低 , 而灌浆期净同化
率呈上升趋势, 出现第 2 个高峰, 乳熟期又开始下
降。中单 909与郑单 958比, 开花前 NAR最大值增


图 1 高产群体产量及产量构成
Fig. 1 Yield and yield components of high yield population
产量数据为 2010年 8.25×104株 hm−2、10.5×104株 hm−2和 2011年 10.5×104株 hm−2的平均值。
柱上所标不同字母表示在 5% (小写字母)和 1% (大写字母)水平上差异显著。
Data are means for 8.25×104 plants hm−2, 10.5×104 plants hm−2 in 2010 season and 10.5×104 plants hm−2 in 2011 season.
Bars superscripted by different letters are significantly different at 5% (small letters) and 1% (capital letters) probability levels.
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图 2 高产群体叶面积指数、叶面积指数变化速率、光合势动态变化及平均叶面积指数变化
Fig. 2 Changes of leaf area index, ratio of LAI change, leaf area duration, and mean leaf area index of high yield population
数据来源同图 1。柱上所标不同字母表示在 5% (小写字母)和 1% (大写字母)水平上差异显著。
Data source are the same as those in Fig. 1. Bars superscripted by different letters are significantly different at 5% (small letters) and 1%
(capital letters) probability levels.


图 3 高产群体花前花后光合势和平均叶面积指数
Fig. 3 Mean leaf area index and leaf area duration at pre-anthesis and post-anthesis of high yield population
数据来源同图 1。柱上所标不同字母表示在 5% (小写字母)和 1% (大写字母)水平上差异显著。
Data source are the same as those in Fig. 1. Bars superscripted by different letters are significantly different at 5% (small letters) and 1%
(capital letters) probability levels.


图 4 高产群体净同化率变化
Fig. 4 Changes of mean net assimilation of high yield population
数据来源同图 1。柱上所标不同字母表示在 5% (小写字母)和 1% (大写字母)水平上差异显著。
Data source are the same as those in Fig. 1. Bars superscripted by different letters are significantly different at 5% (small letters) and 1%
(capital letters) probability levels.
第 6期 侯海鹏等: 高产夏玉米产量性能特征及密度深松调控效应 1073


大 18.3%, 开花期无明显差异, 开花后 NAR 最大值
增大 12.3%, 下降缓慢(图 4-A)。中单 909 全生育期
平均净同化率(MNAR)比郑单 958增加了 2.56% (图
4-B)。
2.1.4 生育进程比较 郑单 958 全生育天数为
106 d, 中单 909为 109 d, 前者比后者短 3 d。郑单
958抽雄至完熟历时 61 d, 占全生育期的 57.5%, 中
单 909抽雄至完熟历时 64 d, 占全生育期的 58.7%。
郑单 958 出苗到开花的天数与开花后天数的比值为
0.73, 而中单 909为 0.70, 中单 909与郑单 958相比,
开花前后天数的比值降低 4.7% (表 1)。
2.1.5 干物质积累动态 两品种干物质积累
动态均符合 S 型曲线(图 5-A)。中单 909 总的干
物质积累量是 18 299.43 kg hm−2, 而郑单 958 为
16 348.41 kg hm−2, 增加 11.9%; 开花后中单 909干
物质积累量为 11 203.24 kg hm−2, 郑单 958 为
8161.16 kg hm−2, 增加 37.3%; 而开花前两品种
干物质积累量无明显差异。中单 909 最大干物质
积累速率为 36.80 g m−2 d−1, 而郑单 958 为 35.22
g m−2 d−1, 增加 4.49%, 中单 909与郑单 958相比,
开花后群体的干物质积累速率明显增大(图 5-B)。
中单 909达到最大生长速率的天数比郑单 958推迟
5 d 左右, 差异显著, 达到最大生长速率时的生物
量增加 12.37%, 差异极显著 , 平均生长速率增大
9.14%, 差异显著, 活跃生长期延长 6 d左右(表 2),
差异显著。

表 1 高产群体生育进程比较
Table 1 Comparison of growth period duration of high yield population
生育时期 (出苗后天数) Growth stage (days after emergence) 品种
Variety 出苗
Emergence
大喇叭口
Rapid growth stage
抽雄
Anthesis
灌浆
Filling
完熟
Physiological maturity
郑单 958 Zhengdan 958 0 30 45 54 106
中单 909 Zhongdan 909 0 31 45 53 109


图 5 高产群体干物质积累动态变化
Fig. 5 Changes of dry matter accumulation in high yield population
数据来源同图 1。Data source are the same as those in Fig. 1.

表 2 高产群体干物质生产特征参数
Table 2 Characteristic parameters of dry matter accumulation in high yield population
品种
Variety
最大生长速率
Maximum growth
rate (g m−2 d−1)
达生长速率最大时的天数
Days to the maximum
growth rate (d)
生长速率最大时的生长量
Biomass at the maximum
growth rate (g m−2)
平均生长速率
Average growth
rate (g m−2 d−1)
活跃生长期
Active growth
duration (d)
郑单 958 Zhengdan 958 35.22 aA 45.00 bA 8217.78 bB 14.88 bA 69.91 bA
中单 909 Zhongdan 909 36.80 aA 50.25 aA 9234.15 aA 16.24 aA 75.26 aA
不同的小写字母表示所标注数字间差异达 5%显著水平, 不同的大写字母表示所标注数字间差异达 1%显著水平。
Values followed by different lowercases are significantly different at the 5% probability level, values followed by different capital let-
ters are significantly different at the 1% probability level.
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2.2 产量性能参数之间相互关系
MNAR、KN、KW随MLAI的增大逐渐降低, 两
品种间表现趋势一致(图 6-A, C, D), 中单 909与郑单
958相比, MNAR、KN、KW下降速率分别低 27.18%、
20.78%、36.78%。EN随MLAI的增大逐渐增大(图 6-B),
KN和KW随MNAR的增大逐渐增大(图 6-E, F), 两品
种表现的趋势一致, 中单 909 与郑单 958 相比, EN、
KN、KW增大速率分别低 10.38%、19.13%、28.67%。
2.3 主要栽培措施对产量性能参数的调控效应
2.3.1 不同密度对高产群体产量性能的调控效应
中单 909 与郑单 958 获得最高产量的密度分别
为 10.5×104 株 hm−2、8.25×104 株 hm−2, 显著增产
14.7%。MLAI 在 6.00×104株 hm−2时两品种间无明
显差异, 在 8.25×104株 hm−2~10.5×104株 hm−2范围
内, 中单 909显著高于郑单 958; 中单 909相比郑单
958, 在 6.00×104株 hm−2~8.25×104株 hm−2范围内,
MNAR 显著降低, 而当密度达到 10.5×104 株 hm−2
时, MNAR显著增高。D和 HI在 3个密度下, 两品
种无明显差异; EN 在不同密度间差异显著, 同一密
度下两品种间无明显差异。中单 909 与郑单 958 相
比, KN和 KW在低密度下无明显差异, 在 10.5×104
株 hm−2时显著增高(表 3)。


图 6 高产群体产量性能参数相互关系
Fig. 6 Relationship between yield performance parameters of high yield population

表 3 不同密度对高产群体产量性能的调控(2010年)
Table 3 Effect of different densities on yield performance parameters for high yield population in 2010
光合性能参数 Photosynthetic parameters 产量构成参数 Yield component parameters 密度
Density
(×104 hm−2)
品种
Variety MLAI MNAR (g m−2 d−1) D HI
EN
(×104 hm−2) KN
KW
(g)
产量
Yield
(kg hm−2)
Zhengdan 958 1.62 aA 8.86 aA 108 aA 0.55 aA 6.00 aA 489.19 aA 339.67 aA 9504.75 bA6.00
Zhongdan 909 1.69 aA 8.62 bA 109 aA 0.54 aA 6.00 aA 490.50 aA 340.00 aA 10006.20 aA
Zhengdan 958 2.67 bB 6.24 aA 108 aA 0.50 aA 8.04 aA 408.90 aA 317.29 aA 10124.55 bA8.25
Zhongdan 909 2.88 aA 5.73 bB 109 aA 0.51 aA 8.10 aA 405.30 aA 325.40 aA 10682.65 aA
Zhengdan 958 2.92 bA 5.73 bB 110 aA 0.46 aA 10.44 aA 315.98 bB 300.16 bA 10000.86 aA10.50
Zhongdan 909 3.05 aA 6.27 aA 111 aA 0.47 aA 10.38 aA 352.07 aA 314.70 aA 11471.22 aA
MLAI: 平均叶面积指数; MNAR: 平均净同化率; D: 生育天数; HI: 收获指数; EN: 单位面积穗数; KN: 穗粒数; KW: 千粒重。
标以不同小写字母的值在 5%水平差异显著, 标以不同大写字母的值在 1%水平差异显著。
MLAI: mean leaf area index; MNAR: mean net assimilation rate; D: growth days; HI: harvest index; EN: ear No. per ha; KN: kernel
number per ear; KW: 1000-kernel weight. Values followed by different lowercases are significantly different at the 5% probability level;
values followed by different capital letters are significantly different at the 1% probability level.
第 6期 侯海鹏等: 高产夏玉米产量性能特征及密度深松调控效应 1075


2.3.2 不同耕作方式对高产群体产量性能的调控效
应 土壤深松耕作方式与常规耕作方式相比, 中单
909和郑单 958分别显著增产 13.02%、8.71%。MLAI
分别增加 1.67%、1.66%, 未达到统计上显著水平,
MNAR分别显著增加 3.90%、4.66%, D无明显差异, HI
分别增加 6.25%、1.85%, KN 分别极显著(显著)增加
4.80% (3.71%), KW增加 2.21%、2.67%。中单 909的
EN显著增加5.21%, 而郑单958 EN无明显变化(表4)。

表 4 不同耕作方式对高产群体产量性能参数的调控(2010)
Table 4 Effect of different tillage systems on yield performance parameters for high yield population in 2010
光合性能参数 Photosynthetic parameter 产量构成参数 Yield component parameter 处理
Treatment MLAI MNAR (g m−2 d−1) D HI
EN
(×104 hm−2) KN
KW
(g)
产量
Yield
(kg hm−2)
郑单 958 Zhengdan 958
常规耕作 Conventional tillage (CK) 3.02 aA 4.94 bA 109 aA 0.54 aA 9.3 aA 366.5 bA 322.1 bA 9966.01 bA
深松 Sub-soiling tillage 3.07 aA 5.17 aA 109 aA 0.55 aA 9.4 aA 380.1 aA 330.7 aA 10834.40 aA
±% 1.66 4.66 0 1.85 1.08 3.71 2.67 8.71
中单 909 Zhongdan 909
常规耕作 Conventional tillage (CK) 3.00 aA 5.38 bA 109 aA 0.48 bB 9.60 bA 336.89 bB 309.99 aA 9914.52 bA
深松 Sub-soiling tillage 3.05 aA 5.59 aA 110 aA 0.51 aA 10.10 aA 353.07 aA 316.84 aA 11205.38 aA
±% 1.67 3.9 1.87 6.25 5.21 4.8 2.21 13.02
MLAI: 平均叶面积指数; MNAR: 平均净同化率; D: 生育天数; HI: 收获指数; EN: 单位面积穗数; KN: 穗粒数; KW: 千粒重; Y:
产量。标以不同的小写字母的值在 5%水平差异显著, 标以不同的大写字母的值在 1%水平差异显著。
MLAI: mean leaf area index; MNAR: mean net assimilation rate; D: growth days; HI: harvest index; EN: ear No. per ha; KN: kernel
number per ear; KW: 1000-kernel weight; Y: yield. Values followed by different lowercases are significantly different at the 5% probability
level, values followed by different capital letters are significantly different at the 1% probability level.

3 讨论
密植主要通过影响穗粒数和粒重来影响群体产
量, 提高种植密度, 增加光合势在生育后期的分配
比例和花后净同化率,是玉米高产的重要途径[6,8]。密
植群体形成高产的关键在于构建合理的群体结构 ,
而合理群体结构的构建, 最主要的是叶面积的建成,
叶面积的大小和叶面积持续期调控叶片光合性能的
强弱, 直接影响干物质的生产能力 [14-15], 而密植群
体干物质生产能力主要是 MLAI、MNAR 和平均作
物生长率(MCGR)共同作用的结果[6,8]。本研究中, 中
单 909 与郑单 958 在密植条件下相比, 穗粒数和千
粒重显著增加, 开花后 LAI 下降缓慢、光合势显著
增大、最大 NAR增高 12.3%~18.3%, 并且开花后净
同化率一直保持较高水平。由于 MLAI和 MNAR显
著增加, 尤其是开花后 MLAI、光合势显著增大和净
同化率的显著提高使得开花后干物质积累量增加
37.3%, 干物质积累速率一直保持在较高水平上, 全
生育时期平均生长速率显著增大, 活跃生长期显著
延长了 6 d。由此可见, 密植高产群体的产量性能特
征是, 较高的 KN 和 KW、显著增大的 MLAI 和
MNAR 尤其是开花后保持较高的 MLAI 、NAR 和
干物质积累速率。
优化协调产量性能参数, 实现产量性能参数间
的相互超补偿作用, 充分发挥产量性能参数的共效
差异补偿机制是形成高产的重要途径之一 [1]。
Berenguer等[16]研究认为, 高粱生长在水分和密度限
制条件下 , 产量构成参数间就产生重要的补偿作
用。Tokatlidis 等[17]表明, 为确保玉米在相对较宽的
密度范围内, 获得高产和稳产, 必须提高品种的耐
密性能, 充分发挥单株的产量潜力和产量构成参数
的相互补偿作用。本研究结果表明, 中单 909 MLAI、
MNAR分别比郑单 958增加 7.25%、2.56%, 穗粒数、
千粒重分别增加 5.71%、5.03%, 其他 3个产量性能
参数(HI、D、EN)也有不同程度的增加, 同时, 由于
中单 909 MNAR、KN 和 KW 对 MLAI 的增大呈钝
性反应。可见, MLAI、MNAR、HI、D、EN、KN
和 KW 的差异补偿作用, 是高产品种获得高产的原
因。
Sarlangue 等[18]指出, 最适密度较低的品种生物
量的可塑性比较大, 同化产物向生殖器官的分配比
例也较高。最适密度较高的品种获得高产, 主要因
其群体生物量的增大, 而收获指数并没有增大。本研
究中, 中单 909 的最适密度比郑单 958 提高了 27.3%,
主要在于其高密度下具有较高的 MLAI (增大 4.5%)
和 MNAR (增大 16.8%), 从而形成较高的干物质积
1076 作 物 学 报 第 39卷

累量。同时, 中单 909高密群体的 KN增加了 11.4%,
但两品种的 HI没有明显差异。由以上分析可以看出,
高 MLAI和 MNAR以及较多的群体粒数是中单 909
高密群体高产的主要原因。品种的最适密度极易受
到外界环境的影响, 在干旱条件下明显低于正常条件
下[19]。土壤深松改善耕层的土壤理化性状[20-22], 增加
土壤的蓄水保墒能力[23-24], 从而增加玉米产量[25-26]。
本研究结果表明, 深松耕作方式下, 群体最适密度
提高 1.08%~5.21%, 产量增加 8.71%~13.02%。从光
合性能参数分析, MLAI增大 1.66%~1.67%、MNAR
增大 3.90%~4.66%、HI 提高 1.85%~6.25%、D 无明
显变化; 从产量构成参数分析, EN 显著增大(增加
1.08%~5.21%)、KN 明显提高(3.71%~4.80%)、KW
也略微有所提高(2.21%~2.67%)。以上分析表明, 土
壤深松同步提高了光合性能参数和产量构成参数 ,
通过产量性能参数的共效差异补偿机制实现增产。
而关于土壤深松对土壤理化性状的调控效应以及土
壤性状与产量性能参数的相互作用关系需进一步深
入研究。
可见, 高产玉米品种在土壤深松和密植条件下
获得较高的产量, 主要是由于产量性能参数间正向
超补偿作用的结果。在夏玉米超高产中, 以“群体结
构性获得”为主要突破途径, 而在高密度群体中进一
步挖掘“个体功能性获得”将是玉米超高产栽培的主
要目标 [1], 产量性能参数差异补偿是高产玉米品种
实现高产的主要机制。
4 结论
中单 909 相比郑单 958 显著增产 11.36%, 产量
性能参数中穗粒数(KN)、千粒重(KW)显著增加, 生
育天数(D)、收获指数(HI)和收获穗数(EN)无明显差
异, 平均叶面积指数(MLAI)、光合势在灌浆后期增
加更为显著, 而干物质积累最大生长速率、生长速
率最大时的生长量、平均生长速率、活跃生长期均
同步提高。EN 与 MLAI 显著正相关, 而 MNAR、
KN、KW与 MLAI显著负相关。中单 909相比郑单
958 增产原因主要是产量性能参数的差异补偿的结
果。中单 909 获得最高产量的群体密度比郑单 958
高 27.3%, 土壤深松条件下的密植(9.50×104 株 hm−2)
是目前夏玉米高产的重要技术途径之一。
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