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Carbon and Nitrogen Metabolism and Nitrogen Use Efficiency in Summer Maize under Different Planting Densities

种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响



全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(4): 718−723 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

基金项目 : 国家自然科学基金项目 (30571089); 北京农业育种基础研究创新平台项目 ; 国家科技攻关计划“粮食丰产科技工程 ”项目
(2006BAD02A13-2-1)
作者简介: 吕丽华(1977–),女,河北衡水景县人,在读博士研究生。E-mail: bigflocat@sina.com
*
通讯作者(Corresponding author): 王璞,教授,博士生导师,主要从事作物高产与资源高效利用研究。Tel:010-62733611;
E-mail: wangpu@cau.edu.cn
Received(收稿日期): 2007-08-13; Accepted(接受日期): 2007-11-30.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.00718
种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响
吕丽华 1 陶洪斌 1 王 璞 1,* 刘 明 1 赵 明 2 王润正 3
(1农业部作物栽培与耕作学重点实验室 / 中国农业大学农学与生物技术学院, 北京 100094; 2中国农业科学院作物科学研究所, 北京
100081; 3中国农业大学吴桥试验站, 河北吴桥 061800)
摘 要: 研究了低、中、高 3 个种植密度对夏播玉米 CF008、郑单 958 和金海 5 号碳氮积累、运转及氮肥利用的影
响, 以期通过密度调控碳氮代谢, 实现产量与氮肥效率协同提高。结果表明, 吐丝期茎叶总糖和全氮积累量和茎叶总
糖和全氮的运转率均以中或高密度下较高, 而籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均以中或低密
度显著高于高密度。吐丝前地上部氮素积累量以中高密度下较高, 但成熟期地上部总氮量及籽粒氮量均以中低密度
较高, 表明吐丝期后植株氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大。在中低密度下, 3个品种夏玉米产量达 10 262~11 461 kg
hm−2, 氮肥利用率达 23.00%~34.11%。
关键词: 夏玉米; 密度; 碳氮代谢; 碳氮比; 氮肥利用率
Carbon and Nitrogen Metabolism and Nitrogen Use Efficiency in Summer
Maize under Different Planting Densities
LÜ Li-Hua1, TAO Hong-Bin1, WANG Pu1,*, LIU Ming1, ZHAO Ming2, and WANG Run-Zheng3
(1 Key Laboratory of Crop Cultivation and Farming System, Ministry of Agriculture / College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural
University, Beijing 100094; 2 Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Science, Beijing 100081; 3 Wuqiao Experimental Station,
China Agricultural University, Wuqiao 061800, Hebei, China)
Abstract: We conducted a field experiment to obtain high yield and high recovery of N fertilizer simultaneously through regu-
lating carbon and nitrogen metabolism under suitable planting density in 2006. The main results showed that plants grew well
under low or medium densities [9.75×104 (D1-1) and 11.25×104 (D1-2) plants ha−1 for CF008; 8.25×104 (D2-1) and 9.75×104
(D2-2) plants ha−1 for Zhengdan 958; and 6.75×104 (D3-1) and 8.25×104 (D3-2) plants ha−1 for Jinhai 5]. Although C and N accu-
mulation in stem/sheath and leaf at silking stage and C and N translocation rate were higher under medium or high density than
under low density, grain yield, N uptake efficiency, N use efficiency, and recovery of N fertilizer were significantly higher under
low or medium densities. N accumulation in shoots before silking was higher under medium or high density than under low den-
sity, N in shoot accumulation at maturity and N in grain were higher under low or medium density. Hence N accumulation in
shoot after silking stage was important for grain N accumulation. We also obtained some quantitative criteria based on the re-
search in Wuqiao area: for the three varieties of maize, grain yield was 10 262–11 461 kg ha−1, recovery of N fertilizer was
23.00%–34.11% under low or medium densities.
Keywords: Summer maize (Zea mays L.); Density; Metabolism of carbon and nitrogen; C/N ratio; Recovery of N fertilizer
碳氮代谢作为作物体内基本的代谢途径, 不仅影响
作物的生长发育, 而且很大程度上决定着产量[1]。籽粒中
的氮一部分来自抽雄前茎叶中积累的氮素再转移[2-3], 另
一部分来源于根系的直接供应[3-4]; 籽粒中的碳一部分来
自于籽粒形成时的光合产物[5], 另一部分来自于营养体的
碳转移[6]。
过高或过低的种植密度都会影响叶片的光合速率 ,
进而影响碳素的合成、运转, 导致群体发育不良; 而在适
第 4期 吕丽华等: 种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响 719


宜的种植密度下碳素的积累多且转化利用率高[7-8]。对不同
种植密度下作物氮素的积累、运转情况研究甚少。有的认
为高密度不利于小麦植株氮素积累, 过高密度下开花后植
株氮素积累量降低; 并且增大密度不利于小麦营养器官中
氮素的转移, 不利于氮素利用效率的提高[9-10]。目前, 未见
报道以密度为调控手段对碳氮代谢及其与产量和氮肥利用
关系的定量研究。本试验旨在确立夏玉米碳氮代谢与密度
调控的关系指标, 在实现高产的同时高效利用氮肥。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于 2006 年在中国农业大学吴桥实验站
(37°41′02″N, 116°37′23″E)进行, 该试验站位于黑龙港流
域中部, 年均降雨量 562 mm, 2006 年玉米生育期降雨量
为 382 mm。试验地 0~20 cm土层含全氮 0.076%、有效磷
48.49 mg kg−1、速效钾 107.65 mg kg−1、有机质 10.34 g
kg−1、碱解氮 67.86 mg kg−1。
采取裂区设计, 3次重复。夏玉米品种为 CF008 (小株
小穗, 株型紧凑, 穗上叶片直立)、郑单 958(中株中穗, 株
型紧凑, 穗上叶片较直立)、金海 5 号(大株大穗, 株型较
紧凑, 穗上叶片较直立)。根据品种特性设置低、中、高 3
个密度, 分别是 CF008 9.75 (D1-1)、11.25 (D1-2)和 12.45
(D1-3) 万株 hm−2; 郑单 958 8.25 (D2-1)、9.75 (D2-2)和 11.25
(D2-3) 万株 hm−2; 金海 5号 6.75 (D3-1)、8.25 (D3-2)和 9.75
(D3-3) 万株 hm−2, 小区面积 4.2 m×10 m。
氮肥(尿素)用量为 180 kg N hm−2, 分别于播前和 12
叶展时期按 1∶4 施用, 磷肥(重过磷酸钙)103.5 kg P2O5
hm−2、钾肥(K2SO4)112.5 kg K2O hm−2、ZnSO415 kg hm−2,
做基肥一次施入。全生育期内未进行灌溉。3个品种生育
期分别为 100(CF008)、107(郑单 958)和 111 d (金海 5号)。
1.2 测定项目及方法
分别在 9叶展、12叶展、吐丝期、灌浆中期(吐丝后
24 d)和成熟期取样, 在吐丝期后, 对郑单 958植株分 3层
取样, 即穗上层、穗位层(棒 3 叶及棒 3 叶所在茎)和穗下
层。采用半微量凯氏定氮法测定植株及籽粒全 N含量; 采
用恩酮比色法测定植株可溶性糖和淀粉含量; 每小区收
获玉米 7.2 m2, 称所有果穗总鲜重, 随机选取 10穗, 测定
含水率, 计算产量 (按含水率 14%折算)。
1.3 数据处理与分析
运转率(%)=(吐丝期物质积累量-成熟期物质积累
量)/ 吐丝期物质积累量×100; N收获指数(%)=籽粒氮量
/地上部总氮量×100; 碳氮比=(可溶性糖+淀粉含量)/全 N
含量; 氮素吸收效率(kg kg−1)=地上部总氮量/施氮量; 氮
素利用效率(kg kg−1)=籽粒产量/地上部总氮量; 氮肥利
用率(%)=(施氮区地上部总氮量-不施氮区地上部总氮
量)/施氮量×100。
采用 SAS version 8e软件GLM (General Linear Model)
程序进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同密度下夏玉米茎叶的总糖积累与运转
3 个品种夏玉米不同处理总糖累积规律不尽相同 ,
但中或高密度茎叶糖分总和的运转率高于低密度(表 1),
这是由于高密度条件易造成植株早衰 , 而促进糖分提前
向外运转。在吐丝期, CF008和郑单 958茎叶的总糖积累
量高密度明显高于低和中密度; 进入成熟期, 中或低密度
明显高于高密度。金海 5号茎叶的总糖积累量和运转率均
为中、高密度明显高于低密度。
当运转率为正值时, 反映在生育后期茎叶的糖分向
外运转用于籽粒生长 , 运转率为负值则说明成熟期茎叶
的糖分仍然处于积累状态。郑单 958穗下层茎叶总糖运转
率基本为正值, 说明穗下层茎叶糖分运转较多, 同时也说
明穗下层由于早衰糖分提前向外运转。CF008和郑单 958
高密度下茎叶糖分总和的运转率基本为正值, 而金海 5号
各处理均为负值。
2.2 不同密度下夏玉米氮素积累与运转
2.2.1 不同密度下夏玉米茎叶的氮素累积与运转 表
2 显示, 3 个品种夏玉米茎叶的氮素积累量和运转率基本为
中或高密度较高, 但最终氮收获指数却为低中密度较高(表
3), 表明生育后期高密度下营养器官氮素运转量过高, 直接
造成叶片氮素含量下降, 最终影响到籽粒产量和氮收获指
数的提高。可见, 氮素运转率并不是越高越好, 应该在保持
较高的籽粒产量及氮收获指数的基础上氮素运转率越高
越好。
CF008茎叶的氮素积累量小于金海 5号, 运转率却高
于金海 5 号, 说明 CF008 氮素利用效率较高。郑单 958
各层茎叶的氮素积累和运转规律不尽相同。叶片的氮素积
累量和运转率为穗下层较高; 而茎鞘的氮素积累量同样
表现为穗下层较高, 但氮素运转率则为穗上层最高。
2.2.2 不同密度下夏玉米氮素阶段性累积 表 3 显示,
在生育中前期 3 个品种夏玉米 N 素阶段性累积量中或高
密度较高, 生育后期为中或低密度较高, 说明高密度处理
前期氮素积累量较大对后期氮素积累具有一定的抑制作
用; 尽管在生育中前期, 高密度氮素积累量较大, 但成熟
期地上部总氮量和籽粒氮量却是中、低密度具有优势, 说
明吐丝后的氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大; 并且茎叶
的氮素运转率虽然为高密度较高(表 2), 但成熟期籽粒氮量
和氮收获指数为中或低密度较高 , 说明氮素运转率与最
终的籽粒氮量并不呈正比。
CF008 氮累积高峰出现在播种至 12 叶展时期, 且后
期高密度下氮素累积量为负值。可见生育后期营养器官中
的氮素除转移到籽粒外, 还损失了一部分, 高密度下叶片
由于早衰而损失较严重。郑单 958 氮累积高峰在播种至
12 叶展时期和吐丝期至灌浆中期。金海 5 号氮积累高峰
在播种至吐丝期和灌浆中期至成熟期。说明不同品种吸氮
特性不同, 需根据品种特性来制定施肥方案。
720 作 物 学 报 第 34卷

表 1 不同种植密度下 3个品种夏玉米的总糖积累量与总糖运转率
Table 1 Sugar accumulation and translocation rate in leaf and stem/sheath of summer maize under different planting densities
总糖累积量 Sugar accumulation (kg hm−2)

吐丝期 Silking

成熟期 Maturity


运转率
Translocation rate (%)

部位
Position
密度
Density
(×104
hm−2) 茎鞘
SS
叶片
L
茎鞘+叶片
SS+L
茎鞘
SS
叶片
L
茎鞘+叶片
SS+L
茎鞘
SS
叶片
L
茎鞘+叶片
SS+L
CF008
9.75 960±108 a 286±53 b 1246±93 b 1100±158 a 374±33 a 1474±156 a −14.6±18 b −30.8±8 b −18.30±9 b
11.25 961±55 a 320±17 ab 1281±52 ab 1072±186 a 414±23 a 1486±123 a −11.6±11 b −29.5±6 b −16.00±10b
地上部
Shoot
12.45 975±43 a 368±19 a 1343±31 a 717±95 b 374±18 a 1091±113 b 26.5±12 a −1.7±8 a 18.76±9 a
金海 5号 Jinhai 5
6.75 986±114 a 394±30 b 1380±41b 1569±132 b 426±23 a 1995±154 ab −59.1±14 a −8.2±6 b −44.57±7 a
8.25 1099±90 a 458±34 a 1557±41 a 1640±110 ab 468±21 a 2108±81 a −49.3±9 a −2.3±2 ab −35.39±14 a
地上部
Shoot
9.75 1087±51 a 460±6 a 1547±81 a 1651±228 a 451±17 a 2102±143 a −51.9±19 a 2.1±0 a −35.88±4 a
郑单 958 Zhengdan 958
8.25 155±9 ab 80±2 ab 235±15 ab 146±13 a 96±18 a 242±22 a 5.7±5 b −19.7±4 a −2.98±7 ab
9.75 147±11 b 70±1 b 217±12 b 140±11 a 107±20 a 247±47 a 4.4±5 b −53.5±1 b −13.82±2 b
穗上层
Above-
ear layer 11.25 170±2 a 81±10 a 251±1 a 135±34 a 100±24 a 235±31 a 20.9±6 a −23.1±14a 6.37±3 a
8.25 228±25 a 121±9 a 349±25 a 290±38 a 164±25 a 454±31 a −27.6±12 b −35.1±12 a −30.09±16 b
9.75 228±13 a 119±10 a 347±23 a 247±25 ab 165±5 a 412±23 b −8.0±4 ab −38.3±15a −18.73±3 ab
穗位层
Ear layer
11.25 247±13 a 130±8 a 377±7 a 217±7 b 175±2 a 392±7 b 12.2±3 a −35.0±8 a −3.98±1 a
8.25 290±14 b 182±20 b 472±55 b 378±52 a 161±37 b 539±78 a −30.3±7 b 11.6±6 b −14.19±5 b
9.75 359±30 a 223±20 ab 582±70 ab 267±52 b 166±2 b 433±54 b 25.7±10 a 25.8±10 ab 25.6±6 a
穗下层
Under-
ear layer 11.25 364±45 a 276±28 a 640±25 a 278±15 ab 200±1 a 478±16 ab 23.7±9 a 27.6±1 a 25.31±3 a
同一列内同一品种数据后不同字母表示处理间差异显著(n=3)。
In each cultivar, values followed by a different letter within a column are significantly different at 0.05 probability level (n=3). L: leaf; SS:
stem and sheath.

表 2 不同种植密度下 3个品种夏玉米的氮素积累量与氮素运转率
Table 2 N accumulation and translocation in leaf and stem/sheath of summer maize under different planting densities
氮素积累量 N accumulation (kg hm−2)

吐丝期 Silking

成熟期 Maturity


运转率
Translocation rate (%)

部位
Position
密度
Density
(×104 hm−2)
叶 L 茎鞘 SS 叶 L 茎鞘 SS 叶 L 茎鞘 SS
CF008
9.75 75±2 b 44±7 a 32±3 a 23±3 a 56.9±2 ab 47.3±9 a
11.25 82±7 ab 46±4 a 39±6 a 24±2 a 51.2±4 b 48.0±3 a
地上部
Shoot
12.45 87±3 a 48±2 a 33±1 a 23±4 a 62.1±1 a 51.3±3 a
郑单 958 Zhengdan 958
6.75 77±6 b 45±3 a 52±1 a 30±2 a 32.9±6 a 32.0±0 ab
8.25 87±2 a 48±2 a 54±4 a 29±6 a 38.5±6 a 39.3±13 a
地上部
Shoot
9.75 88±3 a 51±3 a 58±5 a 32±3 a 34.6±4 a 37.2±1 a
金海 5号 Jinhai 5
8.25 17±1 ab 17±2 b 11±1 a 6±1 a 32.8±4 ab 61.8±2 b
9.75 15±1 b 20±5 ab 11±2 a 6±0 a 21.3±2 b 67.0±6 b
穗上层
Aboveear layer
11.25 18±1 a 27±0 a 11±2 a 5±1 a 36.5±10 a 79.6±6 a
8.25 26±3 a 8±1 b 15±1 a 7±1 a 42.8±2 a 7.6±8 b
9.75 23±2 a 11±2 ab 15±2 a 7±1 a 34.0±3 a 29.7±2 a
穗位层
Ear layer
11.25 28±3 a 12±0 a 16±2 a 8±0 a 43.1±9 a 33.7±5 a
8.25 33±5 b 25±3 b 15±3 a 19±2 a 55.3±2 b 26.5±5 b
9.75 39±1 ab 29±1 ab 12±1 a 18±2 a 68.1±1 a 40.4±5 a
穗下层
Underear layer
11.25 43±3 a 33±5 a 15±1 a 20±1 a 64.7±1 a 39.9±7 a
同一列内同一品种数据后不同字母表示处理间差异显著(n=3)。
In each cultivar, values followed by a different letter within a column are significantly different at 0.05 probability level (n=3). L: leaf; SS:
stem and sheath.
第 4期 吕丽华等: 种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响 721


表 3 不同种植密度下 3个品种夏玉米的氮素阶段性积累量与氮收获指数
Table 3 N phase accumulation and N harvest index of summer maize under planting different densities
N素阶段性累积量 N accumulation (kg hm−2)

成熟期 Maturity
密度
Density
(×104 hm−2)
播种至
12叶展
Sowing to
12-leaf
12叶展
至吐丝期
12-leaf to
silking
吐丝期至
灌浆中期
Silking to
mid-filling
灌浆中期
至成熟期
Mid-filling
to maturity
地上部总氮
N in shoot
(kg hm−2)
籽粒氮
N in grain
(kg hm−2)
氮收获
指数
NHI (%)
CF008
9.75 82±2 ab 51±5 ab 38±2 a 29±2 a 200±19 a 130±12 a 65.3±1.9 a
11.25 91±6 a 55±4 a 41±1 a 11±0 ab 198±18 a 117±12 ab 58.9±3.9 b
12.45 89±9 a 61±3 a 41±6 a −10±3 b 181±15 b 111±11 b 61.1±2.6 ab
郑单 958 Zhengdan 958
8.25 75±5 b 68±6 b 134±12 a −13±1 a 264±27 a 163±16 a 61.8±2.2 ab
9.75 76±8 b 66±3 b 109±10 ab −14±1 a 236±15 b 151±9 ab 63.8±2.2 a
11.25 85±6 a 86±7 a 77±15 b −13±0 a 235±29 b 137±19 b 58.4±3.7 b
金海 5号 Jinhai 5
6.75 68±2 ab 69±4 b 47±7 a 63± 5 a 247±11 b 143±13 b 58.0±1.2 a
8.25 80±10 a 70±7 b 50±4 a 66± 3 a 266±22 a 160±21 a 60.1±4.0 a
9.75 76±5 a 79±5 a 38±2 ab 59± 4 a 252±18 b 138±14 b 54.7±3.1 b
同一列内同一品种数据后不同字母表示处理间差异显著(n=3)。
In each cultivar, values followed by a different letter within a column are significantly different at 0.05 probability level (n=3). NHI: nitrogen
harvest index.

2.3 不同密度下夏玉米茎鞘和叶片的碳氮比
图 1显示, 密度对茎鞘碳氮比的影响要大于对叶片, 对
成熟期茎叶碳氮比的影响要大于吐丝期。3个品种夏玉米成
熟期茎鞘的碳氮比以高密度较低(穗上层除外), 这是因为在
高密度下, 茎鞘的氮素运转率虽然比中、低密度下要高, 但
高密度下总糖的运转率比中、低密度下更高。表明碳氮比只
能反应处理间碳和氮的相对运转量, 而不能看出绝对运转
量的高低, 因此, 仅用碳氮比来衡量碳氮代谢的好坏有一定
缺陷, 结合运转量与运转率来综合评价更为合理。
茎鞘和叶片的碳氮比在成熟期显著高于吐丝期, 其



图 1 不同种植密度下 3个品种夏玉米茎鞘和叶片的碳氮比
Fig. 1 C/N ratio in stem/sheath and leaf of summer maize under different planting densities
722 作 物 学 报 第 34卷

原因一是生育后期氮素的运转率明显高于总糖(表 1 和表
2); 二是生育后期氮供应可能不足。CF008茎鞘的碳氮比
与金海 5 号差别不大, 但明显高于郑单 958; 而叶片的碳
氮比品种间差别不明显。
2.4 密度对玉米产量及氮肥利用率的影响
表 4显示, 对氮素的吸收、利用率在品种、密度间存
在一定的差异。CF008的产量、氮素吸收效率、氮素利用
效率和氮肥利用率在不同密度下各有优势, 说明 CF008
耐密性较好, 适宜种植的密度范围较广; 而金海 5号和郑
单 958的产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用
率均表现为中低密度处理较高 , 说明这两个品种较适于
中低密度种植。

表 4 不同种植密度下 3个品种夏玉米氮素吸收利用效率和氮肥利用率
Table 4 N absorption and utilization of summer maize under different planting densities
密度
Density (×104 hm−2)
产量
Grain yield(kg hm−2)
氮素吸收效率
NUPE(kg kg−1)
氮素利用效率
NUE(kg kg−1)
氮肥利用率
RNF(%)
CF008
9.75 10262±208 a 1.11±0.14 a 51.31±4.41 a 34.11±8.85 a
11.25 9959±626 a 1.09±0.12 a 50.25±5.15 a 31.55±6.34 a
12.45 10313±463 a 1.00±0.10 a 57.14±4.20 a 23.29±4.79 b
郑单 958 Zhengdan 958
8.25 10348±337 b 1.47±0.17 a 39.23±2.28 b 30.46±7.26 a
9.75 11478±391 a 1.31±0.12 b 48.59±4.07 a 15.11±5.19 b
11.25 10354±710 b 1.31±0.18 b 44.00±3.73 b 14.62±5.83 b
金海 5号 Jinhai 5
6.75 11308±569 a 1.37±0.15 b 45.86±2.57 a 23.00±7.15 b
8.25 11461±261 a 1.48±0.09 a 43.07±4.11 a 33.83±3.05 a
9.75 10208±752 b 1.40±0.15 b 40.56±7.11 a 25.87±6.94 b
同一列内同一品种数据后不同字母表示处理间差异显著(n=3)。
In each cultivar, values followed by a different letter within a column are significantly different at 0.05 probability level (n=3). NUPE: nitrogen
uptake efficiency; NUE: nitrogen use efficiency; RNF: recovery of N fertilizer.

3 讨论
Osaki 等[11]认为, 营养体过量的氮素转移导致叶片
早衰及光合能力下降。在高密度条件下, 氮运转率较高,
动用了过多的叶和茎中的氮, 削弱了营养器官的光合活
性, 从而限制碳水化合物对茎以及籽粒的供给, 最终影响
产量和氮素利用率的提高。高密度条件下叶片较早衰老,
虽然碳运转率较高, 但如果仅仅是光合产物向籽粒分配
比例增多, 而光合产物的绝对量并没有增加时, 也不会达
到高籽粒产量和高氮利用率[12]。而适宜的种植密度既可
保持较高的叶面积, 又有利于糖分的转化, 从而提高了籽
粒产量[13]。因此碳氮运转率并不是越高越好, 应结合产量
和氮效率综合评价较为合理。在生产实践中, 应针对不同
类型品种碳氮的积累特点确定适宜的种植密度, 在延缓
植株衰老的前期下调动前期营养器官中的碳氮尽量多地
向籽粒中运转, 以期达到产量和氮素利用效率同时提高。
在本试验中, 3个品种夏玉米均在中、低密度(小株小穗型
品种为 9 . 75 ~ 11 .2 5 万株 hm − 2 , 中株中穗型品种为
8.25~9.75 万株 hm−2, 大株大穗型品种为 6.75~8.25 万株
hm−2)下生长发育良好。适宜的种植密度既保持了营养体
较高的碳氮积累量, 又使碳氮运转率不至于过高, 避免生
育后期叶片早衰, 为产量与氮肥效率协同提高奠定了基
础。在中密度下, 小株小穗型和大株大穗型品种在吐丝期
和成熟期茎鞘的碳氮比分别为 20.68~22.98和 44.36~50.88,
叶片的碳氮比分别为 3.91~5.25 和 7.89~10.53。在中低密
度下, 不同穗型品种夏玉米产量达 10 262~11 478 kg hm-2,
氮肥利用率达 23.00%~34.11%。
碳氮比可作为碳氮代谢协调程度的重要指标, 高密
度条件下, 碳氮比过低, 营养器官氮代谢旺盛, 光合产物
的输出率降低, 造成光合产物对光合器官的反馈抑制[14],
最终影响产量的提高。本研究表明, 成熟期茎鞘的碳氮比
以高密度处理最低, 说明在高密度下氮素代谢较为旺盛,
从而消耗了过多的光合产物, 最终限制了产量的提高。
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