密植条件下玉米冠层光分布对倒伏的影响

【作者】 薛军； 勾玲； 赵英善； 施志国； 姚敏娜； 张旺锋；

【机构】 石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室；

【摘要】 【研究背景】增加种植密度是提高玉米产量的重要措施之一,然而密植条件下玉米植株易发生倒伏。倒伏不仅降低了玉米的产量和品质,同时也增加了收获难度。玉米倒伏多发生在穗下基部节间,增强玉米茎秆基部节间的机械强度可提高植株的抗倒伏能力。密植条件下玉米植株对光的竞争加剧,中下部冠层光照强度显著降低,使叶片光合能力下降,不利于茎秆碳水化合物积累和强度形成。因此我们推测玉米冠层内部光照强度可能是影响基部节间发育及强度形成的重要因素。【材料与方法】本研究在田间条件下设置不同种植密度(4.5、7.5、10.5×10⁴株ha^-1)、不同程度遮荫处理（自然光照、遮荫30%、遮荫60%）以及剪叶处理（自上而下减去冠层不同高度叶片）,改变玉米冠层的光照强度和光截获量,测定不同光分布条件下玉米基部节问单位长度干重、纤维素、木质素、半纤维素、可溶性糖、解剖结构、机械强度和倒伏率等。探讨玉米冠层光环境变化对茎秆机械强度形成和倒伏的影响机制。【结果与分析】增加玉米种植密度和遮荫处理均能降低冠层光照强度和中下部冠层的光截获量,使基部第3节间单位长度干重、纤维素、木质素和半纤维素含量显著降低,节间外皮组织发育受阻,节间穿刺强度降低,倒伏率增加。玉米抽雄前剪去棒三叶以下3片叶(R_BE),增加了穗下冠层的光照强度,然而穗位至穗下1/2层光截获量明显降低,基部第3节间单位长度结构性碳水化合物含量显著降低,穿刺强度降低9.1%-17.4%,倒伏率增加7.0%-11.2%,说明棒三叶以下3片叶对基部第3节间碳水化合物积累、机械强度形成和改善倒伏起重要作用。抽雄期剪去棒三叶以上全部或1/2叶片(R_AE或R_AE/2)后,显著增强了冠层中下部的光照强度和穗位至穗下1/2层的光截获量,基部第3节间单位长度结构性碳水化合物含量显著增加,穿刺强度分别提高5.4%-11.6%和7.7%-8.2%,倒伏率分别下降4.9%-7.8%和4.2%-4.6%。抽雄前剪去玉米冠层最底部3片叶（R_B）,仅增加了冠层底部的PAR,第3节间结构性碳水化合物含量、穿刺强度和倒伏率无显著变化。【结论】密植条件下玉米冠层光分布是影响倒伏的重要因素;提高玉米穗位层光照强度和穗位至穗下1/2层叶片光截获量,可以促进基部节间结构性碳水化合物积累和机械强度形成,提高植株的抗倒伏能力。更多还原