陆卫平--群体质量(huang)

1、玉玉 米米 群群 体体 质质 量量 栽栽 培培陆卫平陆卫平（扬州大学作物遗传生理重点实验室江苏扬州（扬州大学作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009） 玉米是粮食、饲料和工业原料兼用的主要农作物，玉米是粮食、饲料和工业原料兼用的主要农作物，在农业发展中起着不可替代的作用。在在农业发展中起着不可替代的作用。在20062006年，我国年，我国玉米面积达到了玉米面积达到了4.0854.085亿亩，比上年增加亿亩，比上年增加13001300多万亩；多万亩；单产水平为单产水平为707707斤斤/ /亩，创历史新高；产量亩，创历史新高；产量28002800亿斤，亿斤，比上年增加比上年增加101101亿斤

2、，增长亿斤，增长3.3%3.3%。玉米在我国的粮食持。玉米在我国的粮食持续增产中呈现出优势地位，对促进种植业由粮经二元续增产中呈现出优势地位，对促进种植业由粮经二元结构向粮经饲三元结构优化转变和我国农业生产的可结构向粮经饲三元结构优化转变和我国农业生产的可持续发展具有重要的意义。持续发展具有重要的意义。 前前 言言 随着玉米产量水平的不断提高，许多研究者逐渐认识到：要获随着玉米产量水平的不断提高，许多研究者逐渐认识到：要获得和创造玉米更高产量的关键是充分发挥玉米群体的生产效率，发得和创造玉米更高产量的关键是充分发挥玉米群体的生产效率，发掘叶系高光效的潜力掘叶系高光效的潜力, 使群体能生产更多的

3、光合产物并高效地转移使群体能生产更多的光合产物并高效地转移到子粒中去。近年来紧凑型玉米品种及其高产配套技术的推广，群到子粒中去。近年来紧凑型玉米品种及其高产配套技术的推广，群体具有较高的最大最适体具有较高的最大最适LAI，植株在较高密度下有较高的单株生产植株在较高密度下有较高的单株生产力，实现群体光合势尤其是花后光合势和经济系数的显著提高，从力，实现群体光合势尤其是花后光合势和经济系数的显著提高，从而大幅度增加产量而大幅度增加产量(陈国平陈国平1996)。但为了不断提高产量，高产栽培。但为了不断提高产量，高产栽培必须建立具有更高光合效能的作物群体结构必须建立具有更高光合效能的作物群体结构, 这

4、个高光效的群体结这个高光效的群体结构应从扩库、强源两方面入手，并将库源协调落实到群体的具体性构应从扩库、强源两方面入手，并将库源协调落实到群体的具体性状指标上，凌启鸿状指标上，凌启鸿(1991) 把这个高光效群体结构指标定名为群体质把这个高光效群体结构指标定名为群体质量指标，揭示了作物高产栽培群体的培育不应单纯追求数量，而应量指标，揭示了作物高产栽培群体的培育不应单纯追求数量，而应注重提高质量，必须着眼于建立库大源强流畅的高光效群体结构注重提高质量，必须着眼于建立库大源强流畅的高光效群体结构, 从本质上发掘作物的产量潜力。从本质上发掘作物的产量潜力。 本文包括两总分：本文包括两总分：玉米高产群

5、体质量指标玉米高产群体质量指标玉米高产群体的培育途径与技术玉米高产群体的培育途径与技术1. 玉米高产群体质量指标玉米高产群体质量指标 玉米高产群体质量指标，是指群体结构中与玉米高产群体质量指标，是指群体结构中与产量具有密切联系的性状指标，高产栽培必须使产量具有密切联系的性状指标，高产栽培必须使群体的各项形态、生理指标，不断接近于优化目群体的各项形态、生理指标，不断接近于优化目标，促进高产群体的形成。标，促进高产群体的形成。研究表明，玉米高产群体的质量指标主要有研究表明，玉米高产群体的质量指标主要有以下几个方面以下几个方面: 1.1提高吐丝至成熟期群体的物质积累量提高吐丝至成熟期群体的物质积累量

6、 以往的研究认为，玉米子粒产量的高低，取决于光合生产积以往的研究认为，玉米子粒产量的高低，取决于光合生产积累量高低累量高低, 以及光合产物分配到子粒中的数量。提高子粒产量必以及光合产物分配到子粒中的数量。提高子粒产量必须以提高生物产量为前提，在相同生物产量的基础上提高经济系须以提高生物产量为前提，在相同生物产量的基础上提高经济系数可提高子粒产量。用这一理论指导实践，往往出现首先扩大群数可提高子粒产量。用这一理论指导实践，往往出现首先扩大群体提高生物产量来实现子粒增产的做法，常使群体发展过大，最体提高生物产量来实现子粒增产的做法，常使群体发展过大，最终生物产量与经济系数都下降而达不到预期目的。终

7、生物产量与经济系数都下降而达不到预期目的。 作者等的研究发现，玉米子粒产量高低取决于吐丝以后群体作者等的研究发现，玉米子粒产量高低取决于吐丝以后群体干物质积累量的高低。提高吐丝至成熟期的群体物质生产积累量，干物质积累量的高低。提高吐丝至成熟期的群体物质生产积累量，是最终提高玉米总生物产量和经济系数的基础，是高产群体的最是最终提高玉米总生物产量和经济系数的基础，是高产群体的最主要特征，是进一步提高产量的关键所在。主要特征，是进一步提高产量的关键所在。 图图1 吐丝期群体干物质积累与籽粒产量的关系（吐丝期群体干物质积累与籽粒产量的关系（1994） 春玉米：春玉米：1.掖单掖单13号号 y=-966

8、.4623+4.6604x-0.0035x2 ， R2=0.9711*； 2.鲁玉鲁玉10号号 y=295.7256+2.3785x-0.0017x2 ， R2=0.9587*。 夏玉米：夏玉米：1.掖单掖单13号号 y=-502.5795+3.3659x-0.0025x2， R2=0.9291*； 2. 掖单掖单4号号 y=-709.1184+3.9775x-0.0030 x2 ， R2=0.9589*。 1221分析发现：无论是紧凑型大穗品种（掖单分析发现：无论是紧凑型大穗品种（掖单1313号）或紧凑型号）或紧凑型中小穗品种（鲁玉中小穗品种（鲁玉1010号，掖单号，掖单4 4号），春玉米或

9、夏玉米，号），春玉米或夏玉米，吐丝期吐丝期的干物质积累量与产量呈凸二次曲线关系的干物质积累量与产量呈凸二次曲线关系图图2 吐丝至成熟期群体干物质积累与产量的关系（吐丝至成熟期群体干物质积累与产量的关系（1994） 春玉米：春玉米：1.掖单掖单13号号y=131.7582+0.5906x ， R2=0.9270*； 2.鲁玉鲁玉10号号y=82.9904+0.6344x ， R2=0.9705*。 夏玉米：夏玉米：1.掖单掖单13号号y=24.2870+0.9356x ， R2=0.9542*； 2.掖单掖单4号号y=-60.1599+1.1326x ， R2=0.9567*。1221各品种吐丝

10、至成熟期群体干物质积累量与子粒产量呈线性正相关。各品种吐丝至成熟期群体干物质积累量与子粒产量呈线性正相关。说明只有吐丝期干物质积累量最适宜的群体，可获得最高产量。吐丝说明只有吐丝期干物质积累量最适宜的群体，可获得最高产量。吐丝期群体的干物质积累量过少，群体产量形成的总叶源量和总库容量太小，期群体的干物质积累量过少，群体产量形成的总叶源量和总库容量太小，不具备提高吐丝至成熟期总光合生产量的基础；但当吐丝期的群体干物质不具备提高吐丝至成熟期总光合生产量的基础；但当吐丝期的群体干物质积累过多，群体过大及群体结构变劣，从而也失去了提高吐丝期至成熟总积累过多，群体过大及群体结构变劣，从而也失去了提高吐丝

11、期至成熟总光合生产量的基础。吐丝至成熟期的群体干物质积累越高，产量越高。光合生产量的基础。吐丝至成熟期的群体干物质积累越高，产量越高。 对我国不同年代的代表品种的干物质积累量和产量的关系研究表明：对我国不同年代的代表品种的干物质积累量和产量的关系研究表明：2020世纪世纪5050年代、年代、7070年代和年代和2020世纪世纪9090年代的代表品种吐丝前的干物质积累年代的代表品种吐丝前的干物质积累量差异不显著，量差异不显著，2020世纪世纪7070年代品种比年代品种比2020世纪世纪5050年代品种吐丝后的干物质年代品种吐丝后的干物质积累量增加积累量增加65.08%65.08%、产量增加、产量

12、增加42.63%42.63%，2020世纪世纪9090年代品种比年代品种比2020世纪世纪7070年年代品种吐丝后的干物质积累量增加代品种吐丝后的干物质积累量增加59.04%59.04%、产量增加、产量增加28.63%28.63%。1.2 控制吐丝期群体适宜的控制吐丝期群体适宜的LAI 最适最适LAI的确定的确定 最适最适LAI由品种株型、当地日照强度及基部叶片正常的由品种株型、当地日照强度及基部叶片正常的受光度决定。根据门司正三提出的群体叶层消光原理，群受光度决定。根据门司正三提出的群体叶层消光原理，群体吐丝期最适体吐丝期最适LAI(F)的理论计算公式：的理论计算公式： F= -(lnIs/

13、Io)1/K 式中式中Io为自然光照强度，为自然光照强度，Is为基部叶片正常受光的光照为基部叶片正常受光的光照强度，强度，K为消光系数。若某地吐丝至成熟期的光照强度为为消光系数。若某地吐丝至成熟期的光照强度为60000lx，玉米基部叶片的正常受光的光照强度为玉米基部叶片的正常受光的光照强度为4000lx，品种叶系消光系数为品种叶系消光系数为0.5，则该品种在该地的最适，则该品种在该地的最适LAI为为: F= -(ln4000/60000)1/0.5=5.42 新中国成立以来，我国的玉米产量与群体新中国成立以来，我国的玉米产量与群体LAILAI发展发展的关系，可分为三个阶段。的关系，可分为三个阶

14、段。 第一阶段第一阶段从从2020世纪世纪50507070年代初，当时玉米生产水年代初，当时玉米生产水平低，平低，LAILAI不足是限制产量的主要矛盾，不足是限制产量的主要矛盾，LAILAI由由2020世纪世纪5050年代初的年代初的LAI 1.2LAI 1.2左右提高到左右提高到7070年代初的年代初的3.53.54.04.0，提，提高了光能利用是增产的主导因素。高了光能利用是增产的主导因素。 第二阶段第二阶段从从2020世纪世纪7070年代中到年代中到9090年代初，品种由平年代初，品种由平展型改为紧凑型，大大提高了群体最适展型改为紧凑型，大大提高了群体最适LAILAI（最高可达最高可达到

15、到6 6左右），光能利用进一步提高，玉米产量大幅度提左右），光能利用进一步提高，玉米产量大幅度提高。高。 第三阶段第三阶段从从2020世纪世纪9090年代开始，进一步提高产量不年代开始，进一步提高产量不仅靠进一步增加仅靠进一步增加LAILAI，而同时靠提高单位叶面积的光合而同时靠提高单位叶面积的光合效率。效率。表表2 春玉米吐丝期春玉米吐丝期LAI与光合势及净同化率的关系与光合势及净同化率的关系 （扬州，（扬州，1994） 对江苏地区主栽的不同品种的研究，对江苏地区主栽的不同品种的研究，LAILAI过小或过大，均不能过小或过大，均不能形成最高的花后干物质积累量。吐丝期适宜的形成最高的花后干物质

16、积累量。吐丝期适宜的LAILAI一般在一般在4.8-5.14.8-5.1，在这一范围内，光合势和净同化率这对矛盾得到了协调，产生了最在这一范围内，光合势和净同化率这对矛盾得到了协调，产生了最大的光合生产量，实现了高产。大的光合生产量，实现了高产。1.3 增加总结实粒数增加总结实粒数 玉米产量的提高主要在于增加总粒数玉米产量的提高主要在于增加总粒数总粒数对花后物质生产及其分配的影响总粒数对花后物质生产及其分配的影响 1、增加总粒数是促进花后光合生产力的内源机制、增加总粒数是促进花后光合生产力的内源机制2、增加总粒数，促进了光合产物向穗分配运转、增加总粒数，促进了光合产物向穗分配运转如上表，分析表

17、明，产量大幅度提高的主导因素是群体总粒数，其次是如上表，分析表明，产量大幅度提高的主导因素是群体总粒数，其次是千粒重，总粒数、千粒重对产量的通径系数分别是千粒重，总粒数、千粒重对产量的通径系数分别是0.76790.7679和和0.31530.3153。 表表4 4 春播和夏播玉米不同品种的产量构成及其对产量的通径分析春播和夏播玉米不同品种的产量构成及其对产量的通径分析玉米子粒产量由总结实粒数玉米子粒产量由总结实粒数( (总粒数总粒数) )和千粒重构成。无论是春玉米还是夏和千粒重构成。无论是春玉米还是夏玉米玉米, , 同一密度下品种间总粒数的变幅大，千粒重的变幅小。如上表，不同品同一密度下品种间

18、总粒数的变幅大，千粒重的变幅小。如上表，不同品种总粒数对产量的直接通径系数（春玉米种总粒数对产量的直接通径系数（春玉米1.54111.5411、夏玉米、夏玉米1.12741.1274），高于千粒），高于千粒重对产量的直接通径系数（春玉米重对产量的直接通径系数（春玉米0.67310.6731、夏玉米、夏玉米0.48710.4871）。）。 玉米群体粒叶比的表述方式有两种：玉米群体粒叶比的表述方式有两种：实粒数实粒数/叶面积叶面积(dm2)粒重粒重(g)/叶面积叶面积(dm2)。可用吐丝期群体叶面积与最终的总粒数及产量求得。可用吐丝期群体叶面积与最终的总粒数及产量求得。粒叶比与产量的关系是粒叶比与

19、产量的关系是:y(产量产量kg/666.6m2)=LAI粒重粒重(g)/叶面积叶面积(dm2)666.610-1这个公式揭示的增产途径：这个公式揭示的增产途径：（1）保持粒叶比不变，即在原有单位叶面积的谷粒负荷前提下，增加群）保持粒叶比不变，即在原有单位叶面积的谷粒负荷前提下，增加群体体LAI，从而形成更多的总粒数，可提高产量。从而形成更多的总粒数，可提高产量。（2）控制群体）控制群体LAI 在适宜范围，提高总粒数对叶量的相对比值，即增加在适宜范围，提高总粒数对叶量的相对比值，即增加粒叶比粒叶比, 使单位叶面积能承担较多的子粒数，扩库强源，提高群体的物质使单位叶面积能承担较多的子粒数，扩库强源

20、，提高群体的物质生产能力及物质积累对子粒的分配，提高产量。生产能力及物质积累对子粒的分配，提高产量。 （3）既提高群体）既提高群体LAI的适宜界限，又提高粒叶比的适宜界限，又提高粒叶比,子粒产量可进一步提高。子粒产量可进一步提高。 1.4 粒叶比是综合反应群体源库协调水平的质量指标粒叶比是综合反应群体源库协调水平的质量指标 表表5 5 不同氮肥运筹处理不同氮肥运筹处理LAILAI、粒叶比与干物质积累及产量关系粒叶比与干物质积累及产量关系（扬州，（扬州，19951995）注：注：A施施N量，量，A1（15kg N/666.6m2）、）、A2（22.5kg N/666.6m2）；）；B氮素基种肥与

21、穗肥不同比例，氮素基种肥与穗肥不同比例，B1（基种肥基种肥30%、穗肥、穗肥60%）、）、B2（基种肥基种肥60%、穗肥、穗肥30%）；粒肥均为）；粒肥均为10%；C穗肥不同时期施，穗肥不同时期施，C1（7叶展施），叶展施），C2（10叶展施）、叶展施）、C3（13叶展施）。叶展施）。 如上表，对掖单如上表，对掖单1313品种不同施氮运筹试验条件下的吐丝期品种不同施氮运筹试验条件下的吐丝期LAILAI、 粒叶比与干物质积累、产量构成因素等资料进行相关分析发现，在粒叶比与干物质积累、产量构成因素等资料进行相关分析发现，在施氮水平较低（施氮水平较低（15kg/666.6m215kg/666.6m2

22、）情况下，不同氮肥运筹是通过增加）情况下，不同氮肥运筹是通过增加吐丝期吐丝期LAILAI（由（由3.973.97增加到增加到4.274.27）和增加花后干物质积累量提高子）和增加花后干物质积累量提高子粒产量；在施氮水平达到粒产量；在施氮水平达到22.5kg N22.5kg N的情况下的情况下, , 不同氮肥运筹增加吐不同氮肥运筹增加吐丝期丝期LAILAI达到了达到了4.684.684.974.97的适宜范围，增加的适宜范围，增加LAILAI的增产作用不显著，的增产作用不显著，主要通过增加粒叶比增加花后物质积累量和子粒产量。表明了在吐主要通过增加粒叶比增加花后物质积累量和子粒产量。表明了在吐丝期

23、丝期LAILAI达到适宜范围的基础上增产主要靠不断增加粒叶比来实现。达到适宜范围的基础上增产主要靠不断增加粒叶比来实现。 1.5 改善叶系组成改善叶系组成 玉米在吐丝期，群体的最大叶系已建成，叶系的玉米在吐丝期，群体的最大叶系已建成，叶系的组成不同直接影响粒叶比和花后的光合效率及产量形组成不同直接影响粒叶比和花后的光合效率及产量形成。成。 首先群体植株有空秆株与结穗株两部分，空秆株首先群体植株有空秆株与结穗株两部分，空秆株有叶而不结实，降低叶系的光合效能，对产量形成有有叶而不结实，降低叶系的光合效能，对产量形成有害无益，称之为害无益，称之为无效叶面积无效叶面积。 其次对结穗株而言其次对结穗株而

24、言, , 尽管所有绿叶均参加子粒建尽管所有绿叶均参加子粒建成，但以穗位叶为代表的中部叶因其功能期与果穗分成，但以穗位叶为代表的中部叶因其功能期与果穗分化形成同步，并离子粒库近而对产量形成的作用较大，化形成同步，并离子粒库近而对产量形成的作用较大，称之为称之为高效叶面积高效叶面积。 在有限的适宜群体在有限的适宜群体LAILAI条件下，由于空秆叶面积条件下，由于空秆叶面积和高效能叶片面积在群体所占比例不同，而影响群体和高效能叶片面积在群体所占比例不同，而影响群体质量、影响群体的光合效能和子粒产量的差异。质量、影响群体的光合效能和子粒产量的差异。表表6 剪剪 叶叶 叶叶 位位 对对 植植 株株 子子

25、 粒粒 产产 量量 的的 影影 响响 远远 征征8 0 8 苏苏 玉玉9 号号 掖掖 单单1 3 号号 剪剪 叶叶 叶叶位位 g /株株 C K % g /株株 C K % g /株株 C K % 1 -2 1 1 6 .9 2 9 8 .6 6 9 6 .0 5 9 6 .3 0 1 3 2 .9 9 9 5 .5 6 3 -4 1 1 3 .0 6 9 5 .4 0 9 1 .2 4 9 1 .4 8 1 3 0 .8 7 9 4 .0 4 5 -6 1 0 8 .8 6 9 1 .8 6 8 9 .9 2 9 0 .1 5 1 2 5 .2 4 8 9 .9 9 7 -8 9 9 .0

26、8 8 3 .6 1 8 7 .2 3 8 7 .4 6 1 2 1 .4 9 8 7 .3 0 9 -1 0 9 6 .2 7 8 1 .2 3 8 4 .3 6 8 4 .5 8 1 1 4 .7 6 8 2 .4 6 1 1 -1 2 8 2 .5 4 6 9 .6 5 7 1 .7 1 7 1 .9 0 1 0 7 .2 7 7 7 .0 8 1 3 -1 4 8 0 .0 7 6 7 .5 6 7 0 .4 8 7 0 .6 6 9 9 .1 6 7 1 .2 5 1 5 -1 6 9 3 .6 9 7 9 .0 6 7 7 .4 6 7 7 .6 6 9 2 .3 8 6 6 .3

27、 8 1 7 -1 8 1 1 6 .4 7 9 8 .2 8 8 5 .7 1 8 5 .9 3 1 1 3 .4 6 8 1 .5 2 1 9 -2 0 1 3 5 .8 4 9 7 .6 1 C K 1 1 8 .5 1 1 0 0 .0 0 9 9 .7 4 1 0 0 .0 0 1 3 9 .1 7 1 0 0 .0 0 通过对远征通过对远征808808、苏玉、苏玉9 9号和掖单号和掖单1313号等三个品种的剪叶试验，以号等三个品种的剪叶试验，以观测剪除不同叶位叶片在吐丝期前后对产量构成因素和花后物质生产观测剪除不同叶位叶片在吐丝期前后对产量构成因素和花后物质生产的作用时发现：远征的

28、作用时发现：远征808808、苏玉、苏玉9 9号和掖单号和掖单 1313号三个品种均是倒号三个品种均是倒5 56 6叶作用最大，产量分别是对照的叶作用最大，产量分别是对照的67.56%67.56%、70.66%70.66%和和66.38%66.38%，其次是倒，其次是倒7 78 8叶，三个品种产量分别是对照的叶，三个品种产量分别是对照的69.65%69.65%、71.90%71.90%和和71.25%71.25%。以此。以此4 4叶为中心，叶位向上及向下，叶片对子粒产量的作用逐渐减少。叶为中心，叶位向上及向下，叶片对子粒产量的作用逐渐减少。 表表7 7 各叶面积、各叶面积、LAILAI与产量构

29、成的相关系数与产量构成的相关系数 （扬州，（扬州，19951995） 如上表，在每如上表，在每666.6m666.6m2 2施施N15kgN15kg、LAILAI变幅在变幅在3.973.974.274.27水平下，群体各叶水平下，群体各叶位以倒位以倒4 48 8叶面积与产量及花后干物质积累量成显著正相关，其中倒叶面积与产量及花后干物质积累量成显著正相关，其中倒8 8叶与穗叶与穗粒数的相关最密切、倒粒数的相关最密切、倒6 6叶与千粒重的相关最密切。在每叶与千粒重的相关最密切。在每666.6m666.6m2 2施施N22.5kgN22.5kg，LAILAI变幅在变幅在4.684.684.944.9

30、4水平下，群体各叶位以倒水平下，群体各叶位以倒5 57 7叶面积与产量及花后干物叶面积与产量及花后干物质积累量成显著正相关，其中倒质积累量成显著正相关，其中倒7 7叶与穗粒数的相关最密切、倒叶与穗粒数的相关最密切、倒5 5叶与千粒重的叶与千粒重的相关最密切。这说明当相关最密切。这说明当LAILAI水平较低的情况下水平较低的情况下, , 一方面要致力于提高吐丝期群一方面要致力于提高吐丝期群体体LAILAI来提高产量，另一方面要致力于增加倒来提高产量，另一方面要致力于增加倒4 48 8叶（穗位叶、穗下叶（穗位叶、穗下1 1叶、穗上叶、穗上3 3叶）面积来改善叶系组成增加花后干物质积累量，提高产量；

31、而在叶）面积来改善叶系组成增加花后干物质积累量，提高产量；而在LAILAI适宜的适宜的情况下，重点应增加倒情况下，重点应增加倒5 57 7叶（穗位叶、穗上叶（穗位叶、穗上2 2叶）面积叶）面积, , 减少上部叶叶面积，减少上部叶叶面积，提高穗位叶的受光条件，可增加花后干物质积累量，提高产量。提高穗位叶的受光条件，可增加花后干物质积累量，提高产量。 由此可见：控制吐丝期由此可见：控制吐丝期LAILAI在最适范围，消灭空秆叶面积，重点增大倒在最适范围，消灭空秆叶面积，重点增大倒5 57 7 叶（穗位叶、穗上叶（穗位叶、穗上2 2叶）面积，并充分发挥其物质生产效能，是玉米高产群叶）面积，并充分发挥其

32、物质生产效能，是玉米高产群体叶系质量的主要特征。体叶系质量的主要特征。 1.6 提高茎系结构的质量提高茎系结构的质量 壮秆是增强抗倒能力、改善叶系受光态势和壮秆是增强抗倒能力、改善叶系受光态势和协调源库的基础。群体倒伏与否，除了受群体密度协调源库的基础。群体倒伏与否，除了受群体密度的影响外，主要与植株的高度和茎秆的强度有关，的影响外，主要与植株的高度和茎秆的强度有关，高产栽培中应培育壮秆，提高抗倒能力，促进高产高产栽培中应培育壮秆，提高抗倒能力，促进高产形成。形成。玉米高产茎系的主要特征是玉米高产茎系的主要特征是茎秆粗壮基部节间茎秆粗壮基部节间维管束发达，茎鞘重高和吐丝期株高整齐度高。维管束发

33、达，茎鞘重高和吐丝期株高整齐度高。 株高株高：2020世纪世纪9090年代的品种年代的品种7070年代的品种年代的品种5050年代的品种，年代的品种，2020世纪世纪5050年年代品种和代品种和9090年代品种的差异分别达到显著和极显著水平；年代品种的差异分别达到显著和极显著水平；穗位高：穗位高：2020世纪世纪9090年代品种和年代品种和7070年代品种显著高于年代品种显著高于5050年代的品种，但年代的品种，但9090年年代的品种比代的品种比7070年代的品种略有所降低，穗位高占株高的比例年代的品种略有所降低，穗位高占株高的比例9090年代的年代的品种（平均品种（平均36.7%36.7%）

34、比）比7070年代的品种（年代的品种（40.5%40.5%）显著降低，略高于）显著降低，略高于5050年年代的品种（代的品种（33.1%33.1%）；）；基部节间茎粗度：基部节间茎粗度：2020世纪世纪9090年代的品种年代的品种7070年代的品种年代的品种5050年代的品种；年代的品种；倒伏率、病株率：倒伏率、病株率：2020世纪世纪5050年代的品种年代的品种7070年代的品种年代的品种9090年代的品种。年代的品种。表明随着品种生产力和产量水平的提高，株高、茎粗相应增加，穗位高表明随着品种生产力和产量水平的提高，株高、茎粗相应增加，穗位高2020世纪世纪7070年代的品种比年代的品种比5

35、050年代的品种增加，但年代的品种增加，但9090年代的品种又有所下降，重年代的品种又有所下降，重心相对下降，抗倒性和抗逆性不断提高，利于稳产高产。心相对下降，抗倒性和抗逆性不断提高，利于稳产高产。 对大田调查资料分析而知，同一密度群体中，大小不同植株的茎对大田调查资料分析而知，同一密度群体中，大小不同植株的茎基粗、茎鞘重与粒叶比及穗粒数和穗粒重呈极显著正相关基粗、茎鞘重与粒叶比及穗粒数和穗粒重呈极显著正相关, , 说明茎秆说明茎秆粗的植株源与库之间的关系协调有利于大穗形成。粗的植株源与库之间的关系协调有利于大穗形成。 表表9 9 茎基粗、茎鞘重与粒叶比、穗粒数、穗粒重的相关系数茎基粗、茎鞘重

36、与粒叶比、穗粒数、穗粒重的相关系数 1.7 群体质量的根系性状描述群体质量的根系性状描述 玉米的根分成四组：玉米的根分成四组：初生根、初生根、14层节根、层节根、56层节根、层节根、7层层以上气生根。以上气生根。玉米灌浆结实期群体气生根的多少可反映整个根系的发达程玉米灌浆结实期群体气生根的多少可反映整个根系的发达程度，直接可以用作群体根系数量的诊断。度，直接可以用作群体根系数量的诊断。 气生根多、总根数多的，花后干物质积累量多，一生的干物气生根多、总根数多的，花后干物质积累量多，一生的干物质生产量也多。质生产量也多。 不同品种灌浆结实期的根系组成观察表明：不同品种灌浆结实期的根系组成观察表明：

37、1 14 4层、层、5 56 6层、气生根数、对总根数的决定系数分别是层、气生根数、对总根数的决定系数分别是0.5380 0.5380 、0.91940.9194* * *和和0.98440.9844* * *，指出总根数多的品种气生根数也多，气生根数多，指出总根数多的品种气生根数也多，气生根数多少可直接反映不同品种总根数的多少。少可直接反映不同品种总根数的多少。 表表9 9 不同品种一次根数用其组成不同品种一次根数用其组成 （扬州，（扬州，1996） 单位：千条单位：千条/666.6m2 根系伤流强度是反映根系活力的重要指标，气生根数与吐丝期、吐根系伤流强度是反映根系活力的重要指标，气生根数

38、与吐丝期、吐丝后丝后1515天、吐丝后天、吐丝后3030天根系伤流强度的相关系数分别是天根系伤流强度的相关系数分别是0.98890.9889* * *、0.99220.9922* * *和和0.99270.9927* * *，并与总根数和结实期根系伤流强度的相关具有一，并与总根数和结实期根系伤流强度的相关具有一致性。致性。 表表10 10 不同品种气生根、总根数与伤流强度的关系不同品种气生根、总根数与伤流强度的关系 （扬州，（扬州，19971997） 气生根数与吐丝期、吐丝至成熟期的干物质积累量其相关系数分别气生根数与吐丝期、吐丝至成熟期的干物质积累量其相关系数分别为为0.93900.9390

39、* * *和和0.96060.9606* * *，表明气生根多更利于品种增加花后群体干物质，表明气生根多更利于品种增加花后群体干物质生产积累量，促进一生总干物质生产积累量的增加。生产积累量，促进一生总干物质生产积累量的增加。 表表11 11 不同品种气生根数、总根数与群体干物质积累量不同品种气生根数、总根数与群体干物质积累量 （扬州，1997） 同一品种不同密肥群体气生根数、总根数与干物质积累量的结果同样同一品种不同密肥群体气生根数、总根数与干物质积累量的结果同样表明，气生根多、总根数多的群体，干物质积累量也多。气生根数与吐丝期、表明，气生根多、总根数多的群体，干物质积累量也多。气生根数与吐丝

40、期、吐丝至成熟干物质积累量的相关系数分别为吐丝至成熟干物质积累量的相关系数分别为0.73110.7311* *和和0.94230.9423* * *，并与总根，并与总根数与干物质积累的相关具有一致性。数与干物质积累的相关具有一致性。 表表12 12 不同密肥群体气生根数、总根数与干物质积累量不同密肥群体气生根数、总根数与干物质积累量 （扬州，（扬州，1996） 同一品种不同密肥群体的气生根数、总根数与产量的构成情况同样表明，同一品种不同密肥群体的气生根数、总根数与产量的构成情况同样表明，气生根数与总粒数及产量呈极显著正相关，相关系数分别是气生根数与总粒数及产量呈极显著正相关，相关系数分别是0.

41、91670.9167* * *和和0.96390.9639* * *，与总根数与总粒数及产量的相关表现一致。，与总根数与总粒数及产量的相关表现一致。 表表13 13 不同密肥群体的气生根数、总根数与产量及其组成不同密肥群体的气生根数、总根数与产量及其组成 （扬州，1997） 综上分析说明，无论是同一密度不同品种，还是同一品种不同密肥群综上分析说明，无论是同一密度不同品种，还是同一品种不同密肥群体，体，花后物质积累量高是玉米高产群体质量的核心指标，花后物质积累量高是玉米高产群体质量的核心指标，这一指标揭示了这一指标揭示了玉米高产栽培必须着眼于培育吐丝至成熟期的高光效群体，吐丝期前的群玉米高产栽培

42、必须着眼于培育吐丝至成熟期的高光效群体，吐丝期前的群体培育不应单纯追求数量，而应注重提高质量。为达此目标从协调群体源体培育不应单纯追求数量，而应注重提高质量。为达此目标从协调群体源库关系入手，吐丝期群体应具有适宜的库关系入手，吐丝期群体应具有适宜的LAI值，协调光合势与净同化率的值，协调光合势与净同化率的矛盾，形成最大的产量源；在此基础上矛盾，形成最大的产量源；在此基础上, 一是提高总粒数，一是提高总粒数，扩大产量库容扩大产量库容量，这既是高产的主要决定因素量，这既是高产的主要决定因素, 又是增加群体花后光合生产的内在生理又是增加群体花后光合生产的内在生理质量指标。质量指标。二是提高粒叶比，二

43、是提高粒叶比，在有限度的在有限度的LAI下提高总粒数下提高总粒数, 要通过提高粒要通过提高粒叶比来实现，在粒叶比相同时，粒叶比高产量高，这是群体源库协调水平叶比来实现，在粒叶比相同时，粒叶比高产量高，这是群体源库协调水平的标志，也是高产品种选择的依据。的标志，也是高产品种选择的依据。三是改善叶系组成，三是改善叶系组成，减少空秆叶面积减少空秆叶面积提高有效叶面积，增加倒提高有效叶面积，增加倒7倒倒5叶高效叶面积，增加花后产量生产源。叶高效叶面积，增加花后产量生产源。四四是增加茎粗及茎鞘重，是增加茎粗及茎鞘重，提高群体整齐度，建成抗倒及输导能力强和良好的提高群体整齐度，建成抗倒及输导能力强和良好的

44、群体冠层支撑系。群体冠层支撑系。五是增加气生根量五是增加气生根量, 气生根量是根系发达和活力旺盛的气生根量是根系发达和活力旺盛的标志，是高产群体根系的直观诊断指标。标志，是高产群体根系的直观诊断指标。 2.玉米高产群体的培育途径与技术玉米高产群体的培育途径与技术 玉米生产中围绕高产群体质量指标建立高光效群体玉米生产中围绕高产群体质量指标建立高光效群体, 首先要以首先要以安排最佳抽雄吐丝期，为玉米灌浆结实争取最佳的气候条件为前安排最佳抽雄吐丝期，为玉米灌浆结实争取最佳的气候条件为前提；以控制最适叶面积、增加总粒数、提高花后物质生产能力为提；以控制最适叶面积、增加总粒数、提高花后物质生产能力为目标

45、；从播种建立群体起点开始，通过足苗匀苗去弱株确保足穗目标；从播种建立群体起点开始，通过足苗匀苗去弱株确保足穗壮株提高整齐度，并按叶龄进程调控群体发展、改善叶系组成、壮株提高整齐度，并按叶龄进程调控群体发展、改善叶系组成、增加粒叶比、主攻大穗，使群体随生育进程按预期的目标发展。增加粒叶比、主攻大穗，使群体随生育进程按预期的目标发展。栽培调控归纳为栽培调控归纳为“足、壮、高足、壮、高” 的技术途径，即以足苗足株保足的技术途径，即以足苗足株保足穗；以壮苗壮株，充分发挥个体的生产潜力，攻大穗；提高花后穗；以壮苗壮株，充分发挥个体的生产潜力，攻大穗；提高花后的光合生产与物质积累夺取高产。的光合生产与物质

46、积累夺取高产。 2.1保证玉米生育进程与最佳季节同步保证玉米生育进程与最佳季节同步 根据当地的生态气候条件，使玉米生育进程与最佳季节同步，充分根据当地的生态气候条件，使玉米生育进程与最佳季节同步，充分利用当地的温光水资源，趋利避害，是稳产高产的前提。其中开花结实利用当地的温光水资源，趋利避害，是稳产高产的前提。其中开花结实期的温光等条件对高产尤为重要。期的温光等条件对高产尤为重要。研究表明，玉米抽雄开花的最适温度是研究表明，玉米抽雄开花的最适温度是2527，灌浆结实的最佳，灌浆结实的最佳温度是温度是2024，抽雄开花遇，抽雄开花遇32以上高温，结实率大大下降，温度低以上高温，结实率大大下降，温

47、度低于于16子粒停止灌浆，不能正常成熟，影响产量和品质；高产玉米要求子粒停止灌浆，不能正常成熟，影响产量和品质；高产玉米要求灌浆结实期的平均每天日照天数灌浆结实期的平均每天日照天数610小时小时, 土壤持水量达土壤持水量达8085%；对；对积温要求，主要随品种的熟期不同而异，积温要求，主要随品种的熟期不同而异，1517 叶的早熟品种积温叶的早熟品种积温21002300，1819叶的中早熟种叶的中早熟种23002500，2022 叶的中晚熟叶的中晚熟种种 25002800；玉米从播种到开花的发育速度，主要取决于温度的影；玉米从播种到开花的发育速度，主要取决于温度的影响，温度高发育快响，温度高发育

48、快, 温度低发育慢，茎秆生长点感受的温度是起主要控制温度低发育慢，茎秆生长点感受的温度是起主要控制作用的因素。作用的因素。 长江流域地区多熟制春玉米一般在清明节前后露地直播，长江流域地区多熟制春玉米一般在清明节前后露地直播，但在但在6月未月未7月初开花常遇月初开花常遇32以上高温，导致结实率显著降以上高温，导致结实率显著降低，灌浆结实期高温逼熟，限制了产量的提高。而在下游地低，灌浆结实期高温逼熟，限制了产量的提高。而在下游地区区7月下旬、月下旬、8月上旬常遇台风袭击造成严重倒伏，不利于稳月上旬常遇台风袭击造成严重倒伏，不利于稳定提高花后干物质生产和子粒产量。定提高花后干物质生产和子粒产量。作者

49、在江苏采用盘育乳苗地膜移栽技术，作者在江苏采用盘育乳苗地膜移栽技术，将播期提早到将播期提早到3月上旬月上旬(气温气温78)播种，大田地膜覆盖膜上移栽乳苗壮播种，大田地膜覆盖膜上移栽乳苗壮苗早发，玉米在苗早发，玉米在6月上旬开花，减少高温对灌浆结实的不利月上旬开花，减少高温对灌浆结实的不利影响，同时避开台风造成倒伏的危害，实现早熟高产。影响，同时避开台风造成倒伏的危害，实现早熟高产。2.2适宜穗数的基础上主攻大穗适宜穗数的基础上主攻大穗 增加总粒数的栽培策略增加总粒数的栽培策略 高产实践和研究表明，协调穗数和穗粒数的矛盾，增加群高产实践和研究表明，协调穗数和穗粒数的矛盾，增加群体总粒数，其栽培策

50、略是适宜穗数的基础上增加穗粒数。体总粒数，其栽培策略是适宜穗数的基础上增加穗粒数。 随着紧凑型玉米的出现，适宜穗数由以往的随着紧凑型玉米的出现，适宜穗数由以往的30003000多穗提高到多穗提高到现在的现在的50005000穗穗/666.6/666.6m2m2左右，产量显著提高。但高产田仍是在适左右，产量显著提高。但高产田仍是在适宜穗基础上主攻大穗。各地因品种和生态条件不同，吨粮田的产宜穗基础上主攻大穗。各地因品种和生态条件不同，吨粮田的产量结构不同，多数在量结构不同，多数在50005000穗左右，每穗穗左右，每穗700700粒左右，少数为粒左右，少数为40004000多穗，每穗多穗，每穗80

51、0800粒左右和粒左右和55005500穗以上，每穗近穗以上，每穗近600600粒的。它们的总粒的。它们的总粒数在粒数在285.2-356.3285.2-356.3万粒万粒/666.6/666.6m2m2，上述产量结构，是目前指导上述产量结构，是目前指导玉米高产的指标。玉米高产的指标。 适宜密度适宜密度 玉米适宜密度因株型改进而提高。玉米适宜密度因株型改进而提高。根据我国北方地区吨粮玉米资料，群体的适宜密度变动在根据我国北方地区吨粮玉米资料，群体的适宜密度变动在45006000株株/666.6m2。适宜密度和适宜的适宜密度和适宜的LAI(5.07.7)呈正相关。呈正相关。因品种类型不同略有变动

52、，多数地区在因品种类型不同略有变动，多数地区在5000株株/666.6m2以上。以上。江苏属于多雨地区，日照时数和北方比相对较少，适宜的江苏属于多雨地区，日照时数和北方比相对较少，适宜的LAI值低于北方的值低于北方的5.0左右，适宜密度也低于北方。适宜密度范围内紧凑左右，适宜密度也低于北方。适宜密度范围内紧凑型大穗品种比紧凑型中小穗品种要大。型大穗品种比紧凑型中小穗品种要大。 玉米适宜密度玉米适宜密度=适宜适宜LAI吐丝期单株平均叶面积吐丝期单株平均叶面积壮株大穗壮株大穗 适宜密度基础上提高群体植株的平均子粒产量，必须通过培适宜密度基础上提高群体植株的平均子粒产量，必须通过培育壮株形成大穗来实

53、现。育壮株形成大穗来实现。 作者分析在同一群体，大小不同植株干重作者分析在同一群体，大小不同植株干重( (w)w)与子粒干重与子粒干重( (y)y)的关系。的关系。不同栽培方式植株干重的关系均可用不同栽培方式植株干重的关系均可用 y=a(w-b) y=a(w-b) 公式来公式来拟合。拟合。群体植株均有产谷阈值群体植株均有产谷阈值b b，植株干重低于产谷阈值则形成空植株干重低于产谷阈值则形成空秆，超过产谷阈值的干重部分按秆，超过产谷阈值的干重部分按a a比例分配给子粒。植株的干重越比例分配给子粒。植株的干重越大个体越壮，越利于大穗形成，个体子粒产量越高，经济系数越大个体越壮，越利于大穗形成，个体

54、子粒产量越高，经济系数越大。大。 在适宜密度确定后，必须进一步减少弱株和空秆比例，培壮在适宜密度确定后，必须进一步减少弱株和空秆比例，培壮植株才能满足适宜穗数并攻取大穗。植株才能满足适宜穗数并攻取大穗。 2.3 提高群体植株整齐度提高群体植株整齐度 提高植株的整齐度，降低空秆率是衡量群体质量和栽培水提高植株的整齐度，降低空秆率是衡量群体质量和栽培水平的重要标志。在群体适宜株数被确定后，降低空秆率要靠提平的重要标志。在群体适宜株数被确定后，降低空秆率要靠提高个体间的整齐度来实现。由于玉米种子大小差异是禾谷类作高个体间的整齐度来实现。由于玉米种子大小差异是禾谷类作物中最大的，加之旱作直播土壤出苗环

55、境总有一定差异，与其物中最大的，加之旱作直播土壤出苗环境总有一定差异，与其它禾谷类作物相比，提高苗期植株整齐度的难度较大；再由于它禾谷类作物相比，提高苗期植株整齐度的难度较大；再由于玉米出叶及生长速度快，植株间的平衡调节难度也大，苗期的玉米出叶及生长速度快，植株间的平衡调节难度也大，苗期的不整齐到吐丝期仍是整齐度差；如果因种子质量及播种、密度、不整齐到吐丝期仍是整齐度差；如果因种子质量及播种、密度、施肥等栽培管理不当，植株间的整齐度差异更大。施肥等栽培管理不当，植株间的整齐度差异更大。解决的办法解决的办法是精播足苗多次间苗。是精播足苗多次间苗。 精播足苗多次间苗精播足苗多次间苗 精选种子，确保

56、种子纯度和大小均匀，可减少种子间生活力和精选种子，确保种子纯度和大小均匀，可减少种子间生活力和发芽出苗率的差异。适当加大播种量，精播足苗配合多次间苗，是发芽出苗率的差异。适当加大播种量，精播足苗配合多次间苗，是确保适宜株数提高植株整齐度的有效措施。确保适宜株数提高植株整齐度的有效措施。土壤持水量在土壤持水量在60%60%70%70%是不同类型土壤适墒的相应指标，定点是不同类型土壤适墒的相应指标，定点播种，覆土均匀。播种，覆土均匀。江苏的生产实践表明，以出苗数为适宜穗数的两倍来确定适宜江苏的生产实践表明，以出苗数为适宜穗数的两倍来确定适宜播种量，播种量，5 5叶期间苗至适宜穗数的叶期间苗至适宜穗

57、数的1.31.3倍倍, , 拔节期定苗至适宜穗数的拔节期定苗至适宜穗数的上限，抽雄吐丝期注意去弱小株改善群体有效生长条件。通过足苗上限，抽雄吐丝期注意去弱小株改善群体有效生长条件。通过足苗及苗期去弱留壮，保证拔节期有适宜穗数的壮株数和高整齐度及苗期去弱留壮，保证拔节期有适宜穗数的壮株数和高整齐度, , 使使可能形成空秆的小弱苗和小穗株有效控制在拔节期前可能形成空秆的小弱苗和小穗株有效控制在拔节期前, , 让出空间为让出空间为果穗分化形成期各部器官的协调发展创造条件，利用壮个体形成适果穗分化形成期各部器官的协调发展创造条件，利用壮个体形成适宜和高效的宜和高效的LAILAI值，在适宜穗数的基础上形

58、成大穗。值，在适宜穗数的基础上形成大穗。 2.4 高产玉米的施肥运筹高产玉米的施肥运筹 高产玉米的吸肥特性高产玉米的吸肥特性 1、 对氮素的吸收对氮素的吸收 研究表明：研究表明：单产单产118400kg，100kg子粒需子粒需N3.01kg，单产单产414493kg，100kg子粒需子粒需N2.86kg，单产单产5111264kg，100kg子粒需子粒需N2.18kg。群体生育各期吸氮情况：群体生育各期吸氮情况：苗期较少，穗分化期最多，开花结苗期较少，穗分化期最多，开花结实期其次。实期其次。产量越高，每生产产量越高，每生产100kg子粒需要的氮素数量愈少，变幅愈子粒需要的氮素数量愈少，变幅愈小

59、，肥效愈高，吸肥也愈有规律性。小，肥效愈高，吸肥也愈有规律性。2、 对磷素的吸收对磷素的吸收 研究表明：产量研究表明：产量118400kg，生产生产100kg子粒需磷子粒需磷1.33kg；产量产量414493kg,生产生产100kg子粒需磷子粒需磷1.16kg；产量产量5111264kg，生产生产100kg子粒需磷子粒需磷0.83kg。产量与需肥量的规律和氮素相同。产量与需肥量的规律和氮素相同。 各生育阶段的吸磷量各生育阶段的吸磷量苗期最少，穗分化期其次，开花结实期苗期最少，穗分化期其次，开花结实期最多。最多。各阶段吸磷量占一生总吸磷量的比例平均值分别是各阶段吸磷量占一生总吸磷量的比例平均值分

60、别是11.54%、30.49%、57.97%。不断提高玉米产量必须不断增加群体一生吸磷总量，而增加不断提高玉米产量必须不断增加群体一生吸磷总量，而增加群体一生吸磷总量应在增加前期吸磷量的基础上群体一生吸磷总量应在增加前期吸磷量的基础上, 重点增加中后阶重点增加中后阶段特别是花后阶段的吸磷量。段特别是花后阶段的吸磷量。 3、 对钾素的吸收对钾素的吸收 每生产每生产100kg子粒的吸钾量随产量的提高而有增加的趋势。子粒的吸钾量随产量的提高而有增加的趋势。100kg子粒吸钾量在产量子粒吸钾量在产量118400kg/666.6m2为为2.41kg，产量产量414493kg为为2.48kg，产量在产量在