明确旱地春玉米高产与水分高效协调的栽培技术及其生理原因,对提高水分限制条件下玉米水分利用效率及玉米可持续生产具有重要意义。本文以郑单958为材料,于2010年和2011年在陕西长武进行大田试验,设置当地农户栽培(对照)、高产高效栽培、超高产栽培和再高产高效栽培等4种栽培模式,比较了其对春玉米光合特性和水分利用效率的影响。结果表明,当地农户栽培、高产高效栽培、超高产栽培和再高产高效栽培产量平均达7.7、9.2、11.7和10.6 t hm^(-2),高产模式较对照产量分别提高20.1%、52.9%和37.7%,水分利用效率分别提高27.8%、60.9%和45.1%。与当地农户栽培相比,高产高效栽培、超高产栽培和再高产高效栽培提高了花后叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和单叶水分利用效率(WUEL)、相对电子传递速率(ETR)、PSII实际量子产额(ΦPSII)和光化学猝灭(qP);延缓了叶片衰老;花后干物质积累量分别增加29.0%、82.3%和56.1%。结果说明通过地膜覆盖、增加密度和氮肥运筹等关键栽培技术的集成与优化,可实现旱地春玉米高产与水分高效30%以上的目标;其增产增效的主要原因在于显著增强玉米花后叶片光捕获能力与光化学效率,延缓叶片早衰,促进花后干物质积累及其对籽粒的贡献率。
明确陕西省不同年代玉米产量和氮效率性状响应氮肥的变化趋势,对西北旱区玉米高产氮高效品种选育具有重要的实践意义。本文以1981—2010年间陕西省12个玉米主栽品种为材料,于2011年和2012年在典型旱区陕西长武进行3个氮水平(0、120和240 kg hm–2)的田间试验,分析了不同年代玉米品种农艺和氮效率性状变化趋势。结果显示,不同年代玉米品种籽粒产量随氮水平增加而提高,在施氮0、120和240 kg hm–2处理下籽粒产量增益分别为每年46、65和83 kg hm–2。所有氮水平下2000—2010年间品种产量和生物量显著高于1980—1989年间品种,而秸秆产量变化不明显;现代玉米品种(2000—2010年)产量的增加归因于穗粒数、千粒重和生物量的提高。不同年代玉米品种消光系数随氮水平增加而降低,说明现代玉米品种(2000—2010年)较老品种(1980—1989年)叶片直立,截获更多的光能,致使产量和生物量高。随着年代的递进,玉米品种氮肥农学利用率呈递增趋势,在低氮水平下现代品种氮肥利用效率最高,且显著高于老品种。氮肥农学利用率与氮吸收效率(NUpE)和花后氮素积累量呈显著相关(r=0.75;r=0.72),而与氮生理效率(NUtE)和花前氮素积累量相关性不显著(r=0.42;r=0.39)。说明现代玉米品种氮肥农学利用率提高主要来自氮肥吸收效率和花后氮素积累量的增加。上述结果表明,陕西玉米育种应注重穗粒数、千粒重、氮吸收效率性状和株型结构改良,低氮环境压力选择将有助于旱区玉米高产氮高效新品种培育。
