玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米光合特性差异及氮肥调控效应

玉米与大豆或甘薯套作是西南地区玉米种植的两种主要模式，为探讨两种套作模式下玉米光合特性差异及施氮效应，于2008―2010年在四川省2个玉米主栽区，开展了玉米/大豆和玉米/甘薯两种模式的定位试验，对比两种模式下玉米光合特性的差异；在此基础上于2011年采用两因素裂区设计，在两种模式上分别设5个施氮量[0 kg(N)·hm?2(N0)、90 kg(N)·hm?2(N90)、180 kg(N)·hm?2(N180)、270 kg(N)·hm?2(N270)和360 kg(N)·hm?2(N360)]，通过分析不同处理玉米叶面积指数、叶绿素相对值、穗位叶叶片含氮量、光合速率和荧光参数动态变化，研究施氮水平对两种模式下玉米光合特性的影响。结果表明：种植模式和施氮量对玉米光合特性具有明显的调节作用。与玉米与甘薯套作相比，玉米与大豆套作显著减缓了玉米灌浆期到成熟期单株叶面积、叶绿素相对值的下降速率，提高了穗位叶片 PSⅡ活性及其光化学效率，从而提高了光合速率，成熟期单株生物量较玉米/甘薯模式增加10.49 g。换带轮作后，从抽雄吐丝期开始，玉米光合特性各指标在两模式间差异达显著水平，玉米/大豆模式下玉米单株叶面积、净光合速率、穗位叶片Fv/Fm、ФPSⅡ花后各生育时期平均较玉米/甘薯模式高941 cm2、4.81μmol·m?2·s?1、0.017和0.020；灌浆期到成熟期各指标下降速率玉米/大豆模式较玉米/甘薯模式也明显减缓，成熟期玉米单株生物量玉米/大豆模式较玉米/甘薯模式平均高26.83 g。玉米/大豆模式下以180 kg·hm?2、玉米/甘薯模式下以270 kg·hm?2施氮处理，提高了玉米的单株叶面积、叶绿素荧光动力学参数，有利于玉米灌浆期间光系统Ⅱ反应中心维持较高比例的开放程度，从而提高光合速率，增加生物积累量。过量施氮(270~360 kg·hm?2)，叶绿素含量、叶片的Fv/Fm、ФPSⅡ下降，光合速率降低。