免耕条件下不同量秸秆覆盖还田提高东北黑土区玉米光合性能和产量的效应

[目的]探究东北黑土长期免耕及不同秸秆覆盖还田量下玉米光合性能及产量的变化规律,为科学应用免耕秸秆覆盖还田技术提供理论支撑.[方法]东北黑土区保护性耕作定位试验始于 2007 年,设置 5 个处理,分别为传统垄作秸秆不还田(对照,CT)及免耕配合当季收获玉米秸秆量的 0％、33％、67％和 100％(NT-0、NT-33％、NT-67％、NT-100％)还田.于 2021 年玉米苗期、拔节期和抽雄期,测定玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等光合参数,以及叶绿素含量和叶面积;于成熟期,测定籽粒产量及其构成因素.[结果]与CT处理相比,4 个免耕秸秆覆盖处理不同程度地提高了苗期的Pn,以及拔节期和抽雄期玉米叶片的Pn、Gs和Tr;NT-67％和NT-33％、NT-100％处理还显著降低了拔节期和抽雄期的胞间二氧化碳浓度,显著提升了抽雄期叶片的叶绿素含量(P<0.05).NT-100％处理在拔节期和抽雄期的光合效率最高,光合性能显著优于其他处理,NT-67％处理有个别指标略低于NT-100％,但仍与CT、NT-0 和NT-33％处理差异显著.免耕结合秸秆覆盖还田提高了玉米穗的行粒数、百粒重和籽粒产量,NT-33％、NT-67％、NT-100％处理的籽粒产量均显著高于NT-0 和CT处理,而后二者间差异不显著.净光合速率与产量之间存在显著正相关关系(P<0.01).[结论]免耕结合秸秆覆盖还田能够提高玉米抽雄期的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,降低玉米光合作用的非气孔限制,提高对胞间CO2 的利用能力.秸秆覆盖量为 67％～100％时,提高净光合速率、叶绿素含量以及玉米行粒数、籽粒产量的效果突出,是东北黑土区较为理想的耕作模式.