作物栽培学

张吉民

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 作物栽培学的性质、任务和研究法
    • 1.2 作物的起源和起源地
    • 1.3 作物栽培学的演进与发展
    • 1.4 作物的多样性和作物分类
  • 2 作物生长发育
    • 2.1 作物生长发育的特点
    • 2.2 作物的器官建成
    • 2.3 作物的温光反应特性
    • 2.4 作物生长的一些相互关系
  • 3 作物产量和产品品质的形成
    • 3.1 作物产量及其构成因素
    • 3.2 作物的“源、流、库”理论及其应用
    • 3.3 作物品质的形成及其影响因素
    • 3.4 作物产量的潜力
  • 4 作物与环境的关系
    • 4.1 作物的环境
    • 4.2 作物与光的关系
    • 4.3 作物与温度的关系
    • 4.4 作物与水的关系
    • 4.5 作物与空气的关系
    • 4.6 作物与土壤的关系
  • 5 作物栽培措施和技术
    • 5.1 作物栽培制度
    • 5.2 土壤培肥及整地技术
    • 5.3 水分调节技术
  • 6 小麦
    • 6.1 概述
    • 6.2 小麦的生长发育
    • 6.3 小麦栽培技术
  • 7 玉米
    • 7.1 概述
    • 7.2 玉米的生长发育特点
    • 7.3 玉米栽培技术
  • 8 谷子
    • 8.1 概述
    • 8.2 谷子栽培的生物学基础
    • 8.3 谷子的产量形成与品质
    • 8.4 谷子栽培技术
    • 8.5 夏谷“三早一密”栽培技术要点
  • 9 高粱
    • 9.1 概述
    • 9.2 高粱栽培的生物学基础
    • 9.3 高粱栽培技术
  • 10 马铃薯
    • 10.1 概述
    • 10.2 马铃薯栽培的生物学基础
    • 10.3 马铃薯的产量形成与品质
    • 10.4 马铃薯栽培技术
    • 10.5 马铃薯病毒病害及防治途径
  • 11 大豆
    • 11.1 概述
    • 11.2 大豆栽培的生物学基础
    • 11.3 大豆对环境条件的要求
    • 11.4 大豆产量的形成和品质
    • 11.5 大豆栽培技术
    • 11.6 夏大豆的生育特点和栽培技术
  • 12 花生
    • 12.1 概述
    • 12.2 花生栽培的生物学基础
    • 12.3 花生的产量和品质形成
    • 12.4 花生栽培技术
  • 13 棉花
    • 13.1 概述
    • 13.2 棉花栽培的生物学基础
    • 13.3 棉花栽培技术
  • 14 2020春山西省作物生产技术指导
    • 14.1 作物春季管理要点
    • 14.2 山西省2020年农作站主推品种
玉米的生长发育特点
  • 1 学习内容
  • 2 教学视频

第二节  玉米的生长发育特点

一、玉米的生育进程

(一) 玉米的一生

从播种到新的种子成熟为玉米的一生。它经过种子萌动发芽、出苗、拔节、孕穗、抽雄开花、吐丝、受精、灌浆直到新的种子成熟,才能完成其生活周期。

(二) 玉米的生育阶段

1.苗期阶段(播种至拔节) 

是以生根、长叶、茎节分化为主的营养生长阶段。一般春玉米约35d,夏玉米20~30d。本阶段的生育特点是茎叶生长缓慢,根系发展迅速。为此,田间管理的中心任务是促进根系发育,培育壮苗,达到苗足、苗齐、苗壮的要求,为玉米生产打好基础。

2.穗期阶段(拔节至开花) 

是由营养生长转向营养生长与生殖生长并进的时期,是决定穗数、穗的大小、可孕花数的关键时期,奠定结实粒数的基础。一般历时27~30d。本阶段的生育特点是茎节间迅速伸长,叶片增大,根系继续扩展,干物质迅速增加。同时,雄雌穗迅速分化,是玉米一生中生长发育最旺盛的阶段,也是田间管理最关键的时期。为此,田间管理的中心任务是促进中、上部叶片增大,茎秆粗壮敦实,以达到穗多、穗大的丰产长相。

3.花粒期阶段(开花至成熟)

此期经历时间,早、中、晚熟品种30~40~50d。这个阶段的生育特点是以生殖生长为中心,经过开花、受精而进入子粒产量形成阶段。此期主要功能叶片是植株的中、上层叶片,是决定粒数和粒重的重要时期。为此,这一阶段田间管理的中心任务是保护叶片,提高光合强度,促进粒多和粒重,达到丰产。

(三) 生育期和生育时期

1.生育期 

是玉米从播种至成熟的天数。生育期长短与品种、播种期和温度等有关。一般早熟品种或温度较高情况下生育期短,反之则长。

玉米不同品种生育期长短相差很大,最早熟的品种只有55~65天,最晚熟的品种长达160~200天,一般在100~135天。山西省不同生态区玉米生育期长短不一致,北部春播特早熟区75~90天;北部春播早熟区一般在90~115天,中部中晚熟区一般在110~135天,南部夏播中早熟区在90~105天。

2.生育时期

在玉米一生中依据玉米植株形态学上的变化可划分为若干个时期,称为生育时期。

(1)出苗期 指幼苗的第一片叶出土,苗高2~3厘米的日期。

(2)拔节期 以玉米雄穗生长锥进入伸长期为拔节的主要标志,植株有6~7个展开叶片,叶龄指数约为30%左右。

(3)大喇叭口期 植株外形是果穗叶及上下两片叶大部伸出,约有12~13展开叶,内部雌穗正处于小花分化期,叶龄指数约为60%,距抽雄穗10天左右。

(4)抽雄期 雄穗主轴露出顶叶3~5厘米,营养生长基本结束,雄穗分化已经完成。

(5)开花期 雄穗主轴小穗花开花散粉的日期,此时雌穗的分化发育接近完成。

(6)吐丝期 雌穗花丝从苞叶伸出2厘米左右的日期。正常情况下,抽丝期与雄穗开花期同时或迟1~2天。

(7)成熟期 籽粒变硬,呈现品种固有的形状和颜色,并见胚位下方尖冠处出现黑色层。

二、玉米营养器官的形态特征与建成

(一)根的形态与功能

1.根的种类  玉米根系是须根系,由胚根和节根组成。

2.根的生长与分布 

(1)根的伸展方向。玉米根在土壤中的伸展方向与根的种类及生育时期有关。胚根从伸出到衰亡都是直向伸长,各层节根都呈辐射状倾斜伸长。拔节后节根伸展方向发生明显变化,由斜向伸长转为直向伸长。

(2)玉米根在土壤中分布。不同生育时期不同。苗期根系分布在0~40cm土层中,其中0~20cm土层根量占该期总根量的90%左右;拔节期根的入土深度可达100cm,其中0~40cm土层根量占该期总根量的90%左右;至开花期,根系入土深度可达160cm,0~40cm土层根量占该期总根量的80%左右;至蜡熟期,根系入土深度可达180cm,0~40cm根量占该期总根量的55%左右,40~180cm土层根量占45%左右。

(3)玉米根系在不同土层深度对养分的吸收能力。据研究,大喇叭口期,10~20cm土层中根系吸收磷的活力最强,占标记土层吸收32P总量的90%;至乳熟期吸收活跃层下移到20~40cm。

(4)指导施肥的意义。玉米的主体根系分布在0~40cm土层中,随着生育期的推迟,后期深层根量增加。在生产中,基肥深施有利于根系的吸收,若是追施化肥,则以深施10cm以上和距离植株10cm较为合适。

3.根的功能

(1)吸收养分和水分。通过根毛来进行。根系吸收的无机盐,一部分通过导管输送到植株各部分。(2)支持植株。(3)合成作用。合成复杂的有机物质,如氨基酸。

(二)茎的形态与功能

1.茎的发生 

胚中就已有5~7个节间未伸长的茎。盾片是第一叶,其着生处是茎的第一节,胚芽鞘是第二叶,其着生处是茎的第二节。下胚轴是第一节间,中胚轴是第二节间。习惯将出苗后中胚轴伸长的部位叫做“根颈”(地中茎)。胚芽鞘着生处叫做胚芽鞘节,第一完全叶着生位置叫做茎节第一节。胚芽鞘与主茎之间的第一个节间,叫第一节间,余者节位依次类推。

2.茎的形态与生长 

(1)玉米茎的高度 因品种、土壤、气候和栽培条件不同有很大差异。低于2m的为矮秆型,2.7m以上的为高秆型,2~2.7m的为中秆型。生产上采用的杂交种一般植株为中矮秆型。   

(2)节数  15~24个节,其中3~7个茎节位于地面以下。第1~4节较紧密,节间很短,仅0.1~0.5cm,从第5节间开始伸长。节间的粗度由茎基部向顶端节间粗度逐渐变细;而节间长度从茎基部到顶端逐渐变长。

玉米茎节数目至拔节期已经形成。拔节后则主要是由居间分生组织增长,使节间不断伸长。各节间伸长的顺序是从下向上逐渐进行。至雄穗开花期,茎的高度不再增加。玉米的维管束无次生形成层,不能进行次生增粗生长,但可以借助初生分生组织进行增粗,使茎加粗。玉米茎秆的增长速度,一般小喇叭口期以前增长速度慢;从大喇叭口期到抽雄期增长速度最快;从抽雄到开花期,增长速度减慢。

3.茎的功能

(1)运输水分和养分(2)支撑叶片,使之均匀分布,便于光合作用的进行。(3)贮藏养分,后期可将部分前期贮存的养分转运到子粒中去。(4)果穗发生和支持器官。

4.玉米茎的结构功能特点

(1)具有向光性和负向地性,当植株倒伏后,它又能够弯曲向上生长,使植株重新站起来,减少损失。(2)玉米茎秆多汁,髓部充实而疏松,富含水分和矿物质。(3)茎的基部节上的腋芽长成的侧枝称分蘖。一般情况下,分蘖结穗的经济意义不大。但许多青饲玉米具有多分蘖是青体高产的特征。

(三)叶的形态与功能

1.叶的形态特征 

(1)玉米叶的组成 玉米完全叶由为叶鞘、叶片、叶舌、叶环(叶枕)四部分组成。叶鞘包着节间,有保护茎秆和贮藏养分的作用。叶片着生于叶鞘顶部的叶环之上,是光合作用的主要器官;叶片中央纵贯一条主脉,主脉两侧平行分布着许多侧脉;叶片边缘带有波状皱纹。玉米叶舌着生于叶鞘和叶片交接处,紧贴茎秆,有防止雨水、病菌、害虫侵入叶鞘内侧的作用。玉米多数叶片正面有茸毛,只有基部第1~6片叶(早熟种少,晚熟种多)是光滑无毛的,这一特征可以作为判断玉米叶位的参考。如:5光6毛或 6光7毛。

(2)玉米叶片数量 着生在茎节上,互生排列。一生中主茎出现的叶片数目因品种而不同,早熟品种通常为14~16片,中熟品种17~19片,晚熟品种20~24片。

(3)玉米叶片的解剖特征 玉米叶片的横断面可分为表皮、叶肉及维管束。叶子的上下表皮都布满气孔。上表皮每平方厘米约有5600个气孔,下表皮约有8000个。上表皮还有一些特殊的大型细胞,称运动细胞。这些细胞壁薄,液泡很大,有控制叶面水分蒸腾的作用。在表皮以为叶肉组织,由薄壁细胞组成。叶肉维管束有特别发达的维管束鞘。维管束鞘细胞内含许多特殊化的叶绿体,这是C4作物的重要特征。

(4)各叶面积在植株上分布 玉米一生主茎各节位叶面积的大小因品种而异。但所有品种各叶面积在植株上分布都是中部最大。一般果穗叶及其上下叶(棒三叶)叶片最长、最宽,叶面积最大,单叶干重最高。这种叶面积分布有利于果穗干物质的积累。

2.叶的分组与功能 

玉米全株叶片可根据着生节位、特征和生理功能划分为四组:

(1)基部叶组(根叶组) 一般着生在地下稍许伸长的茎节上。是从出苗至拔节期逐渐伸展形成的。叶片光合产物主要供给根系生长。

(2)下部叶组(茎(雄)叶组)  着生在地面以上的数个茎节上。是从拔节期至大喇叭口期(雌穗小花分化)伸展形成的。叶片光合产物主要供给茎秆,其次满足雄穗生长发育的需要。

(3)中部叶组(穗叶组) 着生在果穗节及其上下几个茎节上。是从大喇叭口期至孕穗期伸展形成的。叶片光合产物主要供给雌穗生长发育。

(4)上部叶组(粒叶组) 着生在雄穗以下几个茎节上。是从孕穗至开花期伸展形成的。叶片光合产物主要供给子粒生长发育。

3. “生长中心”与“供长中心叶”

(1)“生长中心” 玉米在某一时期形成的叶片,为建成特定器官奠定了基础,也就形成了不同节位叶片之间大体上的分工。玉米在某一生育时期的主要生长器官,可称之为“生长中心”  (如根、茎、穗、粒等器官),

(2)“供长中心叶” 为生长中心器官提供光合产物的主要叶片,可称之为“供长中心叶”(如根、茎、穗、粒叶组等)。

 通过观察叶片的伸展过程,判断玉米的生长时期,掌握生长中心,从生长中心着眼,从供长中心叶入手,采取相应的调控措施,达到高产之目的。

三、玉米生殖器官的形态特征与建成

(一) 花序的形态与分化过程

玉米是雌雄同株异位、异花授粉作物,天然杂交率95%以上。

1.雄花序

 又称雄穗,圆锥花序,着生于茎秆顶端。由主轴、分枝、小穗和小花组成。主轴有4~11行成对小穗。主轴中、下部有15~25个分枝,上有2行成对小穗。

(1)雄小穗构成 每对雄小穗中,一为有柄小穗,位于上方,一为无柄小穗,位于下方。每个雄小穗基部两侧各着生一个颖片(护颖),两颖片间生长两朵雄花。每朵雄性花由一片内稃(内颖),一片外稃(外颖)及3个雄蕊组成。每个雄蕊的花丝顶端着生一个花药。1个正常雄穗,能产生1500万~3000万个花粉粒。

(2)雄花开花特点 玉米雄穗抽出2~5d开始开花。顺序是从主轴中上部开始,然后向上向下同时进行。各分枝的小花开放顺序同主轴。一个雄穗从开花到结束,一般需7~10d,长者达11~13d。天气晴朗时,以上午开花最多,下午显著减少,夜间更少。玉米雄穗开花的最适温度是20~28℃,温度低于18℃或高于38℃时,雄花不开放。开花最适相对湿度为65%~90%。

2.雌花序

 雌花序又称雌穗,肉穗花序,受精结实后即为果穗。

(1)玉米雌穗结实特点是:1)腰穗性。雌穗由茎秆中部叶腋中的腋芽发育而成,果穗位于茎秆腰部(中部)。2)潜在的多穗性。玉米除上部4~6节外,全部叶腋中都能形成腋芽,地上节上的腋芽进行穗分化到早期阶段停止,不能发育成果穗,只有上部1~2个腋芽正常发育形成果穗。3)主茎结实性。推广品种的基部节(地下节)的腋芽不发育或形成分蘖,但分蘖一般不能成穗。玉米的果穗为变态的侧茎,果穗柄为缩短的茎秆,节数随品种而异,各节着生1片仅具叶鞘的变态叶即苞叶,包着果穗,起保护作用。

(2)果穗的构成 由穗轴和雌小穗构成。穗轴白色或紫红色,重量占果穗总重量的20%~25%。穗轴节很密,每节着生两个无柄小穗,成对排列。每小穗内有两朵小花,上位花结实,下位花退化,故果穗上的行粒数为偶数,一般为12~18行,亦有8~30行的。每穗粒数有200~800粒或更多些,一般多为300~500粒。果穗的粒行数、行粒数和穗粒数的多少,均因品种和栽培条件而异。

(3)雌小穗构成 基部两侧各着生一个革质的短而稍宽的颖片(护颖),颖片内有两个小花,其中一个退化的小花,仅留有膜质的内外稃(颖)和退化的雌、雄蕊痕迹。另外一个结实小花,包括内外稃(颖)和一个雌蕊及退化的雄蕊。雌蕊由子房、花柱和柱头组成。通常将花柱和柱头总称为花丝。花丝顶端分叉,密布茸毛分泌黏液,有黏着外来花粉的作用,花丝任何部位都有接受花粉的能力。

(4)雌穗的吐丝与授粉 雌穗一般比同株雄穗开始开花晚2~5d,亦有同时开花的。一个雌穗从开始抽丝到全部抽出,需5~7d。花丝长度15~750px,若长期得不到受精,可延长至1250px左右。同一雌穗上,一般位于雌穗基部往上1/3处的小花先抽丝,然后向上下伸展,顶部小花的花丝最晚抽出,当粉源不足时,易发生顶部花丝得不到授粉而造成秃顶的现象。有些苞叶长的品种,基部花丝要伸得很长才能露出苞叶,抽丝很晚,也影响授粉,造成果穗基部缺粒。所以开花后期人工辅助授粉很重要。

玉米雄花序的花粉传到雌穗小花的柱头上叫授粉。微风时,散粉范围约1m,风力较大时,可传播500~1000m。花粉落到花丝在适宜条件下10min即发芽,30min形成花粉管。2h左右,花粉管进入子房,抵达胚乳,进行双受精。从花丝接收花粉到受精结束一般需要18~24h,从花粉管进入子房至完成受精作用需2~4h。花丝在受精后停止伸长,2~3d变褐枯萎。

3.雄、雌穗分化进程 

  玉米雄、雌穗的分化与形成,是个连续发育的过程。根据变化过程中形态发育特点,均可分为生长锥未伸长期、生长锥伸长期、小穗分化期、小花分化期和性器官发育形成期等5个时期。

(二)种子构造及其形成

1.种子的形态结构 

玉米种子实质上是果实(颖果),习惯称之为种子或子粒。其形态、大小和色泽多样。一般千粒重为200~300g,小的仅为50g,大的可在400g以上。种子的颜色有黄、白、紫、黑、花斑等色。我国最常见的为黄色与白色两种。每个果穗种子占果穗干重的百分比(出粒率)75%~85%。玉米的种子由种皮、胚乳和胚三个主要部分组成。

2.“尖冠”与黑色层

(1)尖冠  在种子与穗轴的连接部分有一尖形的果柄(称为“尖冠”)。它使种子附着在穗轴上,果柄与种皮相连,在植物学上是穗轴的一部分。

(2)黑色层 脱粒时,果柄常常留在种子上,种子去掉果柄后,可看到胚的黑色覆着物,称为黑色层。出现黑色层是种子生理成熟的主要标志之一,是完熟期的标志。

四、玉米生长发育与生态条件

(一) 玉米对光照的要求

1.玉米对光照强度的要求

玉米是喜光作物,属于C4植物。与水稻、小麦等C3作物相比玉米光饱和点较高。小麦和水稻等植物,光合有效辐射(波长在400~700nm范围内的光辐射)为800~1 000μmol/(m2·s)时,即达到光饱和点,试验证明玉米在光合有效辐射达到2000μmol/(m2·s)时,也未曾测得光饱和点。

一般来说,属C3植物的小麦和水稻在正常充分的光照条件下净光合强度(CO2)为15~30μmol/(m2·s),而玉米净光合强度(CO2)则可以达到30~60μmol (m2·s)。玉米在高光强下表现出高光效的特点。其原因之一是在自然充分光照条件下,基本不存在光抑制。玉米的高光饱和点和高光合速率有利于有机物质的积累和子粒产量的形成,从而表现出较高的物质生产和产量水平。

2.玉米对光照时数的要求 

玉米属于短日照作物。玉米保证正常的生长发育,一般要求日照时数播种至乳熟每天至少为7~9h,乳熟至成熟每天要大于8h。在引种时要特别注意品种对光照时数的要求。一般我国南方玉米品种向北方引种时,往往由于日照时数长和温度低造成生育期延迟,植株高大,叶数增加。北方的品种向南方引种时,结果相反。但这种反应还因品种的特性而异。

(二) 玉米对温度的要求

1.玉米全生育期对温度的要求 

玉米原产于热带,在系统发育过程中形成了喜温的特性。玉米的生物零点温度为10℃,在整个生育期间只有达到品种要求的一定的有效积温才能正常生长发育达到成熟。

2.玉米各生育阶段对温度的要求 

(1)播种~出苗 种子发芽要求最低温度为6~7℃,春玉米的最适温度为10~12℃。土壤5~250px温度稳定在10℃以上的时期作为春播玉米的适宜播期。。   

(2)出苗至拔节 玉米出苗适宜温度为15~20℃,土壤温度在20~24℃时,对根系生长有利。当地温下降到4.5℃时,根系生长完全停止。玉米苗期对低温有一定的抵抗能力。幼苗在-2~-3℃时,虽然会受到伤害,但及时加强管理,或低温持续时间短,气温回升快,植株还可恢复生长,对产量不会有显著影响。

(3)拔节至抽雄 春玉米日均温18℃时开始拔节。拔节至抽雄期的生长速度在一定范围内与温度成正相关。穗期在光照充足,水分、养分适宜的条件下,  日平均温度为22~24℃时,既有利于植株生长,也有利于幼穗发育。

(4)抽雄至授粉 花期要求日均温26~27℃,此时空气湿度适宜,可使雄、雌花序开花协调,授粉良好。低于18℃时,不利于开花授粉。当温度高于32~35℃,空气湿度接近30%,土壤田间持水量低于70%时,雄穗开花持续时间缩短,雌穗抽丝期延迟,而使雌雄花序开花间隔时间拖长,易造成花期不能相遇。同时由于高温干旱,花粉粒在散粉后1~2h内即迅速失水(花粉含60%水分),甚至干枯,丧失发芽能力。花丝也会过早枯萎,寿命缩短,严重影响授粉,造成秃顶、缺粒。遇上述情况,应及时浇水提高土壤湿度,改善田间小气候,减轻高温干旱的影响。

(5)授粉至成熟 此期最适宜于玉米生长的日平均温度为22~24℃。在此范围内,温度越高,干物质积累越快,千粒重越大。当温度低于16℃,玉米的光合作用降低,淀粉酶的活性受到抑制,影响淀粉合成、运输和积累,导致粒重降低,影响产量。

五、玉米的物质生产与产量形成

(一) 光能利用及其限制因素

1.玉米光能利用率和产量潜力 

玉米光合作用以有机物质的形式贮存的化学能只占总辐射的5.2%。但在自然生产条件下,玉米群体的光能利用率低于1%,部分玉米高产田能达到3%左右。由此可见,提高光能利用率的潜力相当大。

2.限制光能利用的因素 

(1)漏光损失 低产田较多的光漏射到地面上,这种漏光占全部入射光的20%~50%。

(2)光分布不合理 由于群体过大或使用的品种茎秆高,叶片宽大,茎叶夹角大,互相遮阳,限制了光在群体内部的透射和均匀分布,下部叶片处于光补偿点以下,因而整个群体的光能利用率低。

(3)基因型光合能力的限制 玉米品种之间光合能力有很大差别,最高与最低者可相差50%左右。叶绿素含量高、叶片含氮量高、比叶重大的,光合速率就高。

(4)不良的环境条件的限制 如温度过低或过高,水分亏缺与渍涝,无机营养缺乏或失衡等都会导致光能利用率低,产量下降。

(二)光合特性与物质生产

1.玉米的光合特征 

(1)玉米的光合作用由维管束鞘细胞和叶肉细胞协同完成。在叶肉细胞中存在着C4途径的高效二氧化碳同化机制,以保证维管束鞘细胞的叶绿体在相对低的二氧化碳的条件下维持较高的光合速率。

(2)低光呼吸、低二氧化碳补偿点  玉米二氧化碳补偿点较C3植物低得多,据测定为0~10μl/L,C3植物为21~800μl/L。水稻光呼吸为3.0μmol/(m2·s),而玉米光呼吸为0.05μmol/(m2·s),光呼吸低,耗损的光合产物少,因此它的光合效率高

2.最适叶面积系数及其动态变化 

(1)最适叶面积系数 当叶面积系数增加到一定数值时,群体光合速率、干物质生产和产量不再明显增强。此时的叶面积系数称为最适叶面积系数。平展型品种的最适叶面积系数为4~5,紧凑型品种为6~7。

(2)群体叶面积的变化

1)指数增长期  从出苗至小喇叭口期。群体叶面积与时间成指数规律增加。2)直线增长期 从小喇叭口期至抽雄期。群体叶面积与时间成正比增加。3)稳定期  抽雄期至乳熟末期。群体叶面积进入高而稳的时期。至开花期,叶面积系数达最大值。最大叶面积稳定时间越长,则光能利用率和产量也越高。应采取措施,保证较长的叶面积稳定期。4)衰亡期 乳熟末期至完熟期。下部叶片开始死亡,绿叶面积迅速减少,此期正值子粒有效灌浆期的后半段,果穗干重约50%是在本期积累的。如果叶面积迅速减少,对产量极为不利。多保持一些绿叶,可以积累更多的干物质。许多高产典型证明,成熟时保持叶片的绿色状态,是高产的重要特征。

3.光合势与物质生产

光合势是光合面积与光合时间乘积。也称为叶面积持续期。在一定范围内光合势越大,光能利用率越高,群体生产干物质与积累越多,产量也越高。但超过合理范围后,产量反而降低。

4.群体净同化率与物质生产 

群体净同化率出现两个高峰。出苗至拔节2.25μmol/(m2·s),拔节至大喇叭口2.70μmol/(m2·s),大喇叭口至授粉后15d为1.93μmol/(m2·s),授粉后15~25 d为2.95μmol/(m2·s),授粉后25~35d为0.90μmol/(m2·s),授粉后35d至成熟0.85μmol/(m2·s),平均为1.90μmol/(m2·s)。

5.生物产量与经济系数 

 欲提高单位面积产量,一方面必须积累更多的干物质,即取得较高的生物产量;另一方面,要使累积的干物质尽可能多地转移分配到子粒中去。玉米的经济产量与生物产量呈显著正相关(r:0.823**)。玉米的经济产量不仅取决于生物产量,也取决于经济系数。生产中经济系数为0.3~0.5。在一般情况下,生物产量随密度增加而增加,达到一定密度后,生物产量不再增加或增加较少,而经济系数则随密度的增加而有降低的趋势。

(三) 源、库、流与产量形成

要获得玉米高产,一是光合产物的供应要充足,即“源”(source)足;二是子粒能容纳较多的光合产物,即“库”(sink)大;三是将光合产物运送给子粒库的转运系统要通畅,即“流”(flow)畅。

1.  

光合产物的供应是子粒产量形成的根本来源。在子粒产量形成中,源的重要作用表现在两个方面:一是“建库”。为库的建成提供了物质基础,光合产物供应充足时,库的数量、大小明显增加;二是“充库”。为库的充实提供了物质保证,光合产物充足时,建成的库能够迅速充实。反之则穗小、粒瘪甚至败育。因此一般认为影响当前玉米产量提高的限制因素是同化物的供应,即“源”的不足。

2.

玉米库的能力和库强度(子粒多少、大小和代谢活性)在产量形成中起着重要作用。库的强度直接决定着干物质在子粒中的贮存数量和分配比例。库的强度高,同化物转化为子粒产量的潜力大。库的强度对光合源也有很大的反馈调节作用。库强度大能促进光合速率的提高,反之则削弱之。库强度控制着灌浆速度。在子粒灌浆期间,如果光合作用受到严重抑制,子粒能从其他器官得到一定有机物质,维持一定的灌浆速度。试验证明,在低产条件下,灌浆期间的同化物是供过于求的,因此在某种条件下,库也可能成为产量限制的主要因素。

3.

源与库之间的输导系统是物质运输的通道,其运输效率对产量起重要作用。从光合源制造的有机物装载进入叶脉韧皮部,通过叶柄、叶鞘和茎的运输,然后进入子粒卸载,都可能因不同原因而受到阻碍。如干旱、高温、低温及倒伏等都可能降低灌浆速率。大多试验证明,输导系统对玉米子粒产量影响不大,说明正常条件下的运输能力能够满足子粒灌浆的要求。