李荣发 刘 鹏 杨清龙 任 昊 董树亭 张吉旺 赵 斌

山东农业大学农学院 / 作物生物学国家重点实验室, 山东泰安 271018

玉米是我国第一大粮食作物, 在当前耕地面积有限的情况下提高单产是满足玉米需求持续增长的唯一途径[1]。当前, 提高玉米单产主要依赖于适当增加玉米种植密度, 而非单株产量[2-4]。叶片是玉米的主要光合器官, 灌浆期内保持较长的光合高值持续期是获得高产的必备条件[5-7]。随种植密度增加, 群体光温资源利用率提高[8], 但群体内通风透光条件变差, 中下部叶片相互遮阴易早衰[9]。林同保等[10]研究认为, 玉米冠层不同层次在可见光范围内的吸收率是上层＞中层＞下层, 整个冠层吸收的光合有效辐射(PAR)占总入射的87.7%, 其冠层的下层吸收比例达到25%。不同层位的叶片对籽粒产量的贡献率为中层＞上层＞下层,遮阴会显著降低玉米产量, 影响其生育进程[11-12]。

玉米生长发育是地上部光合作用和地下根系吸收水分、养分的统一过程[13-14]。玉米地上部生长发育状况和根系性能密切相关[15], 强大的根系是获得高产的重要基础[16]。根系活力高是维持玉米生育后期叶片高光合速率、获得较高生物量和籽粒产量的保证[14,17]。在高等植物中, 20%～60%的光合产物分配到了地下部[18]。玉米开花后, 籽粒作为生长中心需要大量的光合产物和矿质元素用以建成较大的籽粒库容, 并保证籽粒库容的充实。籽粒灌浆期, 增加根系的碳供应量可以提高氮摄取量[19]。籽粒发育与根系竞争碳水化合物, 如果向根系的碳供应量减少会加速根系衰老而影响氮素的吸收[20], 导致叶片衰老、光合速率下降[21]。……