不同遮光条件对玉米生长的影响

李作一，田森林

（1.山西省农业科学院高粱研究所，山西晋中030600；2.山西省农业科学院试验研究中心，山西太原030031）

不同遮光条件对玉米生长的影响

李作一1，田森林2

（1.山西省农业科学院高粱研究所，山西晋中030600；2.山西省农业科学院试验研究中心，山西太原030031）

研究了不同遮阴条件对玉米光合速率、蒸腾速率、气孔限制值、胞间二氧化碳浓度的影响。结果表明，遮阴率为25%（透光率75%）防雨棚中的玉米叶片日均净光合速率最高，比全光照条件高21.4%；全光照条件下，供试玉米的日均蒸腾速率最高；不同光照处理条件下，玉米叶片的胞间CO2浓度随着透光程度的降低而不断降低，而气孔限制值则随着透光程度的降低而增加。

玉米；光照；净光合速率；蒸腾速率；气孔限制值；胞间二氧化碳浓度

我国玉米的栽培历史超过470 a。目前，我国播种面积在0.2亿hm2左右，仅次于稻、麦，在粮食作物中居第3位，在世界上仅次于美国[1-3]。玉米在全世界热带和温带地区广泛种植，是重要的粮食作物[4]。玉米的代谢能为14.06 MJ/kg，高者可达15.06 MJ/kg，是谷实类饲料中最高的，主要是由于玉米中粗纤维很少，仅2%；而无氮浸出物高达72%，且消化率可达90%；玉米的粗脂肪含量高达3.5%～4.5%。据研究测定，每100 g玉米热量为443.8 kJ，纤维素2.9 g，蛋白质4.0 g，脂肪1.2 g，碳水化合物22.8 g；玉米还含矿物质元素和维生素等[3]。

遮阴是对玉米生长期间持续阴天的一种模拟，可明显改变玉米的生长环境，限制营养器官和生殖器官发育[5-8]。遮阴造成叶片生长速度延缓,使雌穗数目减少，雄花退化，雌雄间隔期拉长，结实性下降甚至出现空株[9]。探讨遮阴胁迫对玉米形态、生长发育、光合作用、生理特性及产量的影响具有重要的意义[10-12]。

本试验以玉米为材料，研究不同遮阴条件对玉米光合速率、蒸腾速率、气孔限制值、胞间二氧化碳浓度的影响，以期为玉米在遮阴条件下的生理特征研究提供一定的借鉴[5]。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地设在山西省太谷县苗圃，年均温为10.6～12.2℃，最热月均温为24～29℃，最冷月均温为-7～3℃，大于10℃的年有效积温为3 300～4 500℃，年降水量为650 mm左右，有效降水量为172 mm左右，全年日照时数为1 850～2 450 h，无霜期为179～209 d.

1.2 试验材料

选择早熟玉米新品种晋单84号为试验材料，其籽粒多为方圆形，顶部及四周胚乳都是角质，仅中心近胚部分为粉质。

1.3 试验设计

将供试玉米分为4组，分别移栽入规格一致的4个遮雨棚中，每个遮雨棚面积为4 m2，高1.5 m，遮雨棚间距为5 m。4个遮雨棚中其中一个不覆盖任何遮阴网，作为对照组（CK）；其余3组分别覆盖透光率为25%，50%，75%的遮阴网，为了排除遮雨棚侧面光照对试验准确性的影响，不同遮雨棚侧面覆盖与顶上遮光率相同的遮阴网。

1.4 测定指标及方法

采用LI-6100光合测定仪测定供试玉米的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）以及胞间CO2浓度（Ci）[6]。

气孔限制值Ls＝1－Ci/Ca （1）

式中，Ci为胞间CO2浓度，Ca为最大CO2气体浓度）。

2 结果与分析

2.1 不同光照条件对玉米净光合速率和蒸腾速率的影响

不同光照条件下，供试玉米的净光合速率与蒸腾速率的日变化情况如表1，2所示。由表1可知，在不同光照条件下，供试玉米的净光合速率日变化呈现出相似的趋势，峰值均出现在11：00左右，环境测试系统显示，该时间节点的平均温度为28℃左右，空气相对湿度为65%左右，光合有效辐射均为当日最大值；11：00—13：00，供试玉米的净光合速率下降十分明显，到13：00时，出现了第1个下降拐点，之后玉米的净光合速率继续降低，到17：00时，降至最低值。

表1 不同光照条件下玉米的净光合速率的日变化 μmol/（m2·s）

4种光照条件下，遮阴率为25%（透光率75%）的防雨棚中的玉米叶片日均净光合速率最高（瞬时净光合速率的最高值也出现在该试验组），4种光照梯度防雨棚中的玉米日均净光合速率大小排序为：25%遮阴组＞全光照组＞50%遮阴组＞75%遮阴组；遮阴率为25%（透光率75%）的试验组比全光照条件下玉米日均净光合速率高21.4%。

由表2可知，在不同光照条件下，供试玉米的蒸腾速率日变化也均呈现出相似的趋势，峰值均出现在13：00左右；13：00—15：00，供试玉米的蒸腾速率下降十分明显，到15：00时，出现了第1个下降拐点，之后玉米的蒸腾速率继续降低，到17：00时，降至最低值。

表2 不同光照条件下玉米的蒸腾速率的日变化 μmol/（m2·s）

4种光照梯度防雨棚中的玉米日均蒸腾速率大小排序为：全光照组＞25%遮阴组＞50%遮阴组＞75%遮阴组。

2.2 不同光照条件对玉米气孔限制值和胞间CO2浓度的影响

不同光照条件下供试玉米胞间CO2浓度和气孔限制值的日变化如表3，4所示。由表3可知，不同光照条件下，供试玉米叶片的胞间CO2浓度随着透光程度的减弱呈现出明显的下降趋势。

4种光照梯度试验条件下，在13：00以前，胞间CO2浓度均随着时间的推移而出现明显的下降趋势，而气孔限制值则出现明显的上升趋势，供试玉米的日光合速率则从11：00时就开始下降，表明这个时间段，光合速率主要受气孔限制值的影响；在13：00—15：00时间范围内，胞间CO2浓度出现了显著的上升趋势，而气孔限制值则出现了下降趋势，表明气孔限制值是供试玉米净光合速率的主要限制因子。

表3 不同光照条件下玉米胞间CO2浓度的日变化 μmol/（m2·s）

表4 不同光照条件下玉米的气孔限制值的日变化 mmol/（m2·s）

3 结论

本试验以玉米为研究材料，研究不同遮阴条件对玉米光合速率、蒸腾速率、气孔限制值、胞间CO2浓度的影响，结果表明，遮阴率为25%（透光率75%）的防雨棚中的玉米叶片日均净光合速率最高，比全光照条件高21.4%；全光照条件下，供试玉米的日均蒸腾速率最高；不同光照处理条件下，供试玉米叶片的胞间CO2浓度随着透光程度的降低不断降低，而气孔限制值则随着透光程度的降低而不断增加。

［1］崔海岩，靳立斌，李波，等.遮阴对夏玉米茎秆形态结构和倒伏的影响[J].中国农业科学，2012，45（17）：3497-3505.

［2］张亚勤，杨华，祁志云，等.遮光胁迫对玉米植株性状的影响研究[J].中国农学通报，2011，27（33）：40-43.

［3］杜成凤，李潮海，刘天学.遮阴对两个基因型玉米叶片解剖结构

Effects of Different Shading Conditions on the Growth of Maize

LI Zuoyi1，TIANSenlin2
（1.Institute ofSorghum，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Jinzhong 030600，China；2.Research Center ofExperiment，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

The paper studied the effect of different shading conditions on photosynthetic rate,transpiration rate,stomatal limitation and intercellular CO2concentration ofmaize.The result showed that when the shadingrate was 25%（75%transmittance）in the leaves of maize canopy,average net photosynthetic rate was the highest,was higher than that of all illumination conditions 24%.Under illumination,the average daily transpiration rate ofmaize was the highest.In different light conditions,the intercellular CO2concentration ofmaize leafdecreased with the decrease oftransmittance,and stomatal limitation value decreased with increasingoftransmittance.

maize;light;photosynthetic rate;transpiration rate;stomatal limitation;intercellular carbon dioxide concentration

S513

：A

：1002-2481（2017）01-0051-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.01.14

2016-09-28

山西省财政厅财政支农项目（ZYYF2015-03）

李作一（1981-），男，山西和顺人，助理研究员，主要从事玉米育种及栽培技术研究工作。田森林为通信作者。