提高玉米产量是我国解决粮食安全问题的主要途径,施肥是提高玉米单产最为有效的途径,研究施肥对玉米光合机理影响意义深远。玉米的长期定位肥料试验定向培育了土壤质量和生产功能特点显著不同的农田生态系统,为研究长期不同施肥模式对土壤养分、玉米生产能力、肥料作用机理以及选择科学施肥模式提供了最优的试验平台；光合速率和光合效率测定设备,以及光响应曲线、快速叶绿素荧光诱导动力学曲线等数据分析技术为探明作物的光合性能提供了技术基础。本研究以玉米长期定位试验为平台,利用光合性能测定、光合效率测定、OJIP曲线分析以及酶活性测定等技术手段,研究长期施用有机肥、氮肥、磷肥、钾肥对玉米穗位叶叶片气体交换性能、光响应特性、光系统功能、抗衰老酶活性等的影响,并结合土壤肥力、玉米产量、生育指标、叶片养分含量进行综合分析,探索长期施肥影响作物产量的光合与衰老机理,得出如下结论：(1)长期施用有机肥可以显著改善土壤养分状况,全面改善玉米植株生长及叶片营养状况,增产效果最显著；综合提高叶绿素含量和光合性能,提高玉米叶片对强光的利用能力,降低灌浆后期生理活性,提高PSⅠ反应中心的最大氧化还原能力,提高CAT活性。(2)长期施用氮肥可引起土壤酸化,提高土壤有机质、氮素、有效磷钾含量,显著改善玉米生长和叶片营养状况,提高玉米经济产量；提高叶绿素含量和光合性能,提高对强光的利用能力,改善叶片生理活性,改善PSⅡ整个电子传递链的性能和受体侧电子传递能力,提高SOD、POD活性。氮肥对光合性能以及产量的影响较磷、钾肥明显,主要因为氮肥提高叶绿素含量、增强对强光的利用效率；但施氮过量可以引起较严重的光合功能损伤,导致生育后期强光抑制,造成产量降低。(3)长期施用磷肥显著提高土壤全磷、有效磷含量,显著提高叶绿素含量,明显改善灌浆后期的光合性能,降低灌浆后期的光抑制,增强对弱光的利用能力,提高玉米的耐阴性,保持穗位叶生育后期较高的生理活性,延长有效光合持续期,提高PSⅡ电子传递链的性能,改善PSⅠ反应中心氧化还原能力,提高POD、CAT。磷肥增强对弱光的利用效率,降低叶片强光抑制,延长有效光合持续期是增产的主要原因。(4)长期施用钾肥显著提高土壤全钾、速效钾含量,改善叶片气孔调节能力,略提高强光利用效率,引起生育后期生理活性降低,出现较严重的光抑制,提高PSⅡ电子传递链的性能,引起SOD、CAT活性下降,导致作物早熟。在高量有机肥条件下,施用钾肥对光合的促进作用不显著,甚至对部分光合性能有抑制的作用。(5)7种模型对比研究表明,直角双曲线修正模型和二次回归模型在光饱和、非光饱和和光抑制下均能较好地对玉米灌浆期穗位叶光响应曲线进行拟合,拟合的光合参数与实测值相近,拟合的光合参数信息较多,光响应参数求解中可用两种模型求解的平均值作为最终光合参数值。(6)随土壤养分含量增加,叶片全磷、全钾含量提高,光和性能得到改善；玉米叶片全氮含量与PSⅡ功能关系密切,而全磷、全钾与PSⅠ功能关系密切；玉米叶片叶绿素含量与光响应参数、光系统功能关系密切,而光合气体交换性能与其他光合指标间无显著相关关系；PSⅡ电子传递性能与叶片POD活性关系密切,SOD活性提高有抑制PSⅠ的氧化还原活性的作用。