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新疆属于典型大陆性干旱气候,光照充足、昼夜温差大,属于绿洲灌溉农业,具有发展玉米生产的资源优势,是我国玉米高产潜力最大的地区之一。增加种植密度是目前我国乃至世界玉米大面积高产的关键措施。本论文针对玉米种植密度增加造成的田间群体遮荫郁闭、光照和养分竞争加剧,导致叶片光合功能降低、茎秆倒伏增加等问题,选用不同耐密型玉米品种为材料,在大田条件下设4.5、9、13.5万株?hm-2三个种植密度,研究不同品种群体光分布特征、光合特性及干物质积累特点,分析茎秆形态特征与茎秆机械力学特征相互关系,阐明群体光合特征、抗倒伏性对田间倒伏率、产量及其构成因子的调控影响,以期揭示新疆生态气候条件下不同耐密型玉米品种高产抗倒伏机理,为新疆玉米高产栽培及玉米密植增产技术应用提供参考。主要研究结果如下: 1.较耐密型品种中单909和郑单958在抽雄前至灌浆期冠层中部及底部透光率高,LAI大小适宜且中后期下降速率缓慢,叶面积指数到达峰值时间较早,抽雄前及灌浆后LAI变化速率较小、高值持续期较长,群体底部透光率随叶LAI变化较小;叶绿素含量SPAD值、花后光合势占生育期总光合势比例、净同化率、粒叶比较高,总干物质和生殖器官干物质积累时间均较长。稀植大穗型品种中单808叶面积指数较高、单株干物质积累量大,但花后光合势所占比例、净同化率和粒叶比均随密度增加显著降低,干物质快速积累时间较短。先玉335与新玉41号LAI与叶绿素含量SPAD值后期下降较快,花后光合势所占比例较低,花后生物量占总生物量比例较小。 2.中单909株高和穗位高较小,单位长度节间干重较高,节间穿刺强度、压碎强度和弯曲强度较大;中单808株高与穗位高最大,穗下节间较长,直径较大,但在高密度条件下节间穿刺强度、压碎强度与弯曲强度较小,对密度反应敏感,与其它品种差异显著。 3.密度对参试品种株高及穗位高影响均达极显著水平。密度越高,茎杆低置越低的节间农艺性状和抗倒伏力学性状所受的影响越大。在中低密度条件下(<9.0×104株?hm-2),可用穗下较高位节间(如第六节间)性状评价玉米品种自身的耐密抗倒伏性状,在高密度条件下,用位置更低的节间(基部伸长节间第三节间)判断品种耐密抗倒伏性更为合理;玉米基部节间穿刺强度、压碎强度与群体透光率呈二次函数关系,在一定范围内,群体透光率的增加可提高植株的抗倒伏能力。 4.较耐密型品种中单909收获期田间倒伏率小,收获穗数高,高密度下在单株产量无明显下降,能充分发挥群体增产效果,最终收获产量较高;稀植大穗型品种中单808在高密度条件下田间倒伏率高,群体收获穗数、穗粒重显著降低,严重限制了产量的进一步提高。因此,在干旱气候生态条件下,选用冠层光合性能强的耐密型玉米品种,利用膜下滴灌技术,通过增加种植密度,充分利用丰富的光照资源优势,挖掘品种自身的高产潜力,是玉米大面积丰产稳产的关键。