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本研究拟在玉米-大豆带状套作种植系统中以前期筛选出来的套作高光效玉米品种荣玉1210(S1210,净作产量≥7500 kg hm-2,套作减产率5%左右),套作低光效玉米品种众望玉18(Z18,净作产量≥7500 kg hm-2,套作减产率20%左右)为材料,通过设置3个窄行行距(20 cm,40 cm以及净作)来创造不同的光分布环境,探索不同处理下套作高光效品种在光能吸收、传递和转换的实际过程以及光合酶活性变化等的差异。以期从光合特性方面揭示套作高光效玉米的增产效应及机理,为玉米-大豆带状套作种植模式下,套作高光效玉米品种的选育提供理论依据。研究主要结果如下:1.套作高光效玉米群体光分布的特征套作高光效玉米S1210在吐丝期和灌浆期穗位叶中下部(0-100 cm)的透光优于Z18,无论套作还是净作种植中,穗位叶下层、穗位叶层的透光率较Z18分别显著提高1.72%65.83%、12.51%77.56%,且随着窄行行距减小,S1210中下部透光率的降低幅度小于Z18,两品种透光率分别显著降低7.52%31.74%、12.37%68.47%。2.套作高光效玉米形态与叶结构特征无论净套作与否,套作高光效玉米S1210的棒三叶叶面积较套作低光效品种Z18低2.36%12.97%;且行距减小,S1210和Z18的棒三叶叶面积在吐丝期和灌浆期下分别降低5.04%,6.54%、10.30%,15.90%,而两品种的单株叶面积均增加。S1210的穗位叶叶厚度在两时期下较Z18高0.43%9.36%;行距变窄,S1210和Z18的叶片厚度降幅分别为1.31%5.11%、0.88%7.48%。S1210的叶绿体长度在净作条件下较Z18低了21.20%,而套作时高了4.50%;行距变窄,S1210叶绿体长度显著增加20.09%,而Z18降幅达14.42%,且两品种基质片层与基粒片层间均出现局部扩张现象,但S1210叶绿体内的基粒类囊体排列较Z18更为整齐,嗜饿颗粒数较少,而Z18叶绿体变形程度严重。3.套作高光效玉米光合特性无论净套作与否,套作高光效玉米S1210在在吐丝期和灌浆期下窄行穗位叶光合速率、气孔导度比套作低光效玉米Z18分别高了0.57%20.88%、0.71%38.31%,行距减小,S1210的光合速率和气孔导度降低幅度小于Z18。S1210的胞间CO2浓度较Z18低1.83%41.42%,行距减小S1210和Z18的胞间CO2浓度增幅分别为3.76%27.07%、0.76%29.08%。Pn-PAR响应曲线拟合得出,S1210的表观量子效率及光饱和点较Z18分别高19.85%29.08%、3.91%28.40%,光补偿点较Z18降低了28.99%44.74%。套作种植中,S1210和Z18在行距40cm窄行处的光饱和点较净作分别低4.90%、34.55%,LCP分别升高7.61%、33.23%。S1210总叶绿素含量较Z18高4.19%19.16%,行距减小,S1210和Z18分别高0.97%10.46%、0.26%7.02%。行距变窄,两品种暗适应下最大荧光(Fm)、暗适应下PSII最大光化学效率(Fv/Fm)及非光化学淬灭系数(NPQ)降低,但S1210的变化幅度小于Z18。4.套作高光效玉米光合酶活性在套作种植下,套作高光效品种S1210的Rubisco、CA、NADP-ME、PEPC和PPDK酶活性均较套作低光效玉米Z18高,行距减小,两品种的酶活性均表现为先增后减趋势,Rubisco、CA酶活性在窄行行距40 cm时达最大值后降低,但高光效品种S1210的酶活性降低比率小于低光效Z18。品种间PEPC活性差异较大,S1210在两时期不同行距处理下较Z18高了1.61%12.33%,行距变窄PEPC酶活性增加,S1210和Z18分别增加2.56%23.52%,4.77%19.37%。5.套作高光效玉米品种净套作产量效应S1210的秃尖长、穗粒数较Z18两年下低39.75%66.04%、1.21%13.43%;行距减小,S1210和Z18秃尖长两年下分别增加了7.41%,20.53%、17.92%,7.04%,穗粒数分别降低了4.52%,9.85%、16.99%,12.11%。S1210的有效穗较Z18高2.65%10.12%,在套作种植中窄行行距20cm处理下,Z18的有效穗较净作两年分别降低10.12%、3.49%,而S1210净套作下差异不显著。行距变窄,S1210在2016年减产率未达显著水平(1.34%),2017年减产率为5.95%;而Z18两年分别降低18.34%,21.07%。相关分析表明,窄行透光率高低对套作低光效品种产量影响达极显著水平,而对套作高光效品种玉米后期产量形成限制弱于套作低光效。同时,套作低光效玉米光合特性受叶片结构、光合作用关键酶活性影响较套作高光效玉米更显著。综上,玉米-大豆套作种植模式中,套作高光效玉米套作与净作相比各指标变化幅度不大等特性,使高光效玉米品种能适应套作种植下不均匀的光分布环境,提高光能利用率,最终具有较高产量。