开展（超）高产突破研究与实践是解决我国粮食安全问题的根本途径。近年来，我国玉米超高产实践发展很快，产量达到15thm-2以上的超高产田频频出现，但是从这些超高产田的分布来看，同一地块连续多年获得超高产纪录的现象并不多见，这说明超高产玉米田的重复性比较差，主要原因是对15thm-2以上超高产玉米群体结构特征的研究较少，为此本文系统的研究了西北超高产春玉米群体光分布、物质生产、产量及其构成的变化规律，并根据这些规律筛选出15thm-2以上超高产春玉米群体结构特征指标，这将为未来玉米的再高产、品种的选育、农业措施的改进和完善提供理论依据与技术支持。　　本研究分为两部分：第一部分是在2011-2012年间，对宁夏同心，新疆博乐市哈日布呼镇，新疆第四师71团和新疆第六师奇台农场四个西北超高产春玉米生产现状进行调查研究，主要调查了10个现代玉米品种（耐密高产、种植面积广）190块玉米田的植株形态、产量及其构成指标以及整齐度，通过对这些指标进行相关分析，明确了西北春玉米群体结构、产量及其构成特征的变化规律，并找到了影响西北超高产春玉米产量形成的主要因子。第二部分试验，为了进一步明确西北超高产春玉米的群体结构变化规律，本文针对影响西北超高产春玉米产量形成的主要因子种植密度设计了一个小区试验，主要通过选用大田调查中出现频率最高的两个玉米品种郑单958和中单909作为研究材料，于2011-2013年间，在新疆第四师71团和新疆第六师奇台农场设置12个种植密度，其密度范围为1.5-18株 m-2，密度梯度为1.5株 m-2，各处理间采用随机区组设计，主要对植株形态指标、生育期、叶面积、冠层内光分布、物质生产、产量及其构成等指标进行了调查，进一步分析了西北春玉米群体光分布特征、物质积累特征、产量及其构成特征的变化规律。通过大田调查试验和小区试验，得出以下结论：　　⑴西北超高产春玉米群体结构变化规律：增密是西北春玉米田实现超高产的有效途径，然而增密会影响玉米的群体和个体，植株单株叶面积、单株干物质积累、穗粒数、千粒重、单穗粒重、收获指数均会表现出随种植密度的增加，逐渐降低的趋势；但是从群体的变化来看，增密可以显著提高玉米群体叶面积、光截获率、群体干物质以及收获穗数，进而来补偿单株因过密而造成的不利影响，但是这种补偿是有一定范围的，只有单株和群体达到一种平衡状态才能有利于群体产量的提升，通过进一步对成熟期群体干物质、收获指数、群体产量对密度的响应规律进行分析表明：当密度在4.7–8.4株 m-2时，收获指数不再随着种植密度的增加而降低（处于相对稳定状态），而群体产量与成熟期群体干物质均与种植密度呈现极显著的正向关，即群体产量的增加是增密后群体干物质积累不断增加的结果，因此该阶段可以看作是现代玉米品种的密度依赖阶段；当密度在8.4-10.57株m-2范围内，群体产量随着密度的增加而不再增加（处于相对稳定状态），而收获指数与种植密度呈显著的负相关，群体干物质与种植密度呈现显著的正相关，即增密后收获指数和群体干物质积累量处于动态平衡中，因此该阶段可以看作是现代玉米品种的产量稳定阶段。　　⑵基于小区试验和大田调查试验的群体结构变化规律，找到了15 t hm-2以上春玉米群体结构特征值：即普通田块要想获得15 t hm-2以上的超高产，其种植密度需要保持在4.01-16.48株m-2范围之内（最适为10.29±3.68株m-2），其单穗粒数、千粒重以及单穗粒重不能少于356.7粒、291.63 g、和100.22 g；收获时群体需要积累25.99 t hm-2以上的总干物质，其中花前不能低于10.76 t hm-2，花后仍需要积累12.99-18.78 t hm-2，这就要求其花前单株叶面积不能少于6235.55 cm2，群体LAI不能低于5.75（最适6.7±0.22），光合势积累量不能少于101.97（m2 d）m-2，收获时单株叶面积维持在2224.87 cm2以上，成熟期群体LAI保持在1.36以上（最适2.8±0.7）花后光合势积累应在157.31（m2 d）m-2以上。　　⑶西北超高产春玉米群体整齐度与种植密度以及群体整齐度与群体产量的关系：通过对植株各农艺参数的整齐度进行计算，并对群体整齐度与种植密度以及群体产量进行了相关分析，结果表明，种植密度与植株各农艺参数的整齐度（形态指标整齐度及产量构成因子整齐度）的关系均不显著，但是穗位高整齐度和穗粒数整齐度与群体产量均呈现极显著的正相关；对其进一步分析表明，当种植密度在6-8株 m-2以及种植大于13株 m-2范围之内，群体整齐度的大小与产量的高低没有关系，但当种植密度在8-13株 m-2范围内，穗粒数整齐度以及穗位高整齐度均与群体产量呈显著的正相关关系，即提高穗粒数整齐度与穗位高整齐度均能提高玉米的群体产量，但是考虑到玉米生长的阶段性以及大田调控的可操作性，选用穗位高整齐度可以作为衡量玉米群体整齐度的一个指标。　　⑷合理构建群体结构的方法：通过对整个生育期内光分布进行分析，结果表明，各个密度条件下群体光截获率均随生育期的增加表现出先增加而后降低的趋势，极值出现在吐丝期，其与生育期内叶面积指数的变化趋势是一致；通过对吐丝期不同层次高度的光分布进行分析表明，在吐丝期各个密度条件下，随着冠层高度的不断深入（由顶部到底部），其光截获率均呈现出先增加而后降低的趋势，通过对吐丝期不同密度条件下最大光截获率以及最大光截获率出现的层次进行比较结果表明，随着密度的增加，无论是最大光截获率还是最大光截获率出现的层次分别由6.89％增加到22.9%和由120-150 cm层增加到210-240 cm层，两者可分别用对数函数和直线方程来进行拟合；进一步对光在穗位层的分布进行分析表明，随种植密度的增加，穗位层光截获率与密度呈现二次函数关系，其最大光截获率（21.2%）所对应的最适种植密度为9.07株m-2；通过对不同密度条件下吐丝期群体冠层底部消光系数（K）进行分析表明，K值随密度的增加表现出直线降低的趋势，在这种K值条件下，当光截获达到最适光截获时（95%），根据比尔定律可以计算出其最适种植密度为9.78株 m-2；当种植密度9.78株 m-2时，其穗位层的光截获率为21%，这与穗位层的最大光截获率（21.2%）之间没有差异，因此这用这两种方法均可以找到群体最适种植密度；另外尽管所求的最适宜种植密度9.78株 m-2与9.07株 m-2，比10.57株 m-2（由种植密度与群体产量关系所求得的最高产量确定的）分别低8.08%和16.54%，但是考虑到计算时所用数据均为最大叶面积指数时的数据，其持续时间较短，因此，大田生产中用上述方法均可以用来确立合理的密度，但要想获得较高的群体产量，需要在测定的基数值基础之上分别增加8.08%和16.54%，进而来构建一个合理的群体冠层结构。