





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (12): 2576-2590.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.12.004
杨永建1(
), 刘万茂1, 孙颖1, 路海东2, Adnan Khan3, 贾彪1(
), 张世博1,2(
)
收稿日期:2025-11-03
接受日期:2026-04-02
出版日期:2026-06-16
发布日期:2026-06-16
通信作者:
联系方式:
杨永建,E-mail:yyj3432827002@163.com。
基金资助:
YANG YongJian1(
), LIU WanMao1, SUN Ying1, LU HaiDong2, Adnan Khan3, JIA Biao1(
), ZHANG ShiBo1,2(
)
Received:2025-11-03
Accepted:2026-04-02
Published:2026-06-16
Online:2026-06-16
摘要:
【目的】针对半湿润易旱区玉米膜下高温导致籽粒充实度下降和减产问题,拟通过平作条件下“秸秆+透明地膜”的双层覆盖模式(TM+ST),解析其对玉米籽粒灌浆特性及光合生理的调控机制,为旱作玉米稳产高产提供理论与技术支撑。【方法】于2021—2022年在陕西杨凌(半湿润易旱区,年均降水550 mm,7—9月降水占比60%)开展大田定位试验。以平作无覆盖为对照(CK),设置3个覆盖处理:平作透明地膜覆盖(TM)、平作黑色地膜覆盖(BM)和平作条件下秸秆+透明地膜的双层覆盖(TM+ST)。探究不同覆盖措施对春玉米花后叶面积指数(LAI)、叶绿素相对含量(SPAD值)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、干物质积累、籽粒增重动态、籽粒灌浆特性、产量及其构成因素的影响。【结果】与CK相比,覆盖处理显著提高了春玉米花后叶片持绿性及光合生产能力,改善了籽粒灌浆进程和籽粒产量(增幅为16.5%—48.9%)。TM+ST较单一覆盖处理(TM和BM)显著提高了叶片持绿性,增强了Pn、Gs和Tr,进而促进了花后干物质积累(增幅为10.9%—12.6%);同时,TM+ST较单一覆盖处理提高了最大灌浆速率时的粒重,维持了渐增期最高的籽粒灌浆速率,延长了快增期籽粒灌浆持续时间和缓增期灌浆活跃期。最终,TM+ST处理通过增强“源”供应和优化籽粒灌浆过程提高了籽粒产量(较TM和BM增幅为17.0%—17.2%)。【结论】秸秆与透明地膜双层覆盖(TM+ST)通过提高花后叶片持绿性和光合生产能力,优化籽粒灌浆进程,最终驱动粒重最大化提高玉米籽粒产量。
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表1
2021—2022年不同覆盖处理对春玉米穗数、穗粒数、百粒重和籽粒产量的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 穗数 Ear number | 穗粒数 Grain number per ear | 百粒重 100-grain dry weight (g) | 籽粒产量 Grain yield (kg·hm-2) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | CK | 68165.0±195.8b | 477.3±8.4b | 28.6±0.6c | 7289.4±248.7d |
| TM | 68360.0±142.6ab | 560.3±10.3a | 31.1±0.7b | 8875.3±205.9c | |
| BM | 68460.0±147.7ab | 557.1±15.3a | 32.0±0.4b | 9219.1±286.9b | |
| TM+ST | 68515.0±106.4a | 555.8±6.2a | 34.9±0.8a | 10848.8±234.5a | |
| 2022 | CK | 68010.0±75.0c | 453.9±3.0b | 26.0±0.4c | 6930.2±242.3c |
| TM | 68225.0±105.4b | 543.7±11.9a | 30.2±0.4b | 8076.3±245.1b | |
| BM | 68350.0±102.1b | 545.2±10.2a | 30.6±0.5b | 8201.6±294.7b | |
| TM+ST | 68545.0±151.0a | 548.9±16.5a | 33.7±0.6a | 9572.4±501.9a | |
| ANOVA | |||||
| 年份 Year (Y) | ns | ** | *** | *** | |
| 处理 Treatment (T) | *** | *** | *** | *** | |
| Y×T | ns | ns | ns | ns | |
表2
2021—2022年不同覆盖处理对春玉米花后地上部干物质积累与转运的影响"
| 年份 Year | 处理Treatment | 开花期干物质积累量 Dry matter accumulation at flowering stage (DMA,kg·hm-2) | 成熟期干物质积累总量 Total dry matter accumulation at maturation stage (TDMA,kg·hm-2) | 干物质转运量 Dry matter transshipment (DMT,kg·hm-2) | 干物质转运率 Dry matter transport rate (DMTR,%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | CK | 8963.85±650.01b | 16228.13±860.76c | 3052.27±45.83c | 42.05±1.86c |
| TM | 8716.05±98.66b | 18190.13±454.05b | 4471.43±124.79b | 47.22±1.06a | |
| BM | 8825.40±505.19b | 18437.63±760.56b | 4504.28±99.15ab | 46.88±1.44a | |
| TM+ST | 9728.55±740.08a | 20406.15±851.01a | 4757.40±181.91a | 44.57±2.04b | |
| 2022 | CK | 11214.90±452.51d | 18046.13±911.04d | 2005.65±301.21b | 29.25±2.57a |
| TM | 12160.80±553.48c | 20708.10±1017.35c | 2569.73±160.60a | 30.06±0.64a | |
| BM | 12726.90±983.33b | 21492.23±1186.51b | 2604.15±150.55a | 29.74±2.33a | |
| TM+ST | 14507.10±568.16a | 24443.33±879.20a | 2865.60±14.67a | 28.86±0.89a | |
| ANOVA | |||||
| 年份 Year (Y) | *** | *** | *** | *** | |
| 处理 Treatment (T) | *** | *** | *** | ns | |
| Y×T | ns | ns | *** | ns | |
表3
2021和2022年不同覆盖处理下籽粒灌浆过程Logistic模型的参数值"
| 年份 Year | 处理 Treatment | A | B | C | R2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | CK | 26.1948 | 405.3913 | 0.2549 | 0.9970 |
| TM | 31.4684 | 153.8782 | 0.1924 | 0.9992 | |
| BM | 32.1665 | 124.2423 | 0.1924 | 0.9994 | |
| TM+ST | 34.2569 | 95.5129 | 0.1924 | 0.9994 | |
| 2022 | CK | 24.2309 | 476.9318 | 0.2549 | 0.9935 |
| TM | 27.2433 | 329.5767 | 0.2549 | 0.9911 | |
| BM | 30.6285 | 119.7012 | 0.1924 | 0.9956 | |
| TM+ST | 33.9503 | 117.8854 | 0.1924 | 0.9962 |
表4
2021和2022年不同覆盖处理下籽粒灌浆参数值"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 籽粒灌浆最大时的时间 Tmax (d) | 籽粒灌浆速率 最大时的百粒重 Wmax (g/100-grain) | 最大籽粒灌浆速率 Gmax (g/(100-grain·d)) | 起始生 长势 R0 | 有效灌浆 时间 T0.99 (d) | 平均籽粒灌浆速率 Gmean (g/(100-grain·d)) | 籽粒灌浆活跃期 P (d) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | CK | 23.56 | 13.10 | 1.67 | 0.25 | 41.59 | 0.62 | 23.54 |
| TM | 26.18 | 15.73 | 1.51 | 0.19 | 50.07 | 0.62 | 31.19 | |
| BM | 25.07 | 16.08 | 1.55 | 0.19 | 48.95 | 0.65 | 31.19 | |
| TM+ST | 23.70 | 17.13 | 1.65 | 0.19 | 47.59 | 0.71 | 31.19 | |
| 2022 | CK | 24.20 | 12.12 | 1.54 | 0.25 | 42.22 | 0.57 | 23.54 |
| TM | 22.75 | 13.62 | 1.74 | 0.25 | 40.77 | 0.66 | 23.54 | |
| BM | 24.87 | 15.31 | 1.47 | 0.19 | 48.76 | 0.62 | 31.19 | |
| TM+ST | 24.79 | 16.98 | 1.63 | 0.19 | 48.68 | 0.69 | 31.19 |
表5
2021和2022年不同覆盖处理下不同籽粒灌浆阶段的特征参数"
| 年份 Year | 处理Treatment | 渐增期Gradual-growing period | 快增期Fast-growing period | 缓增期Slow-growing period | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 天数 Days (d) | W1 (g) | MG1 (g/100- grain) | IGW1 (g/100- grain) | 天数 Days (d) | W2 (g) | MG2 (g/100- grain) | IGW2 (g/100- grain) | 天数 Days (d) | W3 (g) | MG3 (g/100- grain) | IGW3 (g/100- grain) | ||
| 2021 | CK | 18.39 | 5.53 | 0.30 | 5.54 | 10.33 | 20.66 | 1.46 | 15.12 | 12.86 | 25.93 | 0.41 | 5.27 |
| TM | 19.33 | 6.65 | 0.34 | 6.65 | 13.69 | 24.82 | 1.33 | 18.17 | 17.04 | 31.15 | 0.37 | 6.34 | |
| BM | 18.22 | 6.80 | 0.37 | 6.80 | 13.69 | 25.37 | 1.36 | 18.57 | 17.04 | 31.84 | 0.38 | 6.48 | |
| TM+ST | 16.85 | 7.24 | 0.43 | 7.24 | 13.69 | 27.02 | 1.44 | 19.78 | 17.04 | 33.91 | 0.40 | 6.90 | |
| 2022 | CK | 19.03 | 5.12 | 0.27 | 5.12 | 10.33 | 19.11 | 1.35 | 13.99 | 12.86 | 23.99 | 0.38 | 4.88 |
| TM | 17.58 | 5.76 | 0.33 | 5.76 | 10.33 | 21.49 | 1.52 | 15.73 | 12.86 | 26.97 | 0.43 | 5.48 | |
| BM | 18.03 | 6.47 | 0.36 | 6.47 | 13.69 | 24.16 | 1.29 | 17.68 | 17.04 | 30.32 | 0.36 | 6.17 | |
| TM+ST | 17.95 | 7.17 | 0.40 | 7.17 | 13.69 | 26.78 | 1.43 | 19.60 | 17.04 | 33.61 | 0.40 | 6.83 | |
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