1、本研究于2010、2011年西南大學(xué)試驗(yàn)田進(jìn)行,以苗期長(zhǎng)勢(shì)旺、耐蔭性較強(qiáng)東單60和苗期長(zhǎng)勢(shì)弱、不耐蔭品種潞玉13兩個(gè)玉米單交種作為試驗(yàn)材料,運(yùn)用大田和盆栽控制的方法,研究?jī)煞N玉米品種在冬小麥/玉米下生長(zhǎng)發(fā)育過程中光合特性、根、葉、花絲以及產(chǎn)量等的變化。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.套作對(duì)苗期玉米根系特征的影響:在小麥?zhǔn)崭顣r(shí)玉米苗期(可見葉6-7葉),取玉米幼苗根系掃描及測(cè)定其根系活力發(fā)現(xiàn),套作玉米根系比凈作玉米根系總長(zhǎng)、直徑、總

2、表面積以及總體積均要小,根系活力套作比凈作低:小麥?zhǔn)斋@后自然光照下恢復(fù),測(cè)定其3天時(shí)根長(zhǎng)、根表面積反而變小,根系活力降低,光恢復(fù)6天、9天根系根長(zhǎng)、根表面積等形態(tài)性狀得到改善,根系活力(即功能)也同步得到改善,說明在光恢復(fù)初期存在光抑制和水分代謝失調(diào)的現(xiàn)象。
　　 2.套作對(duì)與葉片光合特性有關(guān)的性狀影響:
　　 (1)在玉米苗期(可見葉6-7葉)時(shí),取玉米5葉(功能葉)測(cè)定玉米凈光合速率(Pn)、量子效率(QE)和羧化效

3、率(CE)、葉綠素含量變化以及干物質(zhì)變化,結(jié)果表明:套作下玉米葉片光飽和點(diǎn)降低,最大光合速率、量子效率和羧化效率光補(bǔ)償點(diǎn)、呼吸強(qiáng)度均低于凈作,比葉面積、葉面積比率(LAR)增大,小麥?zhǔn)崭詈笕~綠素含量升高,葉綠素a/b增大,表明玉米葉片有陰葉化的趨勢(shì)。
　　 (2)在玉米光恢復(fù)30天后(小麥?zhǔn)斋@后30天)喇叭口期(可見葉16-17葉),測(cè)定玉米7葉和11(全展)葉凈光合速率(Pn),結(jié)果表明,與凈作比較套作玉米葉片光合速率8:30

4、～10:30上升慢,10:30～3:00下降快,全天平均光合速率(三個(gè)時(shí)間點(diǎn)所測(cè)光合速率平均值)有凈作大于套作的趨勢(shì),由于凈作葉面積遠(yuǎn)大于套作,全天光合同化量(全天平均光合速率×全天光合時(shí)間×葉面積),凈作則遠(yuǎn)大于套作,說明苗期對(duì)玉米遮陰影響并沒有隨著光照的恢復(fù)而完全恢復(fù),同時(shí)表明凈作處理的光合生產(chǎn)和物質(zhì)積累的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。
　　 (3)套作對(duì)玉米葉片氣孔特征的影響:在玉米抽雄開花時(shí),取兩個(gè)玉米品種7葉(低位)、12葉(穗位)、16

5、葉(上位葉)進(jìn)行氣孔觀察,對(duì)氣孔特征進(jìn)行定量分析,測(cè)定其密度和大小,結(jié)果表明,凈作下的氣孔密度、氣孔大小均比套作情況下的同種玉米高,特別是7葉、12葉差異較大,達(dá)顯著或極顯著的水平(P＜0.05或P＜0.01),套作玉米16葉(上位葉)有明顯的恢復(fù)作用,因而差異較小;玉米氣孔特性對(duì)套作陰蔽的光環(huán)境情況比較敏感,按本試驗(yàn)玉米苗期(可見葉6-7葉)玉米莖生長(zhǎng)錐解剖結(jié)構(gòu)觀察,第一可見葉與葉原基n+6的關(guān)系,7葉的葉原基、幼葉、可見葉和展開葉都

6、是在套作陰蔽下分化、生長(zhǎng)和發(fā)育,而12葉的葉原基也是在套作陰蔽下分化形成,所以與凈作比較差異大;16葉整個(gè)的分化、生長(zhǎng)和發(fā)育都是在小麥?zhǔn)斋@后的正常光照下進(jìn)行,所以差異較小,引起此較小差異的原因可能與套作陰蔽下莖端生長(zhǎng)點(diǎn)較小,受莖節(jié)物理空間限制分化出的葉原基較小有關(guān)。
　　 (4)套作對(duì)苗期玉米葉肉細(xì)胞的影響:在套作、凈作玉米苗期(可見葉6-7葉)時(shí),取玉米5葉(功能葉)葉片進(jìn)行葉肉細(xì)胞形態(tài)離析,結(jié)果表明:玉米葉片葉肉環(huán)狀細(xì)胞環(huán)的

7、分化不如小麥的明顯,細(xì)胞多為三環(huán)四環(huán)細(xì)胞。套作和凈作多環(huán)細(xì)胞單環(huán)的寬度差異不明顯,說明可見葉6-7葉期的葉肉細(xì)胞環(huán)的生長(zhǎng)受光照影響較小。但是,葉肉細(xì)胞的環(huán)的高度和葉片的厚度有差異,套作的葉片薄于凈作,而且環(huán)的高度小于凈作。
　　 (5)套作對(duì)葉片出葉、展開、衰老的影響:套作的玉米的出葉時(shí)間和展開時(shí)間平均比凈作晚3天,但是隨著葉位的提高,影響越來越小;套作葉片有一定的補(bǔ)償作用,出葉至全展持續(xù)時(shí)間縮短,有利于縮短葉片建成期,提早進(jìn)人

8、葉片的功能期,補(bǔ)償出葉時(shí)間遲、出葉速度慢和葉面積小的特點(diǎn);套作的衰老時(shí)間要比凈作的提早,隨著葉位的升高,越發(fā)明顯,葉位越高的葉片套作的衰老時(shí)間越早,這與套作玉米高葉位出葉時(shí)間遲,較早受高溫逼熟有關(guān)。
　　 (6)套作對(duì)玉米葉面積的影響:套作各葉片(3～19)葉面積大小明顯小于單作各葉片的葉面積,葉面積指數(shù)(LAI)小于單作,當(dāng)可見葉6～7葉時(shí)恢復(fù)自然光照(麥子成熟收割后)后,套作玉米的葉片生長(zhǎng)仍然落后于單作的玉米,造成這種結(jié)果的

9、原因可能與套作陰蔽下莖端生長(zhǎng)點(diǎn)較小,受莖節(jié)物理空間限制分化出的葉原基較小有關(guān)。
　　 套作玉米苗期受光不足和(或)光質(zhì)較差(紅光/遠(yuǎn)紅光低),對(duì)與葉片光合特性有關(guān)性狀的不利影響似乎是終生的、不可逆影響,恢復(fù)自然光照后這種影響并未消失,這是套作玉米一生最終干物質(zhì)積累量較低的主要原因之一。
　　 3.套作對(duì)玉米莖生長(zhǎng)錐解剖結(jié)構(gòu)的影響:可見葉7葉(當(dāng)7葉處位于最上一片可見葉狀態(tài)時(shí)),石蠟橫、縱切片都顯示,12葉(穗位葉)、13

10、葉的葉原基已經(jīng)存在,大致存在著n+6的關(guān)系;套作玉米莖生長(zhǎng)錐直徑小于凈作玉米,兩品種套作處理莖生長(zhǎng)點(diǎn)直徑平均240μm,而凈作處理莖生長(zhǎng)點(diǎn)直徑平均350μm。
　　 4.套作對(duì)玉米源/庫的影響:本實(shí)驗(yàn)用半量授粉、花絲數(shù)統(tǒng)計(jì)等方法測(cè)得,套作條件下群體源容量、潛在庫容量、實(shí)際庫容量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量都極顯著地小于單作條件;群體潛在庫源比和實(shí)際庫源比因品種而異,只有在適宜源容量,即高產(chǎn)條件下開花期LAI在適宜水平范圍內(nèi),并大致相等前提下,比較