玉米是世界上种植最广泛的作物之一，其生产对确保全球粮食安全具有重要意义。绿色、高产和高效是未来农业发展的重要方向，在不增加额外投入的情况下提高玉米产量和资源利用效率有助于实现这一目标。对于具有顶端收获器官的作物（如小麦和水稻），冠层中氮分布与光分布模式相匹配，提高了产量与氮素利用率。而对于果穗在植株中部的玉米而言，是否存在这样的现象尚不清楚。
近期，中国农业科学院作物科学研究所精准栽培研究团队李少昆研究员课题组完成的题为“Matching the light and nitrogen distributions in the maize canopy to achieve high yield and high radiation use efficiency” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年4期正式发表。
该研究明确了玉米冠层光氮分布存在对应关系，与累积叶面积指数密切相关；光氮匹配系数对玉米产量的提高很重要；光氮匹配系数高的品种产量较高。
该研究分析了供氮水平和种植密度对两个高产玉米品种（XY335和DH618）冠层光照和氮素分布的影响，以及冠层生理特征对辐射利用效率和产量的调节作用。玉米冠层中透光率的分布从上到下呈下降趋势，而比叶氮的垂直分布从上到下呈先上升后下降的趋势。当比叶氮开始下降时，XY335和DH618的透光率分别为0.5和0.3，分别占总叶面积指数的40.6%和49.3%。XY335（0.32）中下部冠层消氮系数/消光系数DH618（0.32高0.08。XY335（17.2 t ha–1和1.8 g MJ–1）的产量和辐射利用效率比DH618（16.1 t ha–1和1.6 g MJ-1）高7.0%（1.1 t ha–1）和13.7%（0.2 g MJ）。因此，当SLN开始下降时，更好的光照条件（上部和中部冠层中叶面积指数的比例较小）改善了光照分布，从而有助于调动氮的分布并保持高消氮系数和消氮系数/消光系数。此外当满足玉米养分需求时（N360），消氮系数/消光系数对提高产量更为重要。
中国农业科学院作物科学研究所精准栽培研究团队李少昆研究员及侯鹏研究员为该文章的通讯作者，郭晓霞博士及刘万茂博士为该文章的第一作者。该研究得到国家自然基因（32172118），国家重点研发计划项目(2016YFD0300110 ，2016YFD0300101)，中国农业科学院基础科学研究基金（S2022ZD05）和中国农业科技创新计划（CAAS-ZDRW202004）的资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923004720
Cite the article:Xiaoxia Guo, Wanmao Liu, Yunshan Yang, Guangzhou Liu, Bo Ming, Ruizhi Xie, Keru Wang, Shaokun Li, Peng Hou. 2025. Matching the light and nitrogen distributions in the maize canopy to achieve high yield and high radiation use efficiency. Journal of Integrative Agriculture, 24(4): 1424-1435.
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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