氮肥追施促进弱光胁迫下玉米花丝生长及籽粒增产的生理机制解析

（编辑推荐）本研究通过裂区试验设计，揭示氮肥追施（V14时期60 kg ha?1）显著缓解开花期遮荫（75%遮光）对玉米的负面影响，通过提升净光合速率（Pn）、促进干物质向穗部分配、调控花丝糖代谢（蔗糖合成酶SS活性提升）及激素平衡（玉米素ZA和赤霉素GA3水平升高），使高密度（90,000株 ha?1）种植下籽粒数增加51.9%，为弱光逆境玉米生产提供关键管理策略。

　　

Highlight

氮肥追施通过促进花丝生长缓解弱光胁迫对玉米产量的影响

Effect of nitrogen topdressing on maize yield under different planting densities and light conditions

籽粒产量、穗粒数和千粒重（TKW）均显著受种植密度、施氮量和光照条件影响（表1）。两年数据显示，遮荫使D1、D2、D3密度下穗粒数分别降低71.7%、78.7%和82.6%。而2022-2023年遮荫条件下，氮肥追施使D1-D3密度穗粒数显著增加18.1%-51.9%，产量提升24.2%-58.1%，表明氮肥对高密度弱光种植的玉米具有显著挽救效应。

Nitrogen topdressing improves assimilate production and allocation to mitigate the adverse effects of shading on yield

密度增加通常能提高群体生物量，但本研究发现高密度会降低单株生物量（未显示数据）。值得注意的是，即使不额外增施氮肥，高密度仍可增产，且密度与氮肥交互作用不显著（表1），说明基肥（180 kg ha^?1）已满足常规密度需求。但遮荫条件下，V14期追施氮肥（60 kg ha^?1）通过提升穗部干物质分配率（+15.2%）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性，有效缓解了弱光导致的"碳饥饿"。

Conclusion

遮荫处理显著降低玉米净光合速率、干物质积累及花丝长度/数量。氮肥追施通过三重机制发挥作用：①增强花丝中蔗糖、果糖和葡萄糖含量；②激活糖代谢关键酶（SS和可溶性酸性转化酶）；③上调GA₃和ZA激素水平，最终使高密度（D3）遮荫玉米产量恢复58.1%。该研究为气候变化背景下玉米稳产提供了创新解决方案。