东北黑土区的玉米产量约占全国玉米总产的1/3，确保该地区的玉米生产对保障国家粮食安全具有举足轻重的地位。公主岭作为东北典型黑土区的代表区域，黑土面积达296 001.48 hm2 ，是我国玉米产业的重要生产基地之一。淀粉是玉米籽粒的主要贮藏物质，约占籽粒粒重的70%，其生物合成与积累决定了籽粒干重，对玉米产量的形成有直接影响，施用氮肥能提高籽粒淀粉含量，进而获得高产。但是，东北黑土区在生产中施氮量过多的现象普遍存在，不仅不利于产量的提高，还会造成一系列环境问题。因此，本试验在公主岭设置田间试验，研究不同施氮量对黑土地春玉米籽粒淀粉积累动态和产量的影响，对于揭示适宜施氮量条件下春玉米高产形成的生理机制具有重要科学意义。
结果显示，（1）春玉米产量随施氮量增加先升高后降低，N0、N90、N135、N180、N225处理两年平均产量分别为8 992.90、11 199.47、12 126.78、14 049.42、13 213.21 kg·hm-2，以施氮量为180 kg·hm-2的N180处理最高。
（2）N180处理开花后0、12、24、36、48 d穗位叶蔗糖含量、蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性均显著高于N0、N90、N135处理，与N225处理无显著差异。开花后24、36、48 d，N180处理籽粒可溶性淀粉酶（SSS）活性最高，较N0、N90、N135、N225处理两年平均分别提高62.43%、31.33%、14.85%、7.80%。
施氮量对灌浆期穗位叶蔗糖含量的影响
施氮量对蔗糖代谢关键酶活性的影响
（3）Logistic方程解析表明，各处理籽粒总淀粉、支链、直链淀粉积累速率和活跃积累期随施氮量的增加先升高后降低，均以N180处理最优。与N0、N90、N135、N225处理相比，N180处理两年平均总淀粉积累速率和积累活跃期分别高43.35%、23.16%、13.22%、5.92%和7.30%、3.84%、4.11%、3.83%，两年平均籽粒淀粉积累速率达到最大时籽粒淀粉积累量为12.90 g，各处理成熟期总淀粉积累量分别为6 725.60、8 510.17、9 150.62、10 387.35、9 604.04 kg·hm-2。
施氮量对籽粒总淀粉灌浆积累量和淀粉积累速率的影响
施氮量对支链淀粉灌浆积累量和支链淀粉积累速率的影响
（4）相关分析结果表明，春玉米产量与灌浆期穗位叶蔗糖含量、蔗糖合成酶活性、磷酸蔗糖合成酶活性、籽粒可溶性淀粉合成酶活性、籽粒总淀粉积累量、支链淀粉积累量、直链淀粉积累量呈显著正相关；穗位叶蔗糖含量、蔗糖合成酶活性、磷酸蔗糖合成酶活性、籽粒可溶性淀粉合成酶活性与籽粒淀粉及其组分积累量亦呈显著正相关。
产量与穗位叶蔗糖含量、蔗糖代谢关键酶活性、籽粒可溶性淀粉合成酶活性、籽粒淀粉及其组分积累量的相关性分析
引用本文：
曹文茁, 于振文, 张永丽, 张振, 石玉, 王永军. 不同施氮量下黑土地春玉米籽粒淀粉积累动态及产量形成差异[J]. 中国农业科学, 2024, 57(22): 4431-4443.
CAO WenZhuo, YU ZhenWen, ZHANG YongLi, ZHANG Zhen, SHI Yu, WANG YongJun. The Difference of Grain Starch Accumulation Dynamics and Yield Formation of Spring Maize Under Different Nitrogen Application Rates in Black Soil[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(22): 4431-4443.
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