文章信息
文章标题：Historical increases of maize leaf area index in the US Corn Belt due primarily to plant density increases
标题译文：美国玉米带玉米叶面积指数的历史性增长主要归因于种植密度的增加
发表期刊：Field Crops Research
在线日期：2024.10.19
通讯作者：George Kalogeropoulos、 Sotirios V. Archontoulis
作者单位： 爱荷华州立大学
研究背景
叶面积和其在植物中的分布决定了光捕获、光合作用，进而影响作物生长和产量。文献中关于玉米育种对叶面积大小和分布影响的数据有限且存在矛盾。种植密度是影响玉米叶面积及其分布的主要因素，高密度通常因植物间竞争而降低每株植物的叶面积。文章假设多年的玉米育种改变了植株冠层内的叶面积分布，进行了实验以测量不同基因型和种植密度下的叶面积分布。目标是量化育种对玉米叶面积分布的影响，估算用于作物模型的系数，分析育种和种植密度对叶面积分布和LAI的贡献，以及探索LAI与作物产量之间的关系。
主要结果
1983-2017年，由于品种更新和种植密度的增加，LAI从3.4增加到5.9 m²/m²，其中中间冠层的LAI增加超过50%。
在历史种植密度下，LAI每年增加1.6%，但每株植物的叶面积从1983年到2017年每年减少0.33%。在当前种植密度下，品种发布年份不影响LAI或每株植物的叶面积。
与老品种相比，新品种的叶面积分布窄 5%，最佳 LAI 值（5.2 vs 4.2 m²/m²）高 23%，籽粒产量高 19%。
玉米LAI增加的主要原因是种植密度，但LAI的增加并不一定转化为更高的籽粒产量，因为新品种在相似的LAI值下比老品种有显著增产。
文章图表
图1：叶面积参数与籽粒产量的概念框架及模型拟合
图2：不同年份品种的叶片数、穗叶数、株高、穗位高、节间长度和籽粒产量
图3：钟形方程系数与品种发布年份的关系
图4：不同种植密度下植物叶面积和叶面积指数的分布
图5：不同年代品种的叶面积和单位面积叶面积变化
图6：新老品种的籽粒产量与叶面积指数的关系
作物生理生态
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