【研究背景】由于全球人口持续增加,到2050年全球粮食产量需要翻一番才能满足粮食需求。目前粮食作物平均产量提高(每年0.9%-1.6%)远低于预期的产量增长率(每年2.4%)。在不扩大耕地面积情况下,提高粮食单产来解决粮食短缺是保障粮食安全的重要途径。密植是现代作物产量提高的关键因素。玉米作为我国种植面积最大的谷类作物,在扩大粮食总产能方面发挥巨大作用。新疆是我国玉米高产区,其良好的光热资源有利于玉米产量的发挥,近几年玉米产量不断打破全国玉米高产记录。光合作用是作物产量形成的基础。因此,研究高产玉米光合和产量特性对密度的响应,对维持作物产量稳定和进一步提高产量潜力具有重要意义。【材料与方法】本研究于2017年和2018年在新疆奇台农场进行田间试验,选用高产玉米品种郑单958、先玉335、登海618、良玉66和SC704为材料,设置5000株/亩(D1)、7000株/亩(D2)和9000株/亩(D3)三个密度处理,采用宽窄行和覆膜滴管栽培模式,给予充足的水肥以避免水分和养分胁迫。【结果与分析】研究结果表明,五个品种密度间的产量变化趋势不一致。五个品种均在D2密度达到较高的产量,其中良玉66和登海618产量较高,产量构成分析表明是由于穗粒数和千粒重较高导致;而SC704产量最低。郑单958、先玉335和登海618在D3密度下产量仍能维持较高水平,然而良玉66和SC704在D3密度下产量显著降低,说明郑单958、先玉335和登海618可能比良玉66、SC704更耐密。五个品种的穗粒数和千粒重随着密度增加而减小,而亩穗数则反之。随着生育期推进,玉米穗位叶的净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Gs)和蒸腾速率(Tr)逐渐降低,登海618和良玉66在成熟期仍能维持较高的Pn和Tr,说明两个品种的光合持续期可能较长。郑单958、先玉335、登海618和良玉66在吐丝期穗位叶光合速率较高,而SC704光合速率较低,相关性分析表明光合速率与产量存在显著相关性。郑单958和先玉335在吐丝期穗位叶Pn较高而产量不是最高,可能与光合生产物质向籽粒分配有关。各品种密度间穗位叶Pn差异不显著。登海618穗位叶的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均高于郑单958和先玉335,说明登海618的光能吸收和利用效率可能高于郑单958和先玉335。【结论】登海618、先玉335、郑单958和良玉66作为2000年以后的品种,比SC704这个老品种产量更高,说明在作物育种过程中,高产品种具有较高的光合能力。较高的光合速率、较长的光合周期以及更高的色素含量可能是玉米高产品种产量较高的原因。