合理的作物群体结构有利于截获光合有效辐射,减少漏光损失,并且充分缓解了个体间的矛盾,实现了个体与群体的协同增益,是缩小作物产量差距、全面提升产量的主要原因。本研究通过对川南、川中、川东北三个套作玉米主产区高产田的调查分析,并以套作农户水平栽培模式、净作为对照,以合理密植、水肥一体化管理等综合措施下形成的套作超高产栽培模式为基础,系统研究了套作条件下超高产玉米冠层结构特征、光合特性、物质积累特征、产量及根系分布特征,形成了套作超高产玉米群体结构特征值。主要研究结果如下:1套作高产田玉米产量分布及对应的群体结构特征通过连续3年大田调查,对四川套作玉米主产区高产田的产量及群体结构分析发现,套作玉米最高产量可达10967.67 kg hm-2,将90块高产田产量按标准正态分布规律进行统计分析,有20%的田块产量达到9000 kg hm-2以上的套作玉米超高产水平。套作超高产栽培模式下,玉米2年产量分别达9021.50 kg hm-2、10476.93 kg hm-2,均已实现套作玉米超高产目标。套作高产田玉米对应的群体结构特征为:株高260 cm～309 cm,穂位高100 cm～153 cm;吐丝期叶面积指数4.58～5.58,成熟期叶面积指数2.91～4.34;吐丝期干物质积累量7370.71 kg hm-2～7853.28 kg hm-2,成熟期干物质积累量16411.24 kg hm-2～17842.65 kg hm-2。2套作超高产玉米群体结构特征两年的大田控制性试验结果表明,套作超高产玉米株高在270 cm～310 cm范围内,显著低于净作超高产,但较套作农户显著增加6.89%～9.18%。棒三叶上平均叶夹角为22.48°,较套作农户显著低11.29%;棒三叶平均叶夹角为26.51°,显著低于净作超高产和套作农户;棒三叶上平均叶向值为64.2,较套作农户显著提高19.15%,棒三叶平均叶向值为56.98,显著大于净作超高产和套作农户。套作超高产玉米叶面积达最大时为5.66,农户水平仅为3.82,净作超高产玉米平均有面积指数达5.99;成熟期套作超高产玉米平均叶面积指数为3.44,农户玉米平均叶面积指数为2.80,净作超高产玉米平均叶面积指数为2.93,套作超高产叶面积指数的下降速率显著低于净作超高产。套作超高产玉米花前光合势达104.16×104m2·d hm-2,显著低于净作超高产,但较套作农户水平显著提高45.41%;花后光合势达262.22×104m2·d hm-2,显著高于净作超高产和套作农户水平。花后套作超高产玉米光合生产能力与净作超高产无显著差异,但较套作农户水平显著提高60.99%。套作超高产玉米穂位层和底部平均透光率分别为27.83%、18.27%,与净作超高产玉米相比,穂位层透光率显著提高,光能截获率显著降低,花后下层叶片Ru BPCase、PEP Case、SOD活性分别显著提高6.93%、20.62%、23.61%,根系群体生物量显著降低19.39%;与农户水平相比,穂位层透光率显著降低31.86%,光能截获率显著提高29.69%,上、中、下层叶片Ru BPCase活性分别显著提高33.98%、8.71%、14.19%,PEPCase活性分别显著提高6.94%、11.81%、6.94%,中层和下层叶片SOD活性分别显著提高8.48%、11.64%,根系群体生物量显著提高109.88%。3套作超高产玉米群体结构高产机理套作超高产栽培下,玉米叶倾角小,叶向值大,塑造了理想的株型,构建了合理的群体结构,棒三叶光能截获率显著提升29.69%,是提高玉米群体光能利用率的基础。吐丝期叶面积指数达5.66,为花前光合物质生产提供了充足的光合源,吐丝后中层和下层叶片SOD活性分别显著提高8.48%、11.64%,提高了叶片抗衰老能力,延缓了叶片衰老速率,有效光合叶面积持续时间长,延长了灌浆活跃期,导致花后干物质积累量显著提高45.27%。在水肥充足的情况下,套作超高产玉米根系主要分布在0～10 cm浅表层,有利于发挥玉米个体根系间的竞争优势,促进根系对养分和水分的吸收。此外,套作超高产栽培下玉米根系生物量显著提高109.88%,健壮发达的根系为地上部提供了充足的养分。套作超高产玉米合理的群体结构实现了地上地下协同增益,是目标产量实现的主要原因。套作栽培模式下,花前叶面积不足和光截获率低是造成套作超高产玉米产量较净作超高产玉米显著降低9.15%主要的原因。因此,通过适当调整套作玉米行距、协调养分管理、创造良好的耕层等以提高花前叶面积和光能截获率为目标的措施是缩小净、套作玉米产量差距的有效途径。同时,在现有农户栽培模式基础上适当增密和加强养分管理可构建理想的群体结构以提高有效穗和叶面积指数,达到缩减产量差的目的,是实现套作玉米超高产的有效措施。