寒地高产玉米产量及品质形成与调控规律研究

李明  

【摘要】： 本论文研究于1999-2001年在东北农业大学香坊试验站进行，试验站位于黑龙江省哈尔滨市(45°N、126°E)，生育期间光合有效辐射1474MJ／m~2，5-9月平均气温18.5℃，有效积温2800℃，年降雨量550mm。研究围绕寒地高产玉米产量品质形成及其调控规律，通过品种试验、减源限库试验及肥料密度试验(采取4因素饱和设计416A)，对玉米的品种特性、产量构成因素、高产玉米的源、库性状及氮、磷、钾和密度的调控影响，以及营养物质积累及调控规律等进行定性和定量分析。研究结果表明： 群体条件下高产处理的叶面积和干物质积累均高于低产处理。高产玉米的光合势始终高于低产处理，而且花后光合势与产量之间存在极显著的正相关(r=0.891)。花后光合势和净同化率对经济产量的直接通径系数分别为0.910和0.028。生物产量和收获指数对经济产量的直接通径系数为0.438和0.374。高产处理玉米截获更多的光能，籽粒光能利用率比低产处理平均提高37.6％。单产超过12000公斤的最适LAI为，5叶期0.193，拔节期1.15，孕穗期4.39，吐丝期5.93，乳熟期5.71，蜡熟期5.41，完熟期3.7。库性状与不同时期的源性状关系密切。群体粒数与乳熟期和蜡熟期的LAI呈极显著正相关，与孕穗前期的LAD是正相关，与成熟中期的LAD呈极显著的正相关。粒重与乳熟期的LAI呈极显著的负相关，与成熟中期的LAD的偏相关为负值，而与成熟后期的LAD为正相关关系。 花后平均LAI和每平方米粒数与产量呈接近显著和极显著正相关(复相关系数R=0.97)，利用二者分别代表源和库性状。分析表明，在库或源水平较低的情况下，增源或增库均明显提高产量，随着库或源水平的逐渐提高，增源或增库的增产效果逐渐降低，当库或源水平较高时，提高源或库水平均导致产量的降低。库源比既受肥料水平的影响(施肥过少或过多时库源比均较低)，也受密度的影响(群体过小或过大时库源比均较低)。当产量在极低水平到高产水平之间变化时，库源比与产量间呈正相关关系，但在高产阶段，产量与库源比间相关不显著甚至呈负相关关系，说明库源比在环境与作物相互影响过程中，不断进行源库的动态变化调节。 密度和氮肥对玉米的源性状影响较大，而钾肥和磷肥较小，因素间存在明显的互作。玉米单株花后平均叶面积随着氮肥的增加而迅速增加，但是氮肥过量后叶面积开始下降；叶面积随密度的增加略有增长，密度进一步增加后则迅速下降，二者表现出相反的不对称抛物线变化。玉米花后光合势同样受4个因素的影响，同样是密度最大，其次是氮肥，再次为钾肥和磷肥。与单株花后平均叶面积变化不同的是，随着密度的增加花后光合势迅速增加，直到过密时才略有降低。玉米库性状(单穗粒数和群体粒数)对4个因素变化的效应曲线均呈抛物线状。其中氮肥效应以增加单穗粒数为主，而密度效应主要是减少单穗粒数。氮肥、磷肥和钾肥对玉米群体粒数的影响相似，而密度对群体粒数的影响最大，并且与单穗粒数的影响相反，随着密度增加群体粒数迅速增长，和源性状一样也是在过密时才略下降。 密度对玉米产量的影响最大，其次是氮肥，再次是钾肥和磷肥。在-γ水平下，磷、钾肥的产量效应主要是负作用。在零水平下，4个因素对产量的影响均呈抛物线状。肥料和密度之间存在明显的互作效应，适量施肥下的最高产量比不施肥下的最高产量提高近 52％。肥料因素间存在明显的互作效应。研究表明氮磷钾肥配合优于氮钾肥配合优于氮磷 肥配合优于磷钾肥配合。适宜的氮磷钾比例为 2：1：1．3。获得理论最高产量＊．Zdri勺 的群体生理指标为最大 LAI石2，花后光合势 280石万 m’·山上m2，群体粒数 5320粒。 通径分析表明在寒地玉米的产量构成因素中，穗数对玉米产量的贡献最大，而穗粒 数和粒重对产量的贡献大小受环境条件和栽培措施影响表现不同，一般穗粒数的贡献超 过粒重的贡献。限库处理降低穗粒数对产量的贡献，而减源处理下穗粒数和粒重对产量 的贡献超过穗数。 品种间对减源和限库处理的反应存在差异。试验中采用的两个紧凑型玉米适于密植， 尤其是DH808具有保绿特点，表现出源供应能力强而库调动光合产物能力弱的特点。两 个平展型品种不耐密植，尤其是四单19的叶面积下降较快，而籽粒调动光合产物的能力 较强。 高产玉米中，淀粉积累速度最大，而蛋白质积累速度最小。从达到最大速度的时间 看，脂肪积累最快，而蛋白质的积累最慢。不同产量水平下玉米籽粒的蛋白质含量和重 量差别较为明显，其中处理2的蛋白质含量和单粒蛋白质重最大，而处理12的蛋白质含 量低，而且单粒蛋白质重最小，产量水平高的处理8和 10居中。淀粉含量及脂肪含量在 处理间的差别相对较小。主要营养物质的积累速率在不同的类型间存在差异，四单19和 长单604表现为淀粉＞蛋白质＞脂肪，而春油1号则为淀粉＞脂肪＞蛋日质。 氮、磷、钾和密度等单项措施对玉米籽粒蛋白质含量的影响呈二次曲线。四种因素 之间存在明显互作效应，采取适官的氮、磷、钾比例与合理的种植密度可以提高玉米籽 粒蛋白质含量。四种因素对赖氨酸含量的影响与对蛋白质的影啊相似，均呈抛物线状。 对醇溶

【关键词】：玉米 源 库 高产 品质 肥料 密度
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：S513
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2002.122314
【目录】：

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