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不同氮素营养水平下春玉米碳氮代谢机理的研究

赵宏伟  
【摘要】: 氮素营养对玉米产质量影响较大,其营养水平的高低直接影响玉米碳氮代谢的进程。 但以往在玉米碳氮代谢研究方面,主要侧重在氮素对玉米生长发育和产量的影响,而且 大多以普通玉米为研究对象。关于玉米碳氮代谢机理、碳氮代谢生理指标与产质量的关 系报道较少,特别是关于甜玉米、粘玉米和高淀粉玉米的碳氮代谢机理的研究报道更少。 本研究首次将甜玉米、粘玉米、高淀粉玉米为试材,系统研究不同品质类型春玉米碳氮 代谢机理,明确春玉米碳氮代谢基本规律,并在酶水平上探讨不同品质类型春玉米碳氮 代谢的差异,揭示氮肥施用量对碳氮代谢及产质量的调控效应,为春玉米品质改良和高 产、优质、高效栽培提供理论依据。本研究的主要结论如下: 1、氮代谢生理指标随氮素用量不同而发生变化。氮代谢生理指标在整个生育期内呈 单峰曲线变化,但不同品种不同施氮水平表现不一致。各品种氮代谢关键酶活性与氮素 营养水平在各个生育时期均呈极显著正相关关系。可溶性蛋白含量与氮素营养水平的关 系因品种而异。 2、碳代谢生理指标在整个生育期内呈单峰曲线变化。高峰出现的时间因品种和氮素 营养水平而异。叶绿素a/b的比值在拔节期略有上升,随生育进程的推进逐渐降低,成熟 期下降到最低点。氮素营养水平对其比值影响没能呈现出规律性。 3、氮素营养水平与碳代谢生理指标相关程度不同,且相关系数高值出现的时间也有 差异。 4、春玉米穗位叶的蔗糖含量、光合速率、蔗糖磷酸合成酶活性吐丝后呈逐渐降低的 趋势,蔗糖合成酶活性呈单峰曲线变化。不同品种不同氮素营养水平表现不一致。玉米 穗位叶SS活性、SPS活性及光合速率与穗位叶蔗糖的关系密切。 5、自吐丝后7~49天之内,籽粒中蔗糖含量、SS分解活性呈单峰曲线变化,但峰值 出现的时间因品种和氮素营养水平而异。 6、春玉米籽粒淀粉组分吐丝后呈单峰曲线变化。随氮素营养水平提高,淀粉含量也 表现增加趋势,但氮素用量达到一定程度后,淀粉含量反而下降。氮素营养水平越高, 淀粉积累速率高峰出现越晚。随氮素用量增加,淀粉支/直比例下降,在一定程度上说明 增加氮素营养,不利于支链淀粉的积累。玉米吐丝后14天籽粒蛋白质积累速率较低,之 后增加,达到高峰后逐渐下降。积累高峰因品种和氮素营养水平而异。 7、春玉米籽粒灌浆期间ADPG焦磷酸化酶活性呈单峰曲线变化,不同氮肥处理峰值 出现的时间不同。ADPG焦磷酸化酶、SS分解活性、光合速率与淀粉含量关系密切。 8、经产量和产量构成因子分析,东甜4号和东农早粘以N100处理最佳,东农248 和四单19以N200处理最为适宜。碳代谢生理指标与产量的关系更为密切,各生育时期 均与产量呈正相关关系,除谷氨酸脱氢酶外,其它氮代谢生理指标与产量均呈阶段性相 关。 9、淀粉含量和淀粉产量以四单19最高。不同施氮水平存在较大差异,东甜4号和 东农早粘以N100最高,东农248和四单19以N200最佳。蛋白质含量均以N200处理最 高,蛋白产量甜玉米和粘玉米则以N100最高。 中文摘要 10、光合碳量、碳转移量、营养体氮素再分配及对籽粒的贡献率东甜4一号和东农一早 粘以NIOO处理最高,东农248和四单19以N200最高。表明氮肥施用适量,既可促进 营养休向籽粒运输,又可保持生长后期叶片高的光合效率,使叶片生产更多的同化物质 供应给籽粒。玉米生育后期氮素转运量及其对籽粒氮的贡献受氮素施用量的影响11分显 著。


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