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氮水互作对不同类型玉米产量品质形成生理特性的影响

张智猛  
【摘要】: 本试验于2000—2001年在泰安市气象站和山东农大农场进行。选用两个不同类型玉米代表品种—普通型掖单22和高油型高油115,采用比较方法系统研究了氮素、水分和氮水互作对两种类型玉米产量、品质形成的影响及其碳氮代谢生理基础。主要结果如下: 1.氮水互作对玉米产量和淀粉、蛋白质、脂肪等品质的影响 氮水互作对两种类型玉米产量的影响达极显著水平,充分供氮供水比对照提高产量的幅度,掖单22为93.33%,高油115为131.67%。而仅增施氮素,掖单22和高油115子粒产量比对照分别提高11.54%、29.30%,充分供水处理的掖单22和高油115子粒产量比对照分别提高34.30%、32.90%。产量的互作效应,氮水互作>水分>氮素。 子粒中淀粉含量在氮水互作中的变化趋势,两种类型玉米表现一致,均随灌浆进程推移而上升。比较氮水互作处理的淀粉含量,掖单22的N2W2显著高于NOWO、N1W1,而高油115则处理之间差异不显著。充分供氮供水和增施氮素处理提高子粒中淀粉含量,而提高土壤中水分含量却降低淀粉含量。氨水总的效应为:氨水互作>氮素>水分。从淀粉的组分含量来看,氮水互作主要通过改变子粒中支链淀粉所占的比例而影响淀粉含量。 子粒蛋白质含量在氮水互作条件下的动态变化,授粉后40天以前,一直下降,到成熟期又升高。在水分供应相同条件下,蛋白质含量随氮素供应增加而提高,充分供水的增施氮素作用较大;相同氮素供应水平,水分对蛋白质含量的作用不明显。充分供氮供水显著提高蛋白质含量,总的效应为:氮水互作>氮素>水分。在两种类型玉米子粒蛋白质组分中,氮水互作的作用,使掖单22和高油115主要提高了球蛋白和醇溶蛋白含量。 两种类型玉米氨水互作条件下的子粒氨基酸总量变化,呈前高后低的下降趋势,授粉后30天-40天,下降速度最快;氮水互作作用,均为N2W2>N1W1>NOWO,并且两种类型玉米幅度变化相近,总的效应为:氮水互作>氮素>水分。在氨基酸的组成及含量中,氨水互作的影响为NOWO>N1W1>N2W2。在氮水互作的必需氨基酸中,只有蛋氨酸和异亮氨酸含量掖单22高于高油115,其余必需氨基酸含量掖单22均低于高油115。非必需氨基酸掖单22均低于高油115,其中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、精氨酸和脯氨酸含量差异显著。总的效应趋势为:必需氨基酸是水分>氮素>氮水互作;非必需氨基酸则是氮素>氮水互作>水分。 氮水互作条件下,掖单22子粒中粗脂肪含量从授粉始期开始上升,到授粉后40天达到高峰,之后略有下降,高油115在子粒灌浆过程中则一直上升。氮水互作处理之间,充分供氮供水处理的子粒粗脂肪含量显著高于缺水缺氮处理。不同处理的作用,氮水互作>氮素>水分。在脂肪酸组分变化中,充分供氮供水的油酸含量显著高于缺氮缺水处理,而亚油酸含量的变化与油酸相反,脂肪酸含量的高低主要由这两种脂肪酸决定。而硬脂酸和亚麻酸含量基本不受氮水互作的影响,棕榈酸含量 二 张智猛:氮水互作对不同类型玉米产量品质形成生理特性的影响 掖单 22互作处理之间没有显著差异,高油 115则是充分供氮供水显著高于缺氮缺水 处理。 2.氮水互作对玉米光合特性的影响 在氮水互作条件下,两种类型玉米穗位叶叶绿素(a+b)含量在授粉后0-10天 较高,授粉后20天一叨无下降迅速。类胡萝卜素含量一直下降。叶绿素k’N下降 是因为叶绿素a含量下降迅速而致。不同处理的光合色素含量,AZWZ>NIWI>NOWO, 处理之间差异显著。充分供氮供水有利于提高掖单22叶绿素a含量,有利于高油 115类胡萝卜素含量的增加,叶绿素b含量在氮水互作下的变化近似。氮水处理对 光合色素含量影响,总的效应顺序为:氮水互作>水分>氮素。 两种类型玉米穗位叶授粉后的光合速率在氮水互作下的动态变化,均呈单峰曲 线,峰值出现在授粉后10天。处理之间的作用,NZWZ>NIWI)NOWO,存在显著差异, 随灌浆进程差异逐渐加大。对掖单 22的作用大于高油 115。总的效应趋势为:氮水 互作>水分>氮素。 氮水互作条件下,两种类型玉米穗位叶叶绿素荧光动力学参数,FO、NPQ均为 NOWO>NIWI>NZWZ;Fffi、FV、FV/Fffi和巾PSll、ETR、qP为NZWZ)NIWI>NOWO,处理之 间存在显著差异。掖单22对氮水互作的反应较大。总的效应为氮水互作)水分>氮素。 3.氮水互作对玉米碳素代谢中有关酶活性的影响 玉米叶片中SS、SPS活性与蔗糖合成、降解密切相关。在充分供氮供水条件下, 授粉后两种类型玉米穗位叶中“活性的变化呈单峰曲线,授粉后20天达到高峰: SPS活性的变化趋势,掖单22在授粉后20天出现峰值,高油115基本上逐渐下降。 氮水双重胁迫下,SPS活性授粉后20天未出现高峰,一直下降。氮素和水分处理两 种酶的活性变化与氮水互作一致。在整个灌浆过程中,叶片SS、SPS话性,均是 NZWZ)NIWI>NOWO,处理之间差异达极显著水平,尤其在授粉后20天以后表现更加明 显。总的效应为氮水互作>氮素>水分。 玉米子粒中Al}PGPPase、UDPGPPase、SSS和GBSS活性变化趋势,在氮水互作下, 两种类型玉米均呈单峰曲线,ADP


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