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《山东农业大学》 2003年
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高温对玉米产量和品质的影响及调控研究

张保仁  
【摘要】: 本试验于2001~2002年在山东农业大学试验农场进行。第一年选用6个玉米品种,在大田升温条件下比较了不同品种的产量变化和品质差异,在此基础上选用农大108(代表对高温适应性强的类型)和山农3号(代表对高温适应性差的类型)两个品种,系统研究了高温时期对玉米产量和品质的影响及其生理生化机制,同时进行了调控措施的研究,主要研究结果如下: 1. 高温对玉米产量的影响 全生育期高温降低了玉米的产量,所有品种高温处理的产量均显著低于各自的对照。不同高温时期对玉米产量的影响不同。第一期(出苗后0~28天)高温对玉米的产量没有显著影响,第二期(出苗后29~62天)和第三期(出苗后63~96天)高温显著降低了玉米的产量,分别降低23.76%和17.83%,三个高温时期以第二期对产量的影响最大;不同品种之间对高温的反应存在差异,增温后,农大108产量降低10.75%,山农3号产量降低17.37%,农大108受高温的影响小于山农3号。在产量构成因素上,产量的降低是由于穗粒数的减少和千粒重的降低造成的。 高温使玉米的生育进程缩短,叶面积减小,干物质积累减少,经济系数降低,是产量降低的直接原因。 2. 高温对玉米籽粒品质的影响 全生育期高温降低了籽粒中淀粉含量,蛋白质含量表现为聊玉5号、掖单2号较对照显著降低,山农3号、鲁原单14和鲁单50显著升高,农大108没有明显变化,粗脂肪含量的变化表现为山农3号、聊玉5号和鲁原单14显著提高,农大108、鲁单50和掖单2号明显降低,脂肪酸含量,农大108和聊玉5号低于对照,山农3号、掖单2号、鲁单50和鲁原单14都高于对照。 不同时期高温对玉米籽粒品质也产生了影响。第一期高温提高了两个品种的淀粉含量,第二和第三期高温使两个品种的淀粉含量都降低,淀粉总量的变化主要是由于支链淀粉含量的变化引起的。蛋白质含量与淀粉的变化趋势相反,表现为第一期高温降低蛋白质含量,第二、三高温升高了蛋白质含量,两个品种表现一致;蛋白组分的含量,农大108四种蛋白组分的含量变化与蛋白质总量的变化趋势一致,山农3号只有清蛋白和谷蛋白含量与蛋白总量变化一致。高温时期对氨基酸及组分含量的影响存在品种的差异,第一期高温降低了山农3号氨基酸的含量,但农大108氨基酸含量升高,第二期高温提高了山农3号氨基酸含量,但使农大108氨基酸含量降低,第三期高温对两个品种的氨基酸总量都没有影响。三个高温时期的粗脂肪含量都低于各自的对照,第一期高温处理降低的幅度最大,第二期高温降低的幅度最小,两个品种表现一致。 3. 高温对玉米氮磷钾吸收利用的影响 WP=8 高温总体上抑制了玉米对氮、磷、钾养分的吸收利用,但不同高温时期和不同品种之间存在差异,恢复常温后,这种抑制作用减弱。从氮素的吸收利用看,三个时期高温都对玉米氮素的吸收利用起了抑制作用,第一期高温两个品种的氮素积累量较对照平均降低4.78%,第二期高温两个品种平均降低21.79%,第三期高温两个品种平均降低5.0%;两个品种相比,山农3号的氮素积累量较对照平均降低15.57%,农大108 降低11.69%。从磷素的吸收利用看,第一期和第二期高温对两个品种磷素的吸收利用都起了抑制作用,磷素积累量分别较对照降低14.37%和 23.22%,第三期高温促进了对磷素的吸收利用,磷素积累量升高18%;两个品种相比,山农3号的磷素积累量较对照平均降低10.55%,农大108三个高温时期平均降低2.51%。从钾素的吸收利用看, 第一和第二期高温都抑制了对钾素的吸收利用,钾素积累量分别较对照降低20.49%和19.55%,第二期的抑制作用更大,第三期出现了钾素“渗出现象”,高温使这种现象得到了缓解,钾素降低幅度减小了24.27%,两个品种相比,高温对山农3号的钾素吸收表现为正效应,钾素积累量较对照平均升高2.13%,农大108钾素的吸收利用表现为负效应,钾素积累量较对照降低12.51%。 4. 高温对玉米叶片光合特性的影响 高温降低了玉米叶片的叶绿素总量和a、b含量以及类胡萝卜素含量,a/b比值增大。从叶绿素总量的变化看,第一期高温处理平均下降4.40%,第二期平均下降5.89%,第三期平均下降3.18%,;从两个品种看,山农3号平均下降4.25%,农大108平均下降4.71% 增温后,玉米叶片叶绿素荧光参数Fo、NPQ升高,Fv/Fm、ФPSⅡ、ETR、qP下降,恢复常温后,Fo、NPQ相对下降,Fv/Fm、ФPSⅡ、ETR、qP相对升高,两个品种相比,山农3号变化的幅度大于农大108。 不同高温时期降低了玉米叶片的光合速率,其中以第二期降低的幅度最大,为20.7%,第一期最小,为2.23%;两个品种相比,农大108光合速率平均下降12.4%,山农3号平均下降14.1%。 5. 高温对玉米活性氧代谢和膜脂过氧化水平的影响 不同高温时期对玉米SOD、POD、CAT活性的影响总体上是一致的,增温后,两个品种高温处理叶片的SOD、POD、CAT的活性都高于对照,籽粒的酶活性也呈相同的变化趋势,但籽粒的酶活性明显小于叶片,恢复常温后,高温处理的酶活性相对下降,表现为与各自对照的差异变小。 同时,高温使叶片中MDA含量升高,其中第二和第三期高温处理MDA含量提高的幅度分别为13.65%和18.35%,都大于第一期;两个品种相比,山农3号MDA
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S513

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3 覃兰英;微胚乳超高油玉米主要品质性状遗传规律的研究[D];广西大学;2005年
4 沈亚欧;植酸酶基因(phyA)转化玉米的研究[D];四川农业大学;2005年
5 朱朝辉;氮素用量对玉米谷蛋白组分积累及与蛋白质积累的关系[D];东北农业大学;2005年
6 熊伟;赤·吲乙·芸保护玉米免受胺苯磺隆伤害的作用及其机理[D];湖南农业大学;2008年
7 车永和;青海省带田玉米引种与高产制种技术研究[D];西北农林科技大学;2000年
8 杨小静;流化床干燥玉米的理论研究[D];河北工业大学;2002年
9 杜娟;超氧化物歧化酶基因(Mnsod)和抗逆相关转录因子基因(dreb)在玉米中的表达研究[D];四川农业大学;2004年
10 刘玉强;玉米生物诱导孤雌生殖DH系遗传分析与青枯病抗性研究[D];中国农业大学;2005年
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