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《山东农业大学》 2004年
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墨西哥玉米氮代谢特性、刈后再生机理及高产优质调控研究

王永军  
【摘要】:本研究于 2002~2003 年在山东农业大学玉米科技园进行。以新型牧 草一年生墨西哥玉米为研究对象,主要研究两方面内容:(1)氮肥运筹对 墨西哥玉米产量和饲用营养品质的影响及植株氮代谢特性,(2)刈割制度 对墨西哥玉米产量和饲用营养品质的影响及其调控,并探讨了植株刈后再 生机理。研究采用大田和露天池栽为主,结合室内生理生化分析,深入研 究墨西哥玉米氮代谢规律、刈后再生机理及其高产优质的调控,经过两年 研究,取得主要结果如下。 1. 氮肥运筹对墨西哥玉米产量的影响 夏播墨西哥玉米生长季内收获 3 次时,在中氮(300kg·hm-2)和高氮 (600kg·hm-2)两种水平下,氮肥用量对第一收获期的产量影响大,底肥 肥效仅持续到第二收获期的叶片;第二收获期的茎鞘和第三收获期的整株 收获部分都表现出追肥效应。两种氮肥水平下均以底肥一次性施入能获得 较高的总产量;同一施肥方式高氮氮肥水平下产量较高。 增施氮肥提高了墨西哥玉米叶片的产量,而叶片是构成产量的主体, 这是施氮增产的主要原因。 2. 氮肥运筹对墨西哥玉米饲用营养品质的影响 增施氮肥提高了植株收获部分 CP、EE 的含量,降低了 CA、ADF 的 含量,饲用营养品质提高,适口性改善。氮肥水平对 CP、EE、CA、NFE 及 GE 产量的影响程度大于施肥方式;随收获次数增加,底肥肥效降低而 追肥肥效增加;ADF 产量随氮肥水平的增加而增加是由于产量提高的幅 度大于含量降低的幅度。 叶片也是品质形成的主体,在较高的氮肥水平下,底肥一次性施入有 利于提高其饲用营养品质。 3. 氮肥运筹对墨西哥玉米植株 NO3 -N 时空变异的影响 - 墨西哥玉米叶片中的硝态氮(NO3 -N)含量以新生叶最高,功能叶最 - 低,老叶居于中间;茎鞘和根系中的 NO3 -N 含量在第一收获期低于叶片, - 第二、三收获期高于叶片。随收获次数的增加,叶片中的 NO3 -N 含量呈 - 2 WP=9 山东农业大学硕士学位论文 现降低趋势,茎鞘和根系中的 NO3 -N 含量则表现为先降低后升高的趋势。 - 高氮水平和氮肥追施是造成同一类型叶片 NO3 -N 累积的主要原因。 - 在第二收获期,高氮分次添加处理(N2-3)的新生叶 NO3 -N 含量最 - 高,为 92.66μg·g-1,表明氮肥水平在 300~600kg·hm-2 范围内,植株硝态 氮含量未达动物摄食的潜在致毒剂量(干基 0.15%)。 4. 氮肥运筹对墨西哥玉米氮代谢关键酶活性的影响 增施氮肥可有效调节墨西哥玉米叶片中 NR、GS、GOGAT、GDH 的 活性大小。 随收获次数增加,NR 活性降低,中氮水平的降幅大于高氮水平,表 明高氮处理能够维持植株后期较高的 NO3 -N 同化能力;土壤中氮素供应 - 充足时,大量施氮反而不利于 NR 活性的提高,后期追施氮肥可明显提高 NR 活性。 GS 活性随收获次数增加而增加,同一收获时期其活性高低与氮素水 平成负相关;GOGAT 活性随收获次数的增加表现出先降低后升高的趋势, 同一收获期间在 3 个氮素供应水平处理下呈现“V”字型变化,GS 和 GOGAT 活性对不同氮肥运筹处理的反应表现出“补偿”作用。 在不同收获期 GDH 活性与 GOGAT 活性的变化相反。低水平的氮素 供应可提高其氮素同化的活性,在高氮水平下,土壤中无机态氮供应充足, 氮肥一次性底施和分次施入对 GDH 活性的影响不大。 增施氮肥明显改善了氮素同化关键酶 NR、GS、GOGAT 的活性,有 利于氮素同化及蛋白质的合成,因此高氮水平能够获得较高的粗蛋白产 量。 5. 刈割制度对墨西哥玉米产量和品质的影响 刈割留茬越低,生长期内总产量越低;刈割时的植株高度在 60cm~ 130cm 范围内,植株高度在 130cm 时刈割生长期内的总产量最高。墨西 哥玉米不耐高强度刈割,强度过大(留茬高度为 10cm)时,会造成植株 在第一次刈割后难以再生(53%的植株死亡)。留茬高度大于 20cm 有利于 植株再生养分“源”的供应,获得较高的再生产量;留茬高度较高,收获 的部分较幼嫩,CP、EE 含量高,ADF、CA 含量低,饲用营养价值提高, 适口性改善。 3 WP=10 王永军:墨西哥玉米氮代谢特性、刈后再生机理及高产优质调控研究 植株高度为 130cm 时刈割,生长期内仅收获 2 次就可获得较高的产 量,但再生生长时间长,再生生物量大,ADF 含量升高,CP、EE 等含量 下降;植株高度过小(60cm)时刈割,收获部分的品质得到改善,但植 株的“有效光合时间”缩短,不利于产量的提高。 比较不同的刈割制度,本研究中留茬高度 30cm,植株高度 95cm 时 刈割可实现墨西哥玉米生产的优质、高产,总能量产量显著高于其它处理, 是比较理想的刈割方式。 6. 刈割制度对墨西哥玉米再生特性的影响 不同刈割制度对墨西哥玉米再生特性的影响是通过改变植株再生部 分和留茬中贮藏的有机养分和无机养分氮、磷、钾等的含量来实现的,表 现在再生系数(RGC)和 C/N 的大小的变化上。 植株再生部分和留茬中的游离氨基酸、可溶性糖、还原糖以及氮、磷、 钾等养分含量在随刈割制度的不同而
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S513

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