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《山东农业大学》 2007年
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不同类型玉米籽粒淀粉形成机理及其钾肥调控

许珍  
【摘要】: 本研究于2004~2007年采用大田试验和室内生理生化分析相结合的技术路线,以高低淀粉含量的玉米为研究对象,系统研究了不同淀粉含量的玉米籽粒品质的差异,施钾量和施钾时期对不同淀粉含量玉米淀粉及其它籽粒品质的影响,以及对玉米产量及土壤环境的影响。主要研究结果如下: 1不同类型玉米籽粒品质的差异 不同淀粉含量玉米籽粒品质存在显著差异。高淀粉玉米费玉3号籽粒支链淀粉、直链淀粉及总淀粉含量及积累速率都显著高于低淀粉玉米豫玉22;清蛋白、球蛋白、可溶性糖、粗脂肪、游离氨基酸含量显著低于豫玉22;醇蛋白含量费玉3号高于豫玉22。 2施钾量和施钾时期对不同类型玉米籽粒淀粉形成及其相关酶活性的影响 分析和比较了施钾量和施钾时期对不同淀粉含量玉米籽粒淀粉形成及其相关酶活性的影响。结果表明,基施钾肥为225kg·hm-2显著提高了两品种籽粒ADPGPPase的活性,拔节期施钾可以更好的提高费玉3号籽粒ADPGPPase的活性;基施钾肥225kg·hm-2显著提高了费玉3号籽粒SSS的活性;施钾降低了豫玉22籽粒SSS、GBSS的活性。基施钾肥225kg·hm-2提高了两品种穗位叶蔗糖含量和蔗糖合成能力,促进了籽粒淀粉的合成。施钾量为225kg·hm-2时显著提高了两品种籽粒直链、支链及总淀粉含量,且基施钾肥效果好于拔节期施钾,收获时总淀粉含量分别提高14.8%和7.6%,施钾更容易提高费玉3号籽粒淀粉含量。 3施钾量和施钾时期对不同类型籽粒其它品质的影响 施钾量和施钾时期对不同类型籽粒品质的影响因品种而异。过量施钾与拔节期施钾提高了高淀粉玉米费玉3号籽粒可溶性糖含量,不利于淀粉的合成;而施钾对低淀粉玉米豫玉22籽粒可溶性糖含量没有显著影响。施钾增加了两品种籽粒氨基酸、蛋白质、粗脂肪的含量,基施钾肥225kg·hm-2显著提高费玉3号籽粒必需氨基酸与非必需氨基酸的含量,豫玉22则是拔节期施钾225kg·hm-2提高其籽粒氨基酸的含量;费玉3号拔节期施钾比基施钾肥有利于籽粒蛋白质含量的提高,施钾量和施钾时期对豫玉22籽粒蛋白质的含量无显著影响;而两品种粗脂肪的含量均随施钾量的增加而增加。 4施钾量和施钾时期对不同类型玉米产量的影响 施钾可以提高两品种穗位叶光合速率、光合色素含量、硝酸还原酶活性,增大了根系面积及根系活力,进而提高了产量,且基施钾肥效果比拔节期施钾增产效果好,基施钾肥225kg·hm-2显著提高了费玉3号与豫玉22的产量,两品种分别增产21.1%、5.9%,费玉3号增产效果更好。 5施钾量和施钾时期对不同类型玉米活性氧代谢和膜脂过氧化作用的影响 施肥量和施钾时期对两品种叶片SOD、POD、CAT活性及MDA含量的影响不同。基施钾肥与拔节期施钾均可以降低两品种叶片SOD的活性,且拔节期施钾降低的幅度更大,拔节期施钾更不利于活性氧的清除。在基施钾肥225kg·hm-2时显著提高了两品种叶片POD活性和MDA含量,费玉3号POD活性和MDA含量分别提高了20.4%和20.1%,豫玉22分别提高了18.5%和19.2%,且拔节期施钾不如基施钾肥效果好,费玉3号比豫玉22POD活性和MDA含量提高的幅度更大。费玉3号基施钾肥450kg·hm-2时叶片CAT活性最大,同一施钾量,拔节期施钾不利于CAT活性的提高;豫玉22在基施钾肥225kg·hm-2时叶片CAT活性最高,但拔节期施钾225kg·hm-2时其活性比基施活性高。基施钾肥量为225kg·hm-2时更有利于两品种叶片延缓衰老。 6施钾量和施钾时期对土壤养分的影响 基施钾肥225kg·hm-2显著提高了费玉3号0-20cm和20-40cm土层速效钾含量,拔节期施钾0-20cm和20-40cm土层速效钾含量高于基施钾肥,在收获时,两个土层的速效钾含量分别提高了19.8%和38.5%,拔节期施钾更有利于提高土壤的供钾能力,尤其是20-40cm土层。基施钾肥为225Kg·hm-2时提高了土壤的全氮含量,但拔节期施钾土壤全氮含量更高,收获时两个土层全氮含量分别提高27.1%和73.3%,拔节期施钾更有利于20-40cm土层全氮含量的提高。当基施钾肥为225kg·hm-2时显著提高了0-20cm土层土壤的碱解氮含量,而基施钾量为675kg·hm-2时显著提高了20-40cm土层土壤的碱解氮含量;同样的施钾量,拔节期施钾比基施钾肥更有利于土壤碱解氮含量的提高。基施钾肥与拔节期施钾都降低了0-20cm和20-40cm土层土壤硝态氮含量,且基施钾肥225kg·hm-2降低幅度更大,收获时两个土层硝态氮含量分别降低了13.2%和11.9%,施钾降低了氮素淋洗损失的可能性。 7施钾量和施钾时期对经济效益的影响 基施钾肥225kg·hm-2两品种的经济效益最好,费玉3号与豫玉22经济效益分别增加1466元/公顷和139元/公顷,过量施钾和拔节期施钾均降低了两品种的经济效益。施钾更能增加费玉3号的经济效益。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S513

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