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《山东农业大学》 2009年
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高产玉米叶片冗余研究及调控

郝梦波  
【摘要】: 为探明高产玉米群体是否存在叶片冗余现象以及剪叶调控对其生理特性的影响,本研究在15000株/ha(2007)低密度水平下,选用4个高产玉米杂交种:金海5号、DH3719,以及由山东登海种业公司提供的超级玉米品种:超试1号和超试3号,通过对比低密度下剪叶对产量影响结果,筛选出低密度下不同冗余类型的品种超试1号和超试3号。然后根据所筛选品种的品种特性,采用高产田高密度(2008)种植,通过不同剪叶处理比较研究了高密度下剪叶对玉米产量的影响及其生理基础。主要研究结果如下: 1产量及物质积累特性 在15000株/hm2低密度水平下,四个高产玉米品种在低密度条件下做整株剪叶处理,产量都有所下降,但产量差异显著性比较结果不同。超试1号和DH3719剪叶1/4处理和CK相比差异不显著,剪叶1/2后产量变化差异极显著,说明两品种叶片低密度条件下存在一定程度的冗余;金海5号和超试3号三个处理间产量差异均显著,说明其产量对叶面积的减小反映敏感,低密度条件下个体不存在叶片冗余。根据2007年剪叶后籽粒下降比例及产量差异比较,2008年选用的试验材料为超试1号(超1)、超试3号(超3),分别为低密度条件下的冗余类型和不冗余类型。 高密度下,两个品种剪叶1/4处理地上部生物量都略高于CK和剪叶1/2处理,且均表现为剪叶1/4处理CK剪叶1/2处理,其中剪叶1/4处理地上部干物质较CK相比分别提高2.5%和7.6%,但是处理间差异均不显著。两品种剪叶1/4处理后,籽粒产量均有小幅提高,分别提高2.3%和1.5%,处理间差异也不显著。本研究结果表明:在低密度条件下不同冗余类型玉米品种在高密度下都存在一定程度的叶片冗余现象,去除冗余可以协调群体源库关系、提高群体质量,提高地上部干物质积累量及籽粒产量。 本研究发现:用Richards模型可以较好地拟合籽粒灌浆过程,决定系数达到R=0.997~0.998。低密度下冗余类型超试1号各处理活跃灌浆时间均达50d以上,其中超1-1/4处理活跃灌浆时间最长,达到53天以上。低密度下不冗余类型超试3号各处理活跃灌浆时间均在48d-50d之间,其中超3-1/4处理活跃灌浆时间最长。 2去冗余后玉米叶片光合性能变化 两类型玉米品种在高密度下剪叶1/4处理能提高冠层消光系数,且差异显著(P0.05);超试1号剪叶1/2后,冠层消光系数与CK相比无显著变化,超试3号剪叶1/2后,冠层消光系数较CK相比显著升高(P0.05)。低密度条件下不同冗余类型的两玉米品种在高密度条件下剪叶处理后的叶绿素含量均高于CK,生育后期叶绿素含量降低缓于CK;叶绿素a/b值整体表现出剪叶高于CK,且呈现出剪叶程度越大叶绿素a/b越大的趋势,尤其是在花后30d以后两品种剪叶处理叶绿素a/b值与CK相比升高更明显;剪叶处理后(花后)类胡萝卜素含量较CK降低相对缓慢,且花后50d仍保持较高类胡萝卜素含量。 剪叶处理之后的生育期内,剪叶处理的穗位叶净光合速率(Pn)都高于CK,且表现出剪叶处理之后光合高值持续期延长的趋势;穗位叶气孔导度(Gs)也高于CK;花后CK叶片细胞间隙CO2浓度(Ci)显著低于剪叶处理。 两不同冗余类型品种在高密度条件下各处理开花后ΦPSII和Fv/Fm一直高于CK。PSII的实际化学效率(ΦPSII)剪叶10d后即表现出下降;最大光化学效率(Fv/Fm)在粒重形成前期(开花后30d之前)变化相对平稳,30d之后则表现出较大差异。两品种间对比,没有明显区别。 3去冗余后叶片抗氧化酶活性和膜质过氧化特性 低密度条件下两不同冗余类型品种在高密度条件下剪叶处理后可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性、CAT活性均高于CK,说明剪叶后有利于提高植株抗逆性,延缓叶片衰老,提高玉米叶片活性氧的清除能力;总体上花后CK的丙二醛(MDA)含量高于剪叶处理,说明剪叶可以减缓叶片细胞的膜质过氧化程度,延缓叶片衰老。 4去冗余后玉米N、P、K积累特性 低密度条件下不同冗余类型玉米在高密度条件下剪叶后,叶片和籽粒中氮素含量均有增高的趋势;磷含量变化与氮素含量一致,均有增高的趋势。高密度下剪叶1/4和1/2处理后会促进植株对N、P的吸收,通过剪叶后提高叶片中N、P含量来保证叶片生育后期仍具有较高的光合活性及良好的保绿性,这可能是高密度下剪叶1/4和1/2处理后,生物量和籽粒产量无显著降低的原因之一。茎鞘和叶片中K含量变化品种间差异较大,籽粒中K含量与CK相比没有明显变化。 高产条件下剪叶1/4处理可以提高收获期籽粒N含量和植株总氮量,剪叶处理可以提高收获期氮收获指数,并且都呈现出随剪叶程度加大,氮收获指数升高的趋势。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S513

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