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《中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)》 2018年
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行向和行距对玉米叶片衰老的影响研究

田畅  
【摘要】:适宜的种植方式可有效延长叶片持绿期,达到增产的效果。改变行向和种植模式,能够优化冠层结构,改善玉米冠层光照条件,从而提高玉米产量。南偏西20°行向、160 cm+40 cm垄距的玉米种植模式,通过定向、定距种植而改变植株田间配置,优化了群体结构,改善了群体内光照、温度、湿度和CO_2等微环境条件,可以影响玉米叶片生长发育进程及其功能,进而在一定程度上减缓了玉米的衰老速度。大量研究集中在行向或行距对玉米叶片衰老的影响,但是综合考虑行向和行距对玉米叶片衰老影响的较少。本文以玉米为研究对象,采用大田(大区对比)试验,通过分析3种行向(南北向、东西向、南偏西20°)和2种行距(65 cm+65 cm、160 cm+40 cm)对玉米叶片衰老的发生发展规律、光合性能和与衰老相关的生理生化指标的影响,筛选出延缓叶片衰老的田间配置方式,分析玉米植株田间配置对玉米叶片衰老发生发展规律的影响,并阐明其生理生态机制。得出以下结论:(1)160 cm+40 cm行距有效延长了中上部叶片持绿期,增强玉米抗倒伏能力,延缓玉米开花后叶面积衰减速度。南偏西20°行向可以延长玉米叶片持绿期,有效增加叶面积、叶面积指数及玉米开花后穗位叶的比叶重。南偏西20°160 cm+40 cm种植方式有利于延长穗位叶持绿期和光合作用时间。种植行向对株高的影响不显著。种植行向和行距均对玉米比叶重的影响不显著。(2)65 cm均匀垄导致成熟期玉米不同部位叶片Fo值升高,下部叶片Fv/Fo值和Fv/Fm值降低,使得PSII反应中心受到伤害相对增大,从而抑制光合作用,致使光能转换效率低于160 cm+40 cm行距,加剧了玉米的光合抑制,使叶片PSII的潜在活性下降。南偏西20°行向和160 cm+40 cm行距显著提高玉米成熟期不同部位叶片光合速率。南偏西20°160 cm+40 cm种植方式有利于提高开花后穗位叶的光合速率和Fv/Fo值,延缓叶片衰老。在成熟期,南北和东西行向中,65 cm行距玉米不同部位叶片的Fo值高于160 cm+40 cm行距,160 cm+40 cm行距玉米上部叶片中的Fv/Fo值和Fv/Fm值高于65 cm均匀垄;南偏西20°160 cm+40 cm种植方式玉米开花后穗位叶Fv/Fo值高于其他种植方式。种植行向对叶绿素荧光参数的影响不显著。在成熟期,三种不同行向中160 cm+40 cm行距玉米不同部位叶片光合速率高于65 cm均匀垄,大小依次为:南偏西20°东西向南北向。南偏西20°160cm+40 cm种植方式玉米开花后穗位叶光合速率高于其他种植方式。随着玉米衰老,南偏西20°行向能够使上部叶片维持较高的SPAD值。种植行向和行距对玉米不同部位叶绿素含量影响不显著。(3)南偏西20°行向、160 cm+40 cm行距以及南偏西20°160 cm+40 cm种植方式均可有效地清除活性氧自由基,利于叶片积累较多的有机物,防止细胞受到损害,保持结构的完整,延缓叶片衰老。在成熟期,三种行向中,160 cm+40 cm行距玉米不同部位叶片保护酶活性和可溶性蛋白含量高于65 cm均匀垄,大小依次为:南偏西20°东西向南北向,而65 cm均匀垄玉米不同部位叶片丙二醛含量和脯氨酸含量高于160 cm+40cm行距。南偏西20°160 cm+40 cm种植方式玉米成熟期不同部位叶片三种保护酶活性、可溶性蛋白含量和还原糖含量明显高于其他种植方式,并且开花后穗位叶可溶性蛋白含量和还原糖含量高于其他种植方式,而游离氨基酸含量和丙二醛含量则相反。种植行向对玉米叶片中还原糖含量和游离氨基酸总量影响不显著。种植行距对玉米叶片中脯氨酸含量影响不显著。(4)160 cm+40 cm行距玉米产量高于65 cm均匀垄,玉米产量不同行向间的比较:南偏西20°南北向东西向。南偏西20°160 cm+40 cm种植方式玉米产量显著高于其他种植方式。综上,南偏西20°160 cm+40 cm种植方式有利于延长穗位叶持绿期,提高光合速率,有效清除成熟期玉米不同部位叶片内活性氧自由基,利于积累较多的有机物,防止细胞受到损害,保持结构的完整,延缓叶片衰老,提高玉米产量。因此,在吉林省德惠市,南偏西20°160 cm+40 cm种植方式延缓玉米生育后期叶片早衰,提高玉米产量效果最为明显。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S513

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