氮水互作对不同类型玉米产量品质形成生理特性的影响

【摘要】： 本试验于2000—2001年在泰安市气象站和山东农大农场进行。选用两个不同类型玉米代表品种—普通型掖单22和高油型高油115，采用比较方法系统研究了氮素、水分和氮水互作对两种类型玉米产量、品质形成的影响及其碳氮代谢生理基础。主要结果如下： 1．氮水互作对玉米产量和淀粉、蛋白质、脂肪等品质的影响 氮水互作对两种类型玉米产量的影响达极显著水平，充分供氮供水比对照提高产量的幅度，掖单22为93.33％，高油115为131.67％。而仅增施氮素，掖单22和高油115子粒产量比对照分别提高11.54％、29.30％，充分供水处理的掖单22和高油115子粒产量比对照分别提高34.30％、32.90％。产量的互作效应，氮水互作＞水分＞氮素。 子粒中淀粉含量在氮水互作中的变化趋势，两种类型玉米表现一致，均随灌浆进程推移而上升。比较氮水互作处理的淀粉含量，掖单22的N2W2显著高于NOWO、N1W1，而高油115则处理之间差异不显著。充分供氮供水和增施氮素处理提高子粒中淀粉含量，而提高土壤中水分含量却降低淀粉含量。氨水总的效应为：氨水互作＞氮素＞水分。从淀粉的组分含量来看，氮水互作主要通过改变子粒中支链淀粉所占的比例而影响淀粉含量。 子粒蛋白质含量在氮水互作条件下的动态变化，授粉后40天以前，一直下降，到成熟期又升高。在水分供应相同条件下，蛋白质含量随氮素供应增加而提高，充分供水的增施氮素作用较大；相同氮素供应水平，水分对蛋白质含量的作用不明显。充分供氮供水显著提高蛋白质含量，总的效应为：氮水互作＞氮素＞水分。在两种类型玉米子粒蛋白质组分中，氮水互作的作用，使掖单22和高油115主要提高了球蛋白和醇溶蛋白含量。 两种类型玉米氨水互作条件下的子粒氨基酸总量变化，呈前高后低的下降趋势，授粉后30天－40天，下降速度最快；氮水互作作用，均为N2W2＞N1W1＞NOWO，并且两种类型玉米幅度变化相近，总的效应为：氮水互作＞氮素＞水分。在氨基酸的组成及含量中，氨水互作的影响为NOWO＞N1W1＞N2W2。在氮水互作的必需氨基酸中，只有蛋氨酸和异亮氨酸含量掖单22高于高油115，其余必需氨基酸含量掖单22均低于高油115。非必需氨基酸掖单22均低于高油115，其中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、精氨酸和脯氨酸含量差异显著。总的效应趋势为：必需氨基酸是水分＞氮素＞氮水互作；非必需氨基酸则是氮素＞氮水互作＞水分。 氮水互作条件下，掖单22子粒中粗脂肪含量从授粉始期开始上升，到授粉后40天达到高峰，之后略有下降，高油115在子粒灌浆过程中则一直上升。氮水互作处理之间，充分供氮供水处理的子粒粗脂肪含量显著高于缺水缺氮处理。不同处理的作用，氮水互作＞氮素＞水分。在脂肪酸组分变化中，充分供氮供水的油酸含量显著高于缺氮缺水处理，而亚油酸含量的变化与油酸相反，脂肪酸含量的高低主要由这两种脂肪酸决定。而硬脂酸和亚麻酸含量基本不受氮水互作的影响，棕榈酸含量 二 张智猛：氮水互作对不同类型玉米产量品质形成生理特性的影响 掖单 22互作处理之间没有显著差异，高油 115则是充分供氮供水显著高于缺氮缺水 处理。 2．氮水互作对玉米光合特性的影响 在氮水互作条件下，两种类型玉米穗位叶叶绿素（a＋b）含量在授粉后0－10天 较高，授粉后20天一叨无下降迅速。类胡萝卜素含量一直下降。叶绿素k’N下降 是因为叶绿素a含量下降迅速而致。不同处理的光合色素含量，AZWZ＞NIWI＞NOWO， 处理之间差异显著。充分供氮供水有利于提高掖单22叶绿素a含量，有利于高油 115类胡萝卜素含量的增加，叶绿素b含量在氮水互作下的变化近似。氮水处理对 光合色素含量影响，总的效应顺序为：氮水互作＞水分＞氮素。 两种类型玉米穗位叶授粉后的光合速率在氮水互作下的动态变化，均呈单峰曲 线，峰值出现在授粉后10天。处理之间的作用，NZWZ＞NIWI）NOWO，存在显著差异， 随灌浆进程差异逐渐加大。对掖单 22的作用大于高油 115。总的效应趋势为：氮水 互作＞水分＞氮素。 氮水互作条件下，两种类型玉米穗位叶叶绿素荧光动力学参数，FO、NPQ均为 NOWO＞NIWI＞NZWZ；Fffi、FV、FV／Fffi和巾PSll、ETR、qP为NZWZ）NIWI＞NOWO，处理之 间存在显著差异。掖单22对氮水互作的反应较大。总的效应为氮水互作）水分＞氮素。 3．氮水互作对玉米碳素代谢中有关酶活性的影响 玉米叶片中SS、SPS活性与蔗糖合成、降解密切相关。在充分供氮供水条件下， 授粉后两种类型玉米穗位叶中“活性的变化呈单峰曲线，授粉后20天达到高峰： SPS活性的变化趋势，掖单22在授粉后20天出现峰值，高油115基本上逐渐下降。 氮水双重胁迫下，SPS活性授粉后20天未出现高峰，一直下降。氮素和水分处理两 种酶的活性变化与氮水互作一致。在整个灌浆过程中，叶片SS、SPS话性，均是 NZWZ）NIWI＞NOWO，处理之间差异达极显著水平，尤其在授粉后20天以后表现更加明 显。总的效应为氮水互作＞氮素＞水分。 玉米子粒中Al｝PGPPase、UDPGPPase、SSS和GBSS活性变化趋势，在氮水互作下， 两种类型玉米均呈单峰曲线，ADP