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硅对吉林省不同类型土壤条件下玉米生理特性及产量的影响

谢志明  
【摘要】:硅对植物生长有促进作用,改善水稻、甘蔗和冬瓜等植物的生长发育,能促进植物生长,提高作物品质与产量,缓解作物生物和非生物胁迫,参与植物体内的代谢与生理活动,具体表现为增强作物对病虫害的抵抗力、缓解重金属离子毒害、提高作物的耐盐碱能力、维护植物细胞膜结构与功能的稳定性、提高其光合速率及根系活力、降低植物水分蒸腾等。 本论文以玉米品种——郑单958为试验材料,采用室内试验与大田试验相结合的方法,共设五个硅肥用量处理,分析了硅对黑土、冲积土、盐碱土三种不同类型土壤条件下玉米种子萌发特性、各生育时期物质代谢产物、保护酶、膜脂过氧化、光合特性、形态指标、产量等方面的影响。旨在了解硅对不同类型土壤条件下玉米生理特性及产量的影响,为提高玉米生产潜力,推动农业可持续发展提供参考。研究结果如下: 室内试验研究结果表明,一定用量的硅肥对三种类型土壤中玉米种子发芽势、发芽指数和活力指数均具有显著影响,在三种类型土壤中当硅肥用量为150kg/hm2时,为影响种子萌发特性各指标的临界阈值,当在无胁迫的黑土和冲积土中,玉米种子发芽率不受硅肥用量的影响;在盐碱土中施用硅肥能显著的提高玉米种子发芽率。不同类型土壤中玉米种子发芽势、发芽指数、活力指数均与一定浓度硅肥的施用呈正相关。硅肥不能改变黑土和冲积土中玉米种子自身的发芽潜力,但能提高玉米种子活性。在黑土和盐碱土中,140mg/kg的硅肥用量处理下,玉米各项酶活性最大;冲积土中,105mg/kg的硅肥处理为适宜的硅肥用量。 硅能够影响不同类型土壤中玉米籽粒和叶片中可溶性糖、可溶性蛋白质、可溶性淀粉含量。在黑土上,硅肥对玉米籽粒和叶片中可溶性蛋白质含量无显著影响,硅肥用量为225kg/hm2处理下玉米籽粒和叶片中可溶性糖和可溶性淀粉的含量最高;在冲积土上,硅肥用量大于150kg/hm2的处理均可显著影响玉米籽粒和叶片中可溶性糖、可溶性蛋白质和可溶性淀粉含量;在盐碱土上,当硅肥用量为225kg/hm2时在各个生育时期表现为这三种代谢物质的最大值。 在黑土和冲积土中,施硅肥的处理均能够有效提高叶片的抗衰老能力;在整个生育期间,三种土壤类型玉米叶片中MDA、SOD、POD、CAT活性均受硅肥施用量的影响;在盐碱土中,施用硅肥可以缓解玉米生育前期受盐碱胁迫的伤害,当硅肥达到一定用量时,能够维持玉米生育后期叶片的功能。 在黑土中,获得较高叶绿素含量的硅肥用量为225kg/hm2;在冲积土和盐碱土中,适宜的硅用量为150kg/hm2;在盐碱土上,当硅肥用量大于90kg/hm2时,叶片叶绿素含量随硅肥用量的增加而显著升高,150kg/hm2是获得高水平叶绿素最适的施肥量。大喇叭口期—成熟期,玉米的Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP在三种类型土壤上的变化趋势均为“先增后减”,在吐丝期达到最大值;而NPQ的变化趋势为“先减后增”,在灌浆期达到最大值。在黑土、冲积土、盐碱土中能获得最大光合速率的硅肥用量分别为225kg/hm2、150kg/hm2和150kg/hm2;在这三种类型的土壤中,一定用量的硅肥能显著的降低玉米叶片蒸腾速率;在无胁迫的黑土和冲积土中,各硅肥处理对玉米叶片胞间CO2浓度影响不显著。在盐碱土的胁迫条件下,玉米叶片胞间CO2浓度随着硅肥用量的增加显著增加,最大值出现在硅肥用量为225kg/hm2处理下。在黑土和冲积土中,硅肥用量为150kg/hm2时即可显著提高玉米叶片气孔导度;在盐碱土中,硅肥用量为150kg/hm2时,可提高玉米生长的前期和后期不同阶段叶片气孔导度。 在三种类型土壤中,使玉米形态指标最优的硅肥施用量均为150kg/hm2处理;在黑土、冲积土和盐碱土中,能获得最高产量及最优的产量构成因素硅肥的用量分别为225kg/hm2,150kg/hm2和225kg/hm2。


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