超高产春玉米根冠衰老特性及对密度的反应机理

论文摘要

增密是实现春玉米超高产的基本条件,但增密又加剧了玉米个体的衰老进程,而果穗大小不同的品种对增密的反应不同。试验选用高秆大穗型和中秆中穗型两种穗型品种,在不同种植密度（7.5-12.0万株/hm2）条件下,从根冠两个方面探索超高产春玉米的衰老特性。试验结果如下:1.不同种植密度处理下,超高产春玉米花粒期不同层位叶片间表现为下位叶衰老早于上位叶和穗位叶,穗位叶衰老速度最慢;不同土层根系衰老均呈现空间下移的现象,随密度增加根冠衰老加速。根冠抗衰老隶属函数值表明种植密度处理主要是通过地上部叶片细胞内的POD活性和地下部根系活力影响植株衰老。2.花粒期春玉米单叶光合特性、荧光特性、氮素积累和根冠衰老酶活性（SP、SPAD、POD、SOD和根系活力）随种植密度的增加降低,而LAI和根冠膜脂过氧化产物随密度的增加而增加。3.高秆大穗型品种不同粒位粒重对密度的反应表现为弱势粒>强势粒>中势粒;中秆中穗型品种不同粒位对密度的反应表现为强势粒>中势粒>弱势粒。两种穗型品种最大灌浆速率、平均灌浆速率均与粒重呈极显著正相关关系,灌浆持续期和达到最大灌浆速率的时间与粒重呈显著负相关,高秆大穗型品种弱势粒最大灌浆速率出现的时间比强势粒和中势粒分别延后平均7.33d和5.11d,中秆中穗型品种分别延后平均5.95d和3.69d。4.叶片氮含量在吐丝期和灌浆期与SPAD值和Pn均表现为极显著正相关关系,而在成熟期相关程度变弱或不相关;籽粒氮含量与SPAD值和Pn在三个时期均呈正相关关系,与SPAD值的相关程度大于Pn;两种穗型品种的氮收获指数均在10.5万株/hm2时最大。5.随密度梯度的增大,两种穗型品种增产效果显著。中秆中穗型品种的产量及产量构成因素在各密度处理下的差异显著性小于高秆大穗型品种,高秆大穗型品种更容易产生“密度效应”。综上所述,超高产春玉米品种在高种植密度条件下具有较高的产量,主要与其在生长的过程中具有较高的LAI、群体干物质积累量高、籽粒灌浆高值持续期长和花粒期较高的根系活力有关。因此在适宜的种植密度下,增大叶面积指数,增加群体干物质积累量,提高花粒期较高的根系活力和根冠保护酶活性,扩大总库容,有利于获得高产。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 叶片衰老特性研究进展
• 1.2.1 叶片衰老的形态特征
• 1.2.3 叶片衰老的生理生化特征
• 1.2.4 环境因素对叶片衰老的影响
• 1.3 根系衰老特性研究进展
• 1.3.1 根系空间分布特征
• 1.3.2 根系衰老的生理生化特征
• 1.4 高产群体对密度反应的研究进展
• 1.4.1 种植密度对叶源特性的影响
• 1.4.2 种植密度对根系生长发育的影响
• 1.4.3 种植密度对产量的影响
• 1.5 源库关系与植物衰老
• 1.6 工作技术路线
• 2 材料与方法
• 2.1 试验地概况
• 2.2 试验材料及设计
• 2.3 测定指标与方法
• 2.3.1 叶片衰老指标的测定
• 2.3.2 叶片光合特性的测定
• 2.3.3 籽粒灌浆特性的测定
• 2.3.4 干物质积累量和全氮含量的测定
• 2.3.5 根系垂直分布及衰老规律测定
• 2.3.6 抗衰老性综合评价
• 2.3.7 测产及考种
• 2.4 数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 种植密度对两种穗型品种产量及产量构成因素的影响
• 3.2 种植密度对两种穗型品种叶片光合特性的影响
• 3.2.1 叶面积指数（LAI）
• 3.2.2 光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）
• 3.3 种植密度对两种穗型品种荧光参数的影响
• 3.3.1 叶绿素相对含量（SPAD 值）
• 3.3.2 Fv/Fm 和Fv/Fo
• 3.4 种植密度对两种穗型品种不同层位叶片生理特性的影响
• 3.4.1 可溶性蛋白质含量（SP）
• 3.4.2 抗氧化酶活性和膜脂过氧化特性
• 3.4.3 不同种植密度处理下叶片生理指标抗衰老性的综合评价
• 3.5 种植密度对两种穗型品种根系生理特性的影响
• 3.5.1 根系活力
• 3.5.2 根系抗氧化酶活性和膜脂过氧化特性
• 3.5.3 不同种植密度处理下根系生理指标抗衰老性的综合评价
• 3.6 种植密度对两种穗型品种地上部氮素积累分配与转移的影响
• 3.6.1 玉米植株氮素累积和运转
• 3.6.2 叶片和籽粒全氮与光合速率和 SPAD 值的相关性
• 3.6.3 种植密度对植株氮效率与产量的影响
• 3.7 种植密度对两种穗型品种干物质积累的影响
• 3.7.1 单株干物质量积累
• 3.7.2 群体干物质量积累量
• 3.8 种植密度对不同粒位籽粒灌浆特性的影响
• 3.8.1 不同粒位籽粒干物质积累动态
• 3.8.2 不同粒位籽粒灌浆速率
• 3.8.3 籽粒灌浆模型集合过程分析
• 3.8.4 籽粒灌浆参数与粒重的相关关系
• 4 讨论与结论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 种植密度对超高产春玉米产量及产量构成因素的影响
• 4.1.2 不同穗型品种源库特性及与花后光合器官衰老的关系
• 4.1.3 不同穗型品种根冠衰老特性及其相关关系
• 4.1.4 玉米根系与地上部的协调生长关系
• 4.1.5 延缓不同穗型品种花粒期衰老机制的探讨
• 4.2 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介