论文摘要
探明玉米骨干自交系在演进过程中根系生理性状及大量营养元素的变化规律,有利于优异玉米自交系的选育。本研究选取我国上世纪1960s、1980s和2000s三个典型年代的10个玉米骨干自交系进行盆栽试验,在开花后5个时期即开花后(0、7、14、21天、收获)取样,比较研究了不同年代玉米骨干自交系在开花后叶面积、干物重、根冠比、根系活力、根系保护酶活性、N、P、K养分含量、百粒重等性状的变化规律。主要结果如下：一、2000s自交系百粒重与1980s相差不大,但二者均高于1960s。说明随年代的更替玉米骨干自交系在百粒重等产量性状上有明显改良。二、3个年代玉米骨干自交系开花后干物质积累过程都符合典型的“S”型生长曲线,可用Logistic生长方程较好拟合,随年代的更替玉米自交系达到最大生长速率时所用天数及终极生长量都有明显提高。2000s玉米骨干自交系的生长速率和单株干物质积累量潜力高于1980s自交系,说明2000s自交系产量潜力比1980s大。1980s自交系根、茎、叶等营养器官的干物重高于2000s和1960s自交系,但在生育后期籽粒灌浆过程中1980s自交系叶、茎等器官干物中下降缓慢,说明1980s自交系干物质向籽粒的转运能力较低,从而降低了籽粒产量。不同年代玉米自交系根冠比表现为2000s<1960s<1980s,根冠比越小说明单位根重对地上部的载荷量越大,地上部同化产物向根部转运较少,随年代的更替,当代骨干自交系更多的干物质转运到籽粒中去。1980s自交系单株叶面积高于2000s和1960s自交系,但2000s自交系下部叶片面积高于1980s,其下部叶片维持较高绿叶面积的时间较长,且上部叶片和棒三叶面积都有上升的趋势。三、不同年代玉米骨干自交系开花后根系可溶性蛋白含量均呈现先增后降的趋势。2000s自交系根系可溶性蛋白含量始终大于1980s和1960s自交系。根系中可溶性蛋白含量较高是根系活力强的基础。根系活力随开花天数的推进先增后降呈单峰曲线变化,在开花后10d左右达最大值,在根系活力下降过程中,2000s自交系下降幅度明显小于1980s和1960s。2000s自交系开花后根系保护酶活性高于1980s和1960s自交系,随开花天数的增加2000s自交系在生育后期根系SOD、POD、CAT活性比1980s和1960s自交系具有明显优势。MDA含量变化与保护酶的活性变化恰好相反,说明随开花天数的推进,根系SOD等保护酶的活性降低,导致根系清除活性氧的能力减弱,使活性氧对膜的伤害加重,加速了根系的衰老。随年代的更替自交系根系清除活性氧的能力逐渐增强、根系衰老缓慢,有利于在籽粒灌浆期维持地上部较高的生理活性,从而保障籽粒充分灌浆。四、开花后,2000s自交系根系氮素含量变化与1980s和1960s自交系基本一致,但叶和茎鞘中氮素含量下降幅度高于1980s和1960s自交系；2000s自交系花后各器官磷素含量的下降幅度都明显高于1980s和1960s自交系；钾素含量变化与氮素含量所呈现的规律基本一致。综上,在我国玉米骨干自交系更替过程中根系生理性状明显改善,且植株对N、P、K的吸收利用更利于籽粒产量形成,自交系更替过程中更加趋向于根部和地上部的协调发展。2000s自交系具有较高的根系活力和较长的根系活力持续时间,且下部叶片维持较高绿叶面积的时间较长；同时,2000s自交系还具有更高的养分吸收、运转能力。