超高产春玉米根冠特性及钾素养分调控效应的研究

论文摘要

在玉米消费持续增长,玉米种植面积增加有限的形势下,要保障玉米的供需平衡,只能依靠进一步提高单产来实现。超高产技术的研究对进一步提升玉米单产水平具有重要的推动作用。2009年至2010年,在内蒙古玉米主产区西辽河平原灌区选用金山27为供试材料,以普通高产栽培为对照（CK）,系统地研究了超高产栽培（SHY）下春玉米的根冠结构、功能特性和钾素养分的调控效应。主要结果如下:1.超高产栽培实现了春玉米群体结构与个体功能的协同增益。超高产春玉米群体叶面积指数最大值为7.42（2009）和7.87（2010）;在棒三叶及棒三叶以上叶增幅明显,较对照增加了26.4 %（2009）和21.6 %（2010）;LAI≥5的持续天数较对照延长12d,达72d（2009）和74d（2010）。超高产栽培下春玉米较对照叶倾角小,叶向值大,尤以棒三叶及其以上叶明显,群体受光态势良好。在吐丝后40d内,SOD和POD活性高于对照,MDA含量低于低,叶片衰老缓慢,单株净光合速率较高。群体光合势在吐丝期-乳熟期较对照增加20.7%（2009）和12.0%（2010）,乳熟期-完熟期增加34.2%（2009）和34.3%（2010）。2.超高产栽培提高了春玉米物质积累能力,尤以吐丝后明显,促进物质积累与分配相互协调。超高产春玉米干物质积累速率较对照提高10.7%（2009）和11.1%（2010）,最大积累速率持续的时间较对照长2-4d。吐丝后干物质积累量较对照提高14.4%（2009）和11.2%（2010）,吐丝后物质积累对子粒贡献率较对照提高2.9%（2009）和3.1%（2010）。超高产春玉米叶转运率较对照低2.4%（2009）和5.9%（2010）;茎转运率较对照低3.2%（2009）和3.6%（2010）,但成熟期子粒分配比例较对照高,经济系数达0.54。3.超高产栽培促进春玉米下层根系发生,生育后期保持较高的生理活性。超高产春玉米020 cm土层根重所占比例低于对照,40 cm以下各土层根重所占比例均高于对照,最大根幅下移,下层土壤根条数增加,且随土层深度增加明显。吐丝期40cm以下土层根系活力均高于对照,乳熟期020 cm土层根系活力与对照接近,20cm以下各土层根系活力均高于对照。根系SOD和POD酶活性在吐丝期和乳熟期各土层超高产栽培均高于对照,而MDA酶活性低于对照。4.超高产栽培增强了吐丝后养分吸收和转运能力。超高产春玉米吐丝后N吸收量占生育期总吸收量的比例较对照高11.5%（2009）和11.6%（2010）,P吸收量的比例较对照高15.9%（2009）和16.7%（2010）,K吸收量的比例较对照高16.5%（2009）和10.0%（2010）。吐丝后N积累对子粒贡献率较对照高25.6%（2009）和11.4 %（2010）,P较对照高25.6 %（2009）和8.4 %（2010）,K较对照高10.9%（2009）和10.0%（2010）。超高产栽培N茎叶总转运率较对照高17.3%（2009）和13.5%（2010）,P茎叶总转运率较对照高4.0%（2009）和8.3%（2010）,K茎叶总转运率较对照高2.2%（2009）和4.0%（2010）,N、P、K的收获指数均高于对照。5.超高产条件下,增加钾肥用量和钾肥后移对产量影响未达显著水平,对春玉米增强抗倒性和延缓衰老有促进作用。增施钾肥可提高吐丝后干物质对产量的贡献和茎转运量,促进植株养分吸收和茎中养分转运。钾肥后移较不后移吐丝后物质积累及转运率均下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 玉米在国家粮食安全中的重要性
• 1.1.2 玉米增产主要靠单产的提高
• 1.2 玉米超高产研究进展
• 1.2.1 玉米超高产品种
• 1.2.2 玉米超高产栽培技术措施
• 1.2.3 玉米超高产栽培生理
• 1.3 本文研究的目的意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试区及试验地概况
• 2.2 试验期间气象条件
• 2.3 试验设计
• 2.3.1 超高产试验设计
• 2.3.2 钾素养分调控试验设计
• 2.4 测定项目与方法
• 2.5 相关参数计算
• 2.6 数据处理与统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 超高产春玉米冠层结构及生理特性
• 3.1.1 产量及其构成
• 3.1.2 冠层结构
• 3.1.3 冠层生理特性
• 3.1.4 冠层微环境
• 3.1.5 结论
• 3.2 超高产春玉米物质积累与转运
• 3.2.1 干物质积累
• 3.2.2 物质转运量及转运率
• 3.2.3 灌浆速率
• 3.2.4 干物质分配比例
• 3.2.5 结论
• 3.3 超高产春玉米根系特征
• 3.3.1 根系干物质积累动态
• 3.3.2 冠根比
• 3.3.3 根重及其垂直分布
• 3.3.4 完熟期根条数和根幅
• 3.3.5 根系活力
• 3.3.6 根系伤流量
• 3.3.7 根系酶活性
• 3.3.8 结论
• 3.4 超高产春玉米植株养分吸收与利用
• 3.4.1 植株N、P、K 吸收与积累
• 3.4.2 植株N、P、K 积累对子粒贡献及转运
• 3.4.3 N、P、K 分配比例
• 3.4.4 N、P、K 的收获指数与产谷利用率
• 3.4.5 N、P、K 养分输入和输出的表观平衡
• 3.4.6 结论
• 3.5 超高产春玉米钾素养分的调控效应
• 3.5.1 钾素养分调控对产量性状的影响
• 3.5.2 钾素养分调控对冠层结构的影响
• 3.5.3 钾素养分调控对冠层生理特性的影响
• 3.5.4 钾素养分调控对物质积累与转运的影响
• 3.5.5 钾素养分调控对根系特性的影响
• 3.5.6 钾素调控对N、P、K 吸收利用的影响
• 3.5.7 结论
• 4 讨论
• 4.1 超高产春玉米冠层结构及生理特性
• 4.2 超高产春玉米根系特征
• 4.3 超高产春玉米物质积累与转运
• 4.4 超高产春玉米养分吸收与利用
• 4.5 钾素养分对超高产春玉米的调控效应
• 4.6 不同年份气象条件对超高产春玉米产量影响
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介