改变株型对玉米产量及光合生理机制的影响

改变株型对玉米产量及光合生理机制的影响

论文摘要

本研究选用了2005年创我国玉米高产纪录的紧凑型玉米品种登海3179(DH3719)和上世纪90年代主推半紧凑型品种农大108(ND108)为试验材料,设置15000株/hm2和67500株/hm2两个种植密度,通过人工改变株型手段,比较研究了株型差异对玉米产量的影响及其生理基础。主要研究结果如下:1.改变株型影响玉米产量的形成低密度水平,株型改紧凑(AE)显著降低玉米产量,DH3719、ND108分别减产14.71%和12.15%,株型改平展(AP)两品种产量变化幅度为-2.22%(减产)、2.23%(增产);高密度水平,AE处理DH3719减产10.37%(P<0.05)、ND108增产9.30%(P<0.05);AP两品种产量降低,降低幅度为18.78%(P<0.05)、4.38%。低密度水平,两品种AE处理的千粒重与CK无显著性差异,AP处理显著降低两品种千粒重;高密度水平,AE处理降低DH3719千粒重(P<0.01),提高ND108千粒重(P<0.01),AP处理两品种的千粒重均显著降低。改变株型影响经济指数(EI),低密度水平,EI在DH3719和ND108表现为CK>AP>AE和AE > CK>AP,高密度水平,EI表现为CK>AE>AP和AE > CK>AP。高密度水平,千粒重、经济指数与产量表现一致。2.改变株型影响玉米冠层结构AE对冠层消光系数(k)的影响,低密度水平DH3719和ND108表现不明显,高密度水平,AE对k值的影响在DH3719表现的敏感性比ND108(P<0.05)差,在两种密度水平,AP均显著提高两品种的k值。AE延缓叶片衰老,叶面积指数(LAI)降低相对平缓,AP加速叶片衰老,LAI降低较快,ND108比DH3719反应显著,高密度水平比低密度水平反应显著。3.改变株型影响不同层次玉米叶片叶绿素含量低密度水平,AE降低DH3719和ND108上部叶片叶绿素(chl)含量4.49%和6.69%,AP同比降低值为20.38%和12.18%(P<0.05);DH3719和ND108中部叶片chl含量AE降低3.90%和0.36%,AP同比降低值为3.67%和0.68%(P<0.05);AE、AP提高DH3719和ND108下部叶片chl含量,但表现不显著。高密度水平,AE显著降低DH3719上部叶片chl含量7.16%,ND108提高1.98%,AP处理两品种上部叶片chl含量降低13.57%(P<0.05)和1.27%;DH3719和ND108中部叶片chl含量AE比CK提高5.32%和6.85%,AE提高下部叶片chl含量5.36%和3.13%,AP同比降低9.09%和6.07%,6.46%和15.67%;AE、AP提高DH3719和ND108下部叶片chl含量,但表现不显著。4.改变株型影响不同层次玉米叶片光合特性低密度水平,AE降低DH3719和ND108上部、中部叶片净光合速率(Pn),提高下部叶片Pn;AP处理不同层次叶片Pn与CK无差异。高密度水平,AE降低DH3719和ND108上部叶片Pn,且在生育后期优势明显,AP前期Pn较高,后期下降明显;AE处理DH3719中部叶片Pn与CK无差异,ND108Pn升高,花后30d优势更加明显,AP处理DH3719和ND108中部叶片Pn整个生育期内显著低于CK(P<0.05),生育后期下降较快,劣势更加明显;AE显著提高DH3719和ND108下部叶片Pn,AP降低DH3719和ND108下部叶片Pn,生育后期劣势明显。5.改变株型影响灌浆期玉米穗位叶的光合和叶绿素荧光日变化特性AE处理净光合速率(Pn)日变化呈提高趋势,DH3719和ND108光合峰值分别增加10.41%、9.72%,AP处理降低Pn光合峰值分别降低15.22%和9.72%。AE处理,提高了二者最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSII)、光能利用(P),DH3719非光化学猝灭系数(NPQ)峰值提高,ND108的NPQ和热耗散(D)峰值降低;AP处理降低了二者的Fv/Fm、ΦPSII、P,但NPQ、D峰值提高。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1. 引言
  • 1.1 研究目的意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 理想株型的概念
  • 1.2.2 株型对玉米光合特性的影响
  • 1.2.2.1 株型对玉米个体光合特性的影响
  • 1.2.2.2 株型对玉米群体光合特性的影响
  • 1.2.2.3 株型与光合日变化的关系
  • 2. 材料与方法
  • 2.1 供试材料与试验设计
  • 2.1.1 供试材料
  • 2.1.2 试验设计
  • 2.2 测定项目与方法
  • 2.2.1 取样
  • 2.2.2 子粒灌浆过程的模拟
  • 2.2.3 消光系数
  • 2.3 光合特性的测定
  • 2.3.1 叶面积
  • 2.3.2 叶绿素含量
  • 2.3.3 叶片净光合速率
  • 2.3.4 叶绿素荧光参数
  • 2.3.5 光合和叶绿素荧光参数日变化
  • 2.4 数据处理与分析
  • 3. 结果与分析
  • 3.1 改变株型对玉米产量和干物质积累分配的影响
  • 3.1.1 对玉米产量和产量构成因素的影响
  • 3.1.1.1 对玉米产量的影响
  • 3.1.1.2 对产量构成因素的影响
  • 3.1.2 对玉米干物质积累分配的影响
  • 3.1.3 对玉米籽粒灌浆速率的影响
  • 3.2 改型对玉米叶片光合性能的影响
  • 3.2.1 对冠层消光系数和叶片温度的影响
  • 3.2.1.1 冠层消光系数
  • 3.2.1.2 叶片温度
  • 3.2.2 对叶面积指数的影响
  • 3.2.3 对不同层次叶片叶绿素含量的影响
  • 3.2.3.1 对上部叶片叶绿素含量的影响
  • 3.2.3.2 对中部叶片叶绿素含量的影响
  • 3.2.3.3 对下部叶片叶绿素含量的影响
  • 3.2.4 对不同层次叶片光合性能的影响
  • 3.2.4.1 上部叶片净光合效率
  • 3.2.4.2 中部叶片净光合效率
  • 3.2.4.3 下部叶片净光合效率
  • 3.2.5 对不同层次叶片叶绿素荧光的影响
  • 3.2.5.1 对最大光化学效率的影响
  • 3.2.5.2 实际光化学效率
  • 3.3 高密度灌浆期穗位叶光合和叶绿素荧光日变化特性的影响
  • 2 浓度日变化'>3.3.1 光合有效辐射、大气温度以及大气 CO2浓度日变化
  • 3.3.2 叶片温度和消光系数日变化
  • 3.3.3 光合日变化
  • 3.3.4 叶绿素荧光参数日变化
  • 3.3.4.1 最大光化学效率和实际光化学效率日变化
  • 3.3.4.2 光化学猝灭和非光化学猝灭日变化
  • 3.3.4.3 叶片吸收的光能光化学反应比例和非光化学反应热耗散比例日变化
  • 4. 讨论
  • 4.1 改变株型对产量的影响
  • 4.2 改变株型对群体结构的影响
  • 4.3 改变株型对叶片光合性能的影响
  • 4.3.1 改变株型对灌浆期叶片叶绿素含量影响
  • 4.3.2 改变株型对灌浆期叶片光合性能的影响
  • 4.3.3 改变株型对灌浆期叶片光合日变化的影响
  • 5. 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表论文情况
  • 相关论文文献

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