不同年代玉米品種氮素利用效率演變規(guī)律及其與根系的關(guān)系.pdf

1、試驗(yàn)于2014-2015年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)黃淮海區(qū)域玉米技術(shù)創(chuàng)新中心（N36°18'，E117°12'）和作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，以20世紀(jì)80年代至今育成的8個(gè)玉米品種掖單13號(hào)（YD）、農(nóng)大108（ND）、鄭單958（ZD）、先玉335（XY）、京科968（JK）、中單909（AD）、登海605（DHA）、登海618（DHB）為試驗(yàn)材料，利用大田試驗(yàn)和土柱栽培相結(jié)合的方式進(jìn)行，兩種試驗(yàn)方式均設(shè)置高低兩個(gè)氮素水平，其中大田試驗(yàn)施氮

2、量分別為236.25和0 kg N·hm-2，土柱試驗(yàn)施氮量分別為4.5和1.5 g N·plant-1，定期進(jìn)行根系和植株的取樣以測(cè)定根系相關(guān)指標(biāo)、干物質(zhì)及氮素積累與分配，用以研究不同年代玉米品種根系構(gòu)型及解剖結(jié)構(gòu)對(duì)氮素施用量的響應(yīng)，探明在玉米產(chǎn)量提升過程中根系構(gòu)型與解剖結(jié)構(gòu)的演進(jìn)規(guī)律及其與氮素吸收利用間的關(guān)系，為提高玉米產(chǎn)量和氮素利用效率提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　1.近代玉米品種產(chǎn)量及單株生物量提高
　　各品

3、種在高氮條件下均具有較高的籽粒產(chǎn)量和單株生物量；隨品種更替，不同年代玉米品種籽粒產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)，且在低氮條件下增產(chǎn)效果更為顯著，說明育種進(jìn)程增加產(chǎn)量的同時(shí)，也提高了玉米對(duì)低氮的適應(yīng)能力；近代玉米品種生物積累總量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，2000’s以后的玉米品種花后生物積累量與其所占比例均高于之前品種，表明隨品種更替，花后生物量增加可能是其高產(chǎn)的主要原因。
　　2.近代玉米品種氮素積累量與氮素利用效率提高
　　近代玉米品種的氮素積累量

4、及氮素吸收利用效率顯著高于早期品種，且在低氮條件仍能吸收較多的氮素。近代品種花后氮素積累量及其所占比例均顯著高于早期品種，且籽粒氮素的積累主要來自花后氮素同化，表明隨品種更替，花后氮素吸收量增加、向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)量增加是其氮素吸收利用效率提高的主要原因。
　　3.近代玉米品種次生胚根數(shù)目增加、深層根系增加、根系解剖結(jié)構(gòu)改善
　　隨品種更替，不同年代玉米品種總根條數(shù)、根干重、根長及根表面積均呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢(shì)，近代品種根量增加能

5、夠?yàn)楫a(chǎn)量的形成提供足夠的養(yǎng)分；次生胚根數(shù)目隨品種更替呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，有利于植株苗期的生長；近代品種側(cè)根密度減少，降低了根系聚集造成的根系競(jìng)爭，有利于養(yǎng)分的吸收；不同玉米品種 D95隨品種更替逐漸增大，表明近代玉米品種根系下扎能力增強(qiáng)，在深層土壤中的根系分布增加；根系解剖性狀中，根系皮層通氣組織（RCA）占橫截面積比例增加、皮層細(xì)胞（CCS）增大，而細(xì)胞層數(shù)（CCFN）減少，引起根系呼吸消耗降低，減少了近代品種由于根量增大造成的根系代