玉米不同氮效率品種篩選及其光合特性和氮代謝差異的研究.pdf

1、氮是植物生長(zhǎng)發(fā)育必須的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，對(duì)控制玉米（Zea mays L.）產(chǎn)量和品質(zhì)形成具有重要的作用。目前存在氮肥利用效率低，生產(chǎn)成本增加，并帶來(lái)環(huán)境污染等問(wèn)題。因此，選用氮高效品種，合理施肥，提高作物氮肥利用率具有重要意義。本試驗(yàn)分兩部分進(jìn)行，第一部分采用盆栽試驗(yàn)，選用24個(gè)黑龍江適栽玉米品種在氮水平為200 kg·hm-2處理下，以總氮含量、氮吸收速率、氮肥利用效率和氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率為篩選指標(biāo)，進(jìn)行聚類(lèi)分析，劃分出三類(lèi):Ⅰ低氮

2、高效型、Ⅱ低氮中效型、Ⅲ低氮低效型。第二部分采用大田試驗(yàn)，分別從三種類(lèi)型中選出具有代表性的三個(gè)品種鄭單958、久龍5號(hào)和綏玉7號(hào)為試驗(yàn)材料，設(shè)置6個(gè)供氮水平，為0、100、140、180、220和260 kg·hm-2(分別記為N0、N1、N2、N3、N4和N5)，分析其產(chǎn)量、光合特性、氮代謝相關(guān)酶及氮素吸收、同化、積累和氮素生理利用效率的差異及其對(duì)氮素的響應(yīng)程度，旨在闡明不同氮效率品種氮素生理利用率差異的原因。
　　盆栽試驗(yàn)結(jié)果

3、表明:24個(gè)不同基因型品種中低氮高效型(Ⅰ)、低氮中效型(Ⅱ)和低氮低效型(Ⅲ)，分別占12.5％，37.5％和50.0％。Ⅰ型品種各項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于其他品種。相關(guān)分析表明，氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率與總干重、總氮含量、氮吸收速率呈極顯著正相關(guān)，與氮肥利用效率呈顯著正相關(guān);通徑分析表明，氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率與總干重呈顯著相關(guān)，總干重對(duì)氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率貢獻(xiàn)較大。
　　大田試驗(yàn)結(jié)果表明:不同供氮水平下，干物質(zhì)積累量、氮肥生理利用率、產(chǎn)量、地上

4、部及籽粒氮素積累量、氮轉(zhuǎn)運(yùn)效率、氮轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率、凈光合速率、光合關(guān)鍵酶包括RuBP羧化酶和PEP羧化酶和葉片氮代謝相關(guān)酶包括硝酸還原酶、亞硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性及氮素吸收、同化、積累等均表現(xiàn)為低氮高效品種鄭單958顯著高于低氮中效品種久龍5號(hào)和低氮低效品種綏玉7號(hào)。
　　干物質(zhì)積累隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。光合特性生理指標(biāo)在拔節(jié)期、抽雄期、吐絲期、灌漿期和成熟期5個(gè)生育期內(nèi)呈單峰曲線變化，均在

5、成熟期降到最低點(diǎn)。高峰出現(xiàn)的時(shí)間因品種和氮素營(yíng)養(yǎng)水平而異。在生育后期維持較高的光合性能對(duì)于增加灌漿成熟期的物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量形成具有重要意義。在各生育時(shí)期，鄭單958的光合性能和干物質(zhì)積累量顯著高于久龍5號(hào)和綏玉7號(hào)。隨供氮水平的增加，鄭單958中光合能力和干物質(zhì)積累大體表現(xiàn)為:N3＞N4＞N5＞N2＞N1＞N0，在久龍5號(hào)中大體表現(xiàn)為:N4＞N3＞N5＞N2＞N1＞N0，在綏玉7號(hào)中大體表現(xiàn)為N4＞N5＞N3＞N2＞N1＞N0。
　

6、　氮代謝生理指標(biāo)隨供氮水平不同而發(fā)生變化。氮代謝生理指標(biāo)在拔節(jié)期、抽雄期、吐絲期至灌漿期4個(gè)生育期內(nèi)呈單峰曲線變化，但不同品種不同施氮水平表現(xiàn)不一致。與久龍5號(hào)和綏玉7號(hào)相比，鄭單958氮代謝相關(guān)酶峰值出現(xiàn)的時(shí)期較晚，保持較高的氮代謝相關(guān)酶有利于其生育后期的氮素吸收和物質(zhì)生產(chǎn)。在各生育時(shí)期內(nèi)，氮代謝相關(guān)酶活性隨供氮水平在鄭單958中大體表現(xiàn)為: N3＞N4＞N5＞N2＞N1＞N0，在久龍5號(hào)和綏玉7號(hào)中大體表現(xiàn)為:N4＞N5＞N3＞N2

7、＞N1＞N0。
　　隨供氮水平的增加，鄭單958和久龍5號(hào)的花前和花后玉米葉片和莖稈的氮含量呈先增加后降低的趨勢(shì)，綏玉7號(hào)中呈現(xiàn)持續(xù)增加的趨勢(shì)。而三個(gè)品種的葉片的莖稈的氮轉(zhuǎn)運(yùn)效率及氮轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。在各供氮水平下，與久龍5號(hào)和綏玉7號(hào)相比，鄭單958具有較高的葉片和莖稈的氮含量、氮轉(zhuǎn)運(yùn)效率及氮轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率。
　　低氮高效品種鄭單958相對(duì)于低氮中效品種久龍5號(hào)和低氮低效品種綏玉7號(hào)具有更高的產(chǎn)量