減源對(duì)玉米籽粒產(chǎn)量及其生理機(jī)制的影響.pdf

1、本試驗(yàn)于2009～2011在黃淮海區(qū)域玉米技術(shù)創(chuàng)新中心和作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)行，采用大田試驗(yàn)和溫室試驗(yàn)相結(jié)合，田間試驗(yàn)及室內(nèi)生理生化分析相結(jié)合的技術(shù)路線。試驗(yàn)材料選用鄭單958與先玉335，在不同密度及不同追氮量下研究減源對(duì)不同玉米品種產(chǎn)量及其生理機(jī)制的影響，并利用13C研究減源對(duì)13C在玉米植株體內(nèi)的分布的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、減源對(duì)玉米產(chǎn)量及品質(zhì)的影響
　　 1.1.玉米籽粒產(chǎn)量
　　

2、 S2(吐絲期去掉倒1葉至倒2葉)、J6(6片展開(kāi)葉時(shí)去掉6片展開(kāi)葉)、EB6(12片展開(kāi)葉時(shí)去掉下部6片展開(kāi)葉)及SB6(吐絲期去掉倒13葉至倒18葉)處理產(chǎn)量比對(duì)照增加(除XD1N3S2　　 1.2.玉米地上部生物量
　　 S2、J6、EB6及SB6

3、(除D1N3S2及XSB6)生物量積累速率增加，最終生物量大于對(duì)照。
　　 1.3.玉米籽粒胚乳細(xì)胞個(gè)數(shù)、籽粒鮮體積及籽粒干重
　　 胚乳細(xì)胞個(gè)數(shù)、籽粒鮮體積及籽粒干重隨授粉天數(shù)增加而上升；且隨追氮量增加而上升，隨密度增加而下降。S2、J6、EB6及SB6處理胚乳細(xì)胞個(gè)數(shù)、籽粒鮮體積及籽粒干重大于S0處理(籽粒鮮體積及干重：XD1N3S2

4、乳細(xì)胞個(gè)數(shù)大于對(duì)照外)。且減源各處理在灌漿前期與對(duì)照差異不顯著。
　　 1.4.粒葉比及收獲指數(shù)
　　 減源處理粒葉比及收獲指數(shù)大于對(duì)照，說(shuō)明減源可促進(jìn)碳水化合物向籽粒的運(yùn)輸。
　　 1.5.品質(zhì)
　　 S2、S3、S4(吐絲期去掉倒1葉至倒6葉)、J6、EB6、SB6及ZST6總淀粉含量、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉大于對(duì)照外，其它減源處理均小于對(duì)照。各減源處理(除S18及ZE12)蛋白質(zhì)含量均大于對(duì)照。S2

5、、ZD3N3S3、XD3N3S3、ZJ6、ZEB6及ZSB6處理可溶性糖含量高于CK，S2(鄭單958的S3除ZD3N3S3)、ZD2NOS4、XJ6、EB6及SB6處理脂肪含量均大于CK，S2、ZD3N3S3、J6、EB6及SB6處理總氨基酸含量均大于CK，其它處理三者含量均小于CK。
　　 2、減源對(duì)碳、氮在各器官中分布的影響
　　 2.1.減源對(duì)13C在各器官中分布的影響
　　 吐絲期，13CO2反應(yīng)24h

6、之后，13C含量在反應(yīng)葉片中最高，不同器官中13C含量：果穗>雄穗>莖>葉。不同葉位反應(yīng)葉中13C含量由上而下逐漸降低，而果穗中13C含量增加，說(shuō)明上部葉位反應(yīng)的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移速率小于下部葉片葉位反應(yīng)的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移速率。減源各處理各反應(yīng)葉片中13C含量均小于對(duì)照中各反應(yīng)葉片中13C含量(除S3處理)。
　　 收獲期，不同葉位中反應(yīng)葉13C含量最高。各減源處理反應(yīng)中葉中13C含量均小于對(duì)照。籽粒中的13C含量最大，其次為雄穗。籽粒及

7、果穗中的13C含量隨追氮量增加而升高，隨密度增加而降低。由上而下反應(yīng)葉13C雄穗13C含量逐漸減小，減源處理籽粒及果穗中13C含量均高于對(duì)照。
　　 2.2.減源對(duì)玉米各器官中碳含量的影響
　　 吐絲期，倒1或者倒2葉碳含量最高。不同追氮量，倒1葉含碳量N2處理最高，不同密度，倒1葉與倒7葉含碳量差異不顯著。雄穗碳含量最高。減源各處理雄穗中碳含量小于對(duì)照。
　　 收獲期，減源各處理倒7(6)葉碳含量均小于對(duì)照，說(shuō)

8、明減源促進(jìn)了碳素從葉至籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)。籽粒中碳含量隨追氮升高而升高，不同密度，處理D2最大。減源各處理籽粒中碳含量小于對(duì)照。
　　 2.3.減源對(duì)玉米各器官中氮含量的影響
　　 吐絲期，減源各處理倒7(6)葉氮含量大于對(duì)照。雄穗和葉中氮含量大于莖與雌穗。雄穗中氮含量隨追氮增加而升高，隨密度增加而降低。減源處理雄穗中氮含量小于對(duì)照。
　　 成熟期，S2～S4處理，葉中氮含量大于對(duì)照，莖中小于對(duì)照，籽粒中僅S2大于對(duì)照。

9、各處理苞葉及穗軸均大于對(duì)照，籽粒中氮含量ZET6小于對(duì)照，其它處理均大于對(duì)照。處理ZST6～ZS18，籽粒、雄穗及莖中氮含量ZSM6及ZSB6處理小于對(duì)照，其它處理均大于對(duì)照；苞葉及葉中氮含量均大于對(duì)照；穗軸中氮含量除ZS18大于對(duì)照外，其它處理均小于對(duì)照。
　　 2.4.減源對(duì)玉米各器官中碳氦比的影響
　　 吐絲期，S2、S3及S4雄、葉中的C/N降低，莖及果穗中的C/N升高。ZJ6、ZET6、ZEB6及ZE12的雄及

10、葉C/N較對(duì)照均下降，ZJ6及ZEB6莖及果穗中C/N較對(duì)照增加，而ZET6及ZE12莖及果穗中C/N較對(duì)照降低。
　　 成熟期，S2、S3及S4果穗及葉中C/N較對(duì)照降低，S2及S3雄中C/N較對(duì)照升高，S4降低，S2莖中C/N較對(duì)照降低，S3及S4升高。不同時(shí)期減源各處理，ZJ6、ZET6、ZSB6及ZS18雄穗中C/N較對(duì)照升高，其它處理降低。莖中C/N僅ZET6及ZS18小于對(duì)照。各減源處理葉中C/N較對(duì)照降低，果穗中C

11、/N僅ZJ6、ZEB6及ZSB6大于對(duì)照。
　　 3、淀粉粒形態(tài)及發(fā)育的影響
　　 成熟期不同胚乳類型玉米<2μm淀粉粒所占數(shù)目最大，所占體積最??；>15μm玉米淀粉粒數(shù)目最少，所占體積最大(除超甜2-15μm最大)。單粒重與>2μm的淀粉粒體積百分比顯著相關(guān)；總淀粉含量>2μm淀粉粒體積百分比顯著正相關(guān)。不同類型淀粉粒發(fā)育及形態(tài)差異較大。追氮量不同其淀粉粒發(fā)育加快，隨密度升高，淀粉粒發(fā)育減緩。減源對(duì)玉米籽粒發(fā)育影響不同

12、，玉米籽粒最終產(chǎn)量及品質(zhì)是各層細(xì)胞綜合作用的結(jié)果。
　　 4、葉面積指數(shù)、光合速率及葉綠體超微構(gòu)造
　　 拔節(jié)期及大口期減源提高了株高，降低莖粗，降低雄穗分枝數(shù)。S0、S2、J6、EB6與SB6葉面積指數(shù)減小較緩慢，驟降的大致在授粉后50d左右，其它減源處理在授粉后40d左右。不同時(shí)期減源各處理葉面積指數(shù)動(dòng)驟降的時(shí)期存在差異。S2、J6、EB6及SB6處理光合速率大于S0(XD2N0S2灌漿后期小于S0外)；其它減源處理

13、光合速率灌漿前期大于S0,灌漿后期小于S0(除ZD3N3S3、ZD3N3S4和XD3N3S3大于S0外)。
　　 S2、J6、ZEB6及SB6處理葉綠素a、葉綠素b及葉綠素a+b含量均大于S0(除灌漿后，葉綠素a及葉綠素a+b：XD2N0S2

14、3S3大于S0外；葉綠素b：ZD3N3S3大于S0)。S2及處理類胡蘿卜素含量大于S0；ZD3N3S3灌漿前期大于S0,灌漿后期小于S0,其它減源處理類胡蘿卜素含量小于S0。
　　 各減源均增加了葉綠體的數(shù)量及單個(gè)葉肉細(xì)胞中單個(gè)葉綠體基粒片層數(shù)；各減源處理葉綠體片層結(jié)構(gòu)均優(yōu)于對(duì)照。ZJ6～ZE12處理下表皮氣孔數(shù)均小于對(duì)照(除ZET6≈CK)。吐絲期減源上、下表皮氣孔數(shù)略小于對(duì)照，差異不顯著。
　　 5、碳代謝相關(guān)酶活性

15、
　　 S2、J6、EB6及SB6處理葉中PEP羧化酶及RUBP羧化酶活性較S0增加，其它減源處理灌漿前期大于S0,灌漿后期小于S0(除ZD3N3S3>S0)。
　　 S2、ZJ6、ZEB6及ZSB6處理葉中SPS及SS活性大于S0；其它減源處理SPS及SS活性灌漿前期大于S0,灌漿后期小于S0(ZD3N3S3、XD3N3S3處理的SPS、SS活性及XD3N3S4處理SPS活性大于S0)。
　　 6、氮代謝相關(guān)酶

16、活性
　　 S2、J6、EB6及SB6處理GOGAT、GDH及GS活性大于對(duì)照S0,其它減源處理葉中酶活性灌漿前期大于S0,而灌漿后期小于S0(除ZD3N3S3及ZD3N3S4的GOGAT和GS活性大于S0外)。
　　 ZD2N0S3、ZD2N0S4、ZD1N3S3及ZD1N3S4處理灌漿前期硝酸還原酶活性大于S0,灌漿后期小于S0外，其它條件下S2、S3及S4處理大于S0。先玉335的S2處理硝酸還原酶活性大于S0(除

17、XD2N0S2處理灌漿后期小于對(duì)照外)，S3及S4處理硝酸還原酶活性均是灌漿前期大于S0,灌漿后期硝酸還原酶活性小于S0(除XD3N3S3及XD3N3S4處理大于S0外)。不同時(shí)期減源灌漿前期各處理酶活性較對(duì)照升高，灌漿后期僅J6、EB6及SB6酶活性大于對(duì)照。
　　 7、葉片活性氧代謝和膜脂過(guò)氧化
　　 S2、J6、EB6及SB6處理SOD、POD、CAT酶活性及可溶性蛋白含量大于S0(ZD2N0S2、XD2N0S2及

18、XD1N3S2處理灌漿后期小于S0；可溶性蛋白XD1N3S2灌漿后期小于S0)；其它減源處理酶活性及可溶性蛋白含量灌漿前期大于S0,而灌漿后期均小于S0(酶活性XD3N3S3、ZDN3S3及ZDN3S4大于S0；可溶性蛋白ZD3N3S3及ZD3N3S4大于S0)。
　　 S2、EB6及SB6處理MDA含量低于S0(ZD2N0S2、XD2N0S2及XD1N3S2灌漿后期略高于S0)；其它減源處理灌漿前期MDA含量低于S0,而灌漿后