氮素水平对不同优势玉米杂交种产量形成及同化物运转的影响

发布时间：2018-10-25 10:40

【摘要】：玉米籽粒高效灌浆是其高产高效的重要特征之一,而不同基因型玉米品种籽粒灌浆效率存在明显差异。为明确不同基因型品种籽粒灌浆特性及物质运转的差异及其与产量的关系,本文以不同优势类型品种郑单958、中单909、伟科702(ZD958类型品种,Reid×唐四平头模式)和先玉335、农华101、京科968(XY335类型品种,Reid×Lancaster模式)为试验材料,设置3个氮肥施用水平(N0:0kg/hm~2;N1:100kg/hm~2:N3:300 kg/hm~2)两个种植密度(D1:67500株/hm~2;D2:90000株/hm~2),采用13C同位素标记及显微镜观察方法,系统研究了两类不同优势玉米品种灌浆特性、维管束结构、同化物转运及其与产量形成的关系。主要研究结果如下:(1)适宜氮肥两种密度条件下,XY335类型品种产量均高于ZD958类型品种。正常密度(67500株/hm~2)和高密度(90000株/hm~2)条件下,分别提高0.17%和5%,其中XY335类型品种主要是通过增加穗粒数提高产量,ZD958类型品种则主要是通过增加千粒重提高产量。随着施氮量的增加,两类型品种的穗粒数、千粒重均增加,XY335类型品种穗粒数增加的幅度大于ZD958类型品种,而ZD958类型品种千粒重增加幅度大于XY335类型品种。正常密度适宜氮肥(300 kg/hm~2)条件下XY335与ZD958类型品种籽粒产量差异不显著,而高密度条件下XY335类型品种的产量则显著高于ZD958类型品种。(2)XY335类型品种灌浆过程对氮肥反应敏感,而ZD958类型品种则对密度反应敏感。XY335类型品种平均灌浆速率和最大灌浆速率均显著高于ZD958类型品种,但灌浆持续期则显著短于ZD958类型品种。随着密度增加,XY335类型品种灌浆持续期呈增加趋势,而ZD958类型品种灌浆持续期则呈减少的趋势;适宜氮肥条件下,XY335类型品种高密度较正常密度灌浆持续期增加12%、ZD958类型品种则减少6%;XY335类型品种籽粒灌浆高峰出现日期较ZD958类型品种提前3-5天。正常密度条件下,XY335类型品种灌浆高峰后籽粒增长速率显著小于ZD958类型品种。(3)XY335类型品种具有良好的维管束结构特征,可有效促进物质运输、提高籽粒灌浆速率。基部茎节XY335类型品种的大(小)维管束面积、大维管束韧皮部面积、维管束密度均大于ZD958类型品种;无氮肥(Okg/hm~2)和低氮(100kg/hm~2)条件下,两个密度XY335类型品种穗柄维管束数目均显著小于ZD958类型品种;适宜氮肥及适宜密度条件下,XY335类型品种大维管束木质部和韧皮部面积均高ZD958类型品种,分别提高9.2%和0.6%;高密度条件下,XY335类型品种大维管束木质部和韧皮部面积分别较ZD958类型品种减少54%和32%。XY335类型品种的穗位大维管束和小维管束总面积均大于ZD958类型品种,适宜氮肥条件下,两个密度XY335类型品种穗位维管束密度均显著低于ZD958类型品种,适宜密度与高密度比较XY335类型品种大维管束面积较ZD958类型品种增加29%。两个种植密度的ZD958类型品种玉米穗轴大维管束面积总和、大维管束木质部面积均大于XY335类型品种;ZD958类型品种小维管束木质部、韧皮部及总面积均小于XY335类型品种。(4)XY335类型品种花后干物质积累量大于ZD958类型品种,但两类型品种花后干物质积累贡献率无显著差异。适宜密度和氮肥条件下,灌浆期XY335类型品种标记的13C分配到茎秆和籽粒中的比例均显著高于ZD958类型品种;高密度适宜氮肥条件下,两类型品种茎秆和籽粒中碳素分配比例差异不显著,成熟期籽粒中碳素分配比例均显著高于其它器官;在适宜氮肥条件下,高密度与适宜密度比较,XY335类型品种碳素在籽粒中的分配比例减少9%、ZD958类型品种减少23%。总之,在高密度适宜施氮条件下,XY335类型品种产量显著高于ZD958类型品种,其产量的增加主要来自于维管束结构及功能改善、光合产物及营养物质运输变畅、灌浆期物质运转效率提高、到达最大灌浆速率时间明显缩短、籽粒平均灌浆速率提高,从而实现了玉米密植群体高效灌浆和籽粒产量提高。
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【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S513
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本文编号：2293471