不同密度下高产玉米灌浆特性及灌浆期棒三叶光合特性的研究

发布时间：2019-04-03 08:23

【摘要】：籽粒灌浆是玉米产量形成的重要过程,受群体中植株各器官复杂生理活动的影响,叶片光合作用的强弱对籽粒的物质积累起到尤其重要的作用。本研究以高产玉米杂交品种ZD958(郑单958)、XY335(先玉335)为材料,测定45000株/hm2、60000株/hm2和75000株/hm2密度下灌浆期棒三叶(穗上位叶、穗位叶、穗下位叶)的荧光动力学参数和光合色素含量、籽粒的灌浆速率、单个植株干物质积累及分配、穗位叶光合作用关键酶基因PEPC和PsbA的相对表达量。通过分析不同密度下两个品种的灌浆特性、光合特性及关键酶基因相对表达量,研究高产玉米灌浆过程中穗上位叶、穗位叶、穗下位叶光合特性规律,希望能在光合特性及分子方面为高产玉米的育种提供理论依据,为玉米耐密植品种的筛选提供参考。主要结果如下:(1)种植密度对高产玉米产量的影响:不同品种玉米产量对密度的响应存在差异,随种植密度增加,单株显著减产,但群体产量随种植密度增加显著增产。ZD958在60000株/hm2密度下产量达到9708 kg/hm2,XY335在同密度处理下与ZD958产量表现趋势一致,密度为60000株/hm2时产量达到最高为10117 kg/hm2。(2)种植密度对高产玉米灌浆期百粒重的影响:灌浆前期(20～40 d)百粒重迅速增加、灌浆后期(40～60 d)百粒重平缓增加。增大种植密度会降低灌浆前期迅速增加阶段的籽粒灌浆速率,ZD958和XY335百粒重的增加速率都随密度的升高而下降,75000株/hm2密度下,籽粒灌浆速率降幅最大。(3)种植密度对高产玉米灌浆期干物质积累及分配的影响:群体产量和干物质累积量随种植密度的增加显著升高,单株产量和干物质累积量则与之相反。在籽粒灌浆的过程中,ZD958和XY335地上部分的单株干物质积累速率呈单峰曲线趋势。在灌浆前期,地上部干物质积累量主要是以茎鞘为主,在灌浆后期,干物质的积累主要是以籽粒为主。(4)种植密度对高产玉米灌浆期棒三叶光化学活性的影响:与45000株/hm2密度相比,在60000株/hm2和75000株/hm2密度下,ZD958和XY335棒三叶的PSII活性都呈下降趋势,穗上位、穗位、穗下位叶的有活性反应中心(RC)数量为:75000株/hm260000株/hm245000株/hm2,同时放氧复合体的损伤(Wk)程度:75000株/hm260000株/hm245000株/hm2。三个叶位中,穗下位叶的下降幅度最大。(5)种植密度对高产玉米灌浆期棒三叶光合色素含量的影响:ZD958和XY335穗上位、穗位、穗下位叶的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶黄素含量都随着种植密度的增加呈下降趋势。灌浆前期,两个高产品种穗上位、穗位叶的光合色素含量差异不明显,并且大于穗下位叶,灌浆后期棒三叶的光合色素含量达到最低,且差异显著(P0.05)。(6)种植密度对高产玉米灌浆期穗位叶PEPC、PsbA相对表达量的影响:随着种植密度的增加,PEPC的相对表达量随着灌浆期的进行呈下降趋势,但是不同密度下相对表达量的下降幅度不同,为75000株/hm260000株/hm245000株/hm2。不同密度下,在整个灌浆期,PsbA的相对表达量呈波动变化趋势,在授粉后0 d和20 d最高,三个密度下的下降幅度相差不大,这可能与抗逆性有关。结果表明,适当的增加种植密度可以显著提高产量,在60000株/hm2密度下,更适合ZD958和XY335籽粒中干物质的积累。穗部性状中除突尖长外其他性状的大小均显著减少,单株产量降低,这与灌浆期叶片的光合能力及光合作用关键酶基因的表达量有关,随着密度的增加,穗上位、穗位、穗下位叶的荧光参数、光合色素含量均呈下降趋势。种植密度的增加使群体产量增大,这说明增加产量的关键因素是适当的提高种植密度。
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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：2453065