播种期相对含水量对夏玉米成苗的影响及其生物炭调控效应

摘要

针对华北地区初夏旱影响夏玉米适期播种这一问题，于2015年6月至10月在河南科技大学农学院试验农场防雨棚内通过管栽和小区试验，进行了播种期不同基础相对含水量对夏玉米成苗的影响及其生物炭调控的研究。主要研究结果如下：
　　（1）土壤相对含水量为60％时为玉米萌发所需水分最低阈值。
　　随着相对含水量的增加，在第6天各处理5 cm处含水量比播种当天下降26.1%、37.9%、46.2%和46.5%；处理10cm处含水量比播种当天下降25.7%、33.7%、40.3%和42.3%。种子吸水能力在相对含水量70%和80%时表现基本一致，比相对含水量为50%和60%时分别提高了72.1%和24.5%；出苗率在相对含水量为80%时达到最大值；根长和芽长以及地上部和地下部干重均在相对含水量为80%时达到最大值，且相对含水量低于60%时差异明显。苗期叶片中脯氨酸的含量和保护酶系SOD、POD、CAT活性随着相对含水量的降低呈现出先升高后降低的趋势，当相对含水量降到60%时达到最大值，与50%、70%和80%处理相比，脯氨酸含量分别提高了25%、36.4%和94.2%；SOD活性分别提高了62.3%、26.5%和158.2%；POD分别提高了30.8%、31%和57.4%；CAT分别提高了15.4%、50%和130.7%。叶片的水势和可溶性蛋白含量均随着含水量的增加而增加；叶片质膜透性随着含水量的增加而降低。
　　（2）生物炭的添加降低了夏玉米成苗所需的最低土壤相对含水量。
　　相同时间内，施炭处理和不施炭处理相比，种子含水量平均提高了15.6%；出苗率在相对含水量为70%时最高，且提高了12.5%；地上部和地下部干重分别提高了42.3%和12.4%；根长和芽长分别提高了6.7%和30.4%。苗期叶片中脯氨酸的含量和保护酶系 SOD、POD、CAT活性在相对含水量为60%和70%时均有施炭处理低于不施炭处理，当相对含水量为50%时，施炭处理则高于不施炭处理。叶片的水势和可溶性蛋白含量均表现为施炭处理高于不施炭处理，叶片质膜透性则表现为施炭处理低于不施炭处理。
　　（3）施加土壤重量2%的生物炭土壤提高了玉米产量。
　　品种伟科702和先玉335在施炭条件下出苗率分别提高了9.1%和8.1%，玉米植株的株高分别提高了5.5%和11.4%；单株叶面积分别提高了5.7%和16.9%；干物质积累量分别提高了10.3%和4.7%。叶片和叶鞘的干物质转运率和降低了茎秆的干物质转运率。除此之外，生物炭的添加改变了作物产量构成要素，如有效地提高了穗的行粒数和籽粒的百粒重等相关指标，降低了穗的秃尖程度。

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第1章 文献综述

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 干旱对玉米生产的影响及其特点

1.2.2 玉米种子萌发及成苗期间的形态生理变化

1.2.3 水分对玉米种子萌发及成苗的影响

1.2.4 水分胁迫条件下促进种子发芽出苗的调控措施

1.2.5 生物炭的作用及其应用

第2章 播种期土壤含水量对玉米成苗的影响

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 试验地概况

2.2.2 试验设计与供试材料

2.2.3 测定指标及方法

2.2.4 数据处理及分析方法

2.3 结果与分析

2.3.1 5 cm和10 cm相对含水量随时间变化

2.3.2 种子含水量的变化

2.3.3 对种子出苗率的影响

2.3.4 对种子地上部和地下部干重的影响

2.3.5 对种子根长的影响

2.3.6 对种子芽长的影响

2.3.7 对玉米叶片内脯氨酸含量的影响

2.3.8 对玉米叶片内SOD活性的影响

2.3.9 对玉米叶片内POD活性的影响

2.3.10 对玉米叶片内CAT活性的影响

2.3.11 对玉米叶片水势的影响

2.3.12 对玉米叶片可溶性蛋白质含量的影响

2.3.13 对玉米叶片质膜透性的影响

2.4 讨论

第3章 生物炭对土壤水分的调控作用及对夏玉米成苗的影响

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.2.1 试验地的概况

3.2.2 试验设计与供试材料

3.2.3 测定指标及方法

3.2.4 数据处理及分析方法

3.3 结果与分析

3.3.1 5 cm和10 cm相对含水量随时间变化

3.3.2 对种子含水量的影响

3.3.3 对种子出苗率的影响

3.3.4 对种子地上部和地下部干重的影响

3.3.5 对种子根长的影响

3.3.6 对种子芽长的影响

3.3.7 对玉米叶片内脯氨酸含量的影响

3.3.8 对玉米叶片内SOD活性的影响

3.3.9 对玉米叶片内POD活性的影响

3.3.10 对玉米叶片内CAT活性的影响

3.3.11 对玉米叶片水势的影响

3.3.12 对玉米叶片可溶性蛋白质含量的影响

3.3.13 对玉米叶片质膜透性的影响

3.4 讨论

第4章 生物炭对注水抗旱播种的影响

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 试验地的概况

4.2.2 试验设计与供试材料

4.2.3 测定指标及方法

4.2.4 数据处理及分析方法

4.3 结果与分析

4.3.1 对种子出苗率的影响

4.3.2 对玉米株高的影响

4.3.3 对玉米单株绿色叶片数的影响

4.3.4 对玉米植株叶面积的影响

4.3.5 对不同品种各生育时期干物质积累量的影响

4.3.6 对不同品种处理玉米地上器官干物质转运率的影响

4.3.7 对玉米作物产量结构的影响

4.4 讨论

第5章 结论

参考文献

缩略语词汇表

致谢