华北夏玉米干物质分配系数试验研究

摘要

干物质分配系数能精确表达干物质向茎、叶和储存器官的分配情况，是驱动玉米生长发育模型的关键参数。作为中国玉米的主要产区之一，华北地区水资源的极为短缺，干旱发生尤为频繁，常常给农业生产造成严重损失。因此在华北地区开展田间控水试验，研究玉米干物质分配系数变化规律对保障玉米产业发展具有重要意义。本研究利用2013年、2014年连续两年在山东夏津、河北固城、山西运城进行的夏玉米田间控水试验观测资料，采用比值法、线性回归等订正方法，获取完整的玉米全生育期内生物量序列；在此基础上，以有效积温模拟的发育进程为自变量，构建了水分充足状态下华北夏玉米干物质分配的动态变化模型并探讨了水分胁迫下不同发育阶段玉米各器官干物质分配系数的变化情况。结果表明：
　　（1）三站玉米干物质分配系数有相同的时间动态变化特征。叶片干物质分配系数从出苗开始持续减少；茎秆干物质分配系数先增后减，最大值出现在抽雄前后；穗棒干物质分配系数在玉米抽雄后持续增加，抽雄后20d左右达到1，即干物质不再向叶茎分配。
　　（2）华北夏玉米生育期内叶、茎、穗棒干物质分配系数在水分充足状态下呈常态化，且均可用分段式非线性模型模拟。叶的干物质分配系数以抽雄后10～15d为界，之前干物质分配系数随发育进程可用三次多项式动态模型模拟，之后变为0；茎的干物质分配系数以抽雄后20～25d为界，之前干物质分配系数随发育进程可用四次多项式动态模型模拟，之后变为0；穗棒干物质分配系数通过依据任意发育阶段叶、茎、穗棒的干物质分配系数之和为1的原则计算求得。检验结果表明水分充足状态下华北地区夏玉米干物质分配系数动态模型模拟效果良好。
　　（3）华北夏玉米生育期内叶、茎、穗棒干物质分配系数受干旱胁迫时，干物质分配系数受土壤湿度变化影响显著。在苗期玉米叶片干物质分配系数与土壤相对湿度呈非线性负相关，茎秆干物质分配系数与土壤相对湿度呈非线性正相关，即受旱时干物质以向叶片分配为重心。在穗期玉米叶片干物质分配系数与土壤相对湿度呈非线性负相关，茎秆干物质分配系数与土壤相对湿度呈非线性正相关，即受旱时干物质以向叶片分配为重心。抽丝期玉米叶、茎干物质分配系数与土壤相对湿度均呈非线性负相关，穗棒干物质分配系数与土壤相对湿度呈非线性正相关，说明此阶段受旱致使干物质向穗棒分配减少，影响最终产量的形成。所有模型中方程均通过0.05概率水平检验。
　　本文通过在华北地区夏津、固城、运城3个地点进行的连续两年田间控水试验，在对试验数据分析订正基础上，构建一套完整的华北夏玉米叶、茎干物质分配系数动态模型，实现了计算玉米发育期内任意阶段干物质分配系数的可能。同时探讨了水分胁迫下不同发育阶段玉米各器官干物质分配系数的变化规律，为玉米生长发育模型相关研究提供了参考。

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第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 相关研究现状

1.3 研究内容与技术路线

第2章 玉米田间水分控制试验

2.1试验地概况

2.2 试验品种及播种情况

2.3 各试验小区土壤湿度概况

2.4 玉米发育期及生物量观测

2.5 气象要素观测

2.6 本章小结

第3章 试验数据处理

3.1 生物量数据订正

3.2发育进程的计算

3.3干物质分配系数的计算

3.4 本章小结

第4章 充足水分下玉米干物质分配系数的模型模拟

4.1 各试验站玉米干物质分配系数计算结果

4.2 充足水分下玉米干物质分配系数模型建立

4.3玉米干物质分配系数模型的检验

4.4 本章小结

第5章 水分胁迫下玉米干物质分配系数的变化模拟

5.1 构建水分胁迫下玉米干物质分配系数变化模型概述

5.2 不同发育阶段水分驱动玉米干物质分配系数变化模型

5.3 本章小结

结论与讨论

结论

讨论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

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致谢