超高产玉米与普通玉米源库关系及产量的比较研究

摘要

本试验对在相同环境和栽培条件下种植的2个超高产(紧凑型)品种——先玉335、郑单958和2个普通(平展型)品种——通吉100、长城799共4个品种产量形成的生理过程和源库协调机制，以及不同生长发育阶段的“源库”调节手段与效果进行了系统的比较研究。试验历时2年，于2005-2006年分别在吉林农业大学试验站和桦甸红石乡进行。本试验采用随机区组设计，三次重复。密度以该品种最佳密度为准。从苗期开始，每20天1次调查玉米的形态指标、叶面积、叶面积指数、光合势并测定叶绿素含量；在主要生育时期测定植株各器官的干物质积累情况；从灌浆期开始每6天测定籽粒鲜(干)重、体积和灌浆速率；同时每5天测定胚乳细胞的动态增殖和淀粉的含量；玉米收获后进行考种测产。结果表明： 1.4个品种中，超高产品种与普通品种产量和经济系数之间存在着显著的差异。产量和经济系数顺序为：先玉335>郑单958>长城799>通吉100；2个超高产品种之间的经济系数在0.05水平差异显著，在0.01 水平不显著：2个普通品种在0.05水平差异显著，在0.01水平不显著。但是超高产品种与普通品种之间的经济系数在0.01和0.05水平差异都显著。 2.灌浆速率和灌浆过程持续天数均与粒重呈显著相关，实验结果显示超高产品种先玉335与郑单958的高值持续期分别为56d和48d，而长城799与通吉100的高值持续期均为39d。表明超高产潜力大的玉米品种其籽粒灌浆速率高值持续期较长，灌浆持续天数和灌浆速率对粒重起决定性作用。 3.籽粒胚乳细胞增殖动态与粒重的关系。增殖动态用Richards曲线方程拟合，不同品种间胚乳细胞数目有明显的差异，表现为先玉335>郑单958>通吉100>长城799；而粒重则表现为先玉335>郑单958>长城799>通吉100。逐步回归分析表明同一品种粒重主要与胚乳细胞数有关，胚乳细胞数目、单个细胞重量与粒重均存在极显著正相关，胚乳细胞数对粒重影响最大，单个胚乳细胞重次之；而不同品种间粒重除了决定于胚乳细胞数和单个细胞重外，还决定于物质的充实状况。 4.群体条件下超高产品种的叶面积指数和光合势均高于普通品种，但是叶面积指数过高和过低都不利于提高粒叶比。适宜的叶面积指数，才能协调群体花后源库关系实现高产，而且花后光合势与产量之间存在极显著的正相关(r=0.988<'**>)。先玉335和郑单958吐丝期和成熟期LAI与产量及其构成因素均呈正相关，其中与产量达显著水平。相关分析表明，LAI、光合势与4个品种产量及穗粒数呈显著正相关，而与百粒重相关性不大。 5.4个品种粒叶比由高到低的顺序是先玉335>郑单958>长城799>通吉100。先玉335和郑单958的粒叶比分别为0.137和0.128，较高的粒叶比是现代超高产品种的重要特征。先玉335和通吉100粒叶比差异极显著(p≤0.01)；4个品种茎鞘物质输出率差异极显著(p≤0.01)，由低到高的顺序是先玉335<郑单958<长城799<通吉100。先玉335的茎鞘物质输出率最小：而通吉100茎鞘物质输出率最大，茎鞘物质输出率与产量及其构成因素均呈负相关，但与产量的负相关性最明显，其中通吉100相关系数达(-0.8878<'**>)长城799相关系数达(-0.7869<'*>)。 6.粒重与籽粒最大体积和充实度均呈极显著线性正相关。通径分析表明，对粒重起主要作用的是籽粒充实度，P<,X→Y>=0.5872；其次是籽粒最大体积，P<,X→y>=0.463。普通品种的充实度小，而且群体叶面积指数衰减速率大，长城799在乳熟至灌浆期和成熟至蜡熟期衰减速率达-0.057LAI/d；通吉100在蜡熟至乳熟期衰减速率达-0.06LAI/d。高产品种叶面积指数衰减的速率较小。正因为普通品种长城799和通吉100最大叶面积指数小，后期叶面积指数衰减速率大，造成后期源供应不足。本试验条件下，在源库关系上比较先玉335和郑单958属较典型的源库互作型；而长城799和通吉100源限制型。 本试验研究结果表明：超高产玉米品种具有较高的产量，主要与其在生长的过程中具有较高的粒叶比、茎鞘物质输出率低、胚乳细胞数目多、籽粒灌浆速率高值持续期长、群体叶面积指数高、花后总光合势大有关。粒叶比是衡量源库是否协调的一种数量化表示法，即高粒叶比具有强源畅流的作用，在适宜的叶面积指数和光合势范围内，扩大群体总库容、提高粒叶比，有利于获得高产。本研究项目的完成，为玉米高产优质、高效栽培的主攻方向及合理组装等有关技术提供了理论依据，也为寻求一条适合于吉林省玉米超高产的种植之路奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1国内外研究现状

1.1.1世界玉米发展现状

1.1.2我国玉米发展现状

1.1.3吉林省玉米发展现状

1.1.4源、库理论

1.1.5源库关系

1.1.6玉米产量形成与“源库”关系

1.1.7高产玉米产量形成与构成因素

1.1.8实现玉米源、库协调发展的途径

第二章材料与方法

2.1材料与方法

2.2田间试验设计

2.3供试土壤主要理化性状

第三章测定项目和方法

3.1土壤主要理化性状测定

3.1.1土壤全氮量的测定

3.1.2土壤全磷量的测定

3.1.3土壤碱解氮含量的测定

3.1.4土壤速效磷含量的测定

3.1.5土壤速效钾含量的测定

3.1.6土壤有机质含量的测定

3.1.7土壤pH值测定

3.2调查项目及方法

3.2.1形态指标的测定

3.2.2叶面积与叶面积指数

3.2.3光合势

3.2.4干物质积累

3.2.5叶绿素含量

3.2.6籽粒相关指标的测定

3.2.7玉米产量及相关性状测定

3.3数据分析

第四章结果与分析

4.1不同品种玉米库特性的比较(产量与产量构成)

4.1.1经济产量、生物产量和经济系数比较

4.1.2产量构成因素的比较

4.1.3籽粒充实期的灌浆分析

4.1.4胚乳细胞数与粒重的关系

4.1.5灌浆期各主要因子特性比较

4.1.6籽粒灌浆的通径分析

4.1.7籽粒体积(库容)的动态变化

4.1.8籽粒单位体积和充实度与粒重的动态变化比较

4.2不同品种玉米源特性的比较(群体源的形成与特性)

4.2.1叶面积指数动态变化比较

4.2.2不同品种群体叶面积指数生长速率比较

4.2.3光合势的动态变化

4.2.4玉米地上部干物质的变化

4.2.5玉米群体叶面积指数(LAI)、光合势(LAD)与群体干物质(MDA)生产相关分析

4.2.6不同玉米品种叶绿素的比较研究

4.3源库关系

4.3.1不同品种玉米源库关系的比较

4.3.2产量形成的源库关系比较

4.4产量及产量构成因素相关形状分析

第五章小结与讨论

5.1不同品种玉米库特性

5.1.1不同品种籽粒灌浆特性

5.1.2不同品种胚乳细胞和粒重的关系

5.2玉米群体源特性

5.2.1玉米群体叶面积指数(LAI)、光合势(LAD)与群体干物质(MDA)生产

5.2.2不同玉米品种叶绿素

5.3不同品种源库关系

5.3.1叶面积指数、光合势和叶绿素与产量及其构成的关系

5.3.2茎鞘物质输出率、粒叶比与产量及其构成关系

结论

参考文献

致谢

作者简介

硕士期间发表的学术论文