不同水平距离垂直断根对夏玉米籽粒发育及产量形成的影响

摘要

本试验于2014~2015年在黄淮海玉米科技创新中心和作物生物学国家重点实验室进行。以两种不同根系构型的高产夏玉米品种郑单958（浅根型，ZD958）和登海661（深根型，DH661）为试验材料，采用大田种植方式，于大喇叭口期（V12）分别在距离植株两侧10cm、20cm、30cm处进行垂直断根，断根深度60cm，以不断根处理为对照，共设计8个处理（ZDCK、ZD10、ZD20、ZD30；DHCK、DH10、DH20、DH30）。研究了夏玉米不同部位根系对籽粒发育及产量形成的影响，旨在为生产中通过农艺措施调整根系分布与功能，进一步提高夏玉米籽粒产量提供理论依据。主要研究结果如下：
　　1.不同距离垂直断根对根系的影响
　　距离植株两侧10cm、20cm处断根后，ZD958与DH661分别切断整体根系的24.81％、11.69%与16.82%、7.52%，改变了两个品种的根系组成，尤其是深层根系所占比例，ZD958保留下来的深层根系比例显著少于DH661，其在地上部分的生长与生态功能发挥上所受到的影响程度显著高于DH661。
　　2.不同距离垂直断根对产量的影响
　　在距离两品种植株10cm及20cm处断根均显著降低其籽粒产量，ZD958产量下降幅度比DH661分别高3.28%、4.46%，其产量下降原因主要是断根后两品种距离植株10cm及20cm处断根处理的穗粒数与千粒重降低，且断根后实际库容与结实率也均有不同程度下降，随着断根距离的减小，下降幅度加剧。
　　3.不同距离垂直断根对干物质与氮素积累的影响
　　距离植株10cm与20cm处断根后显著降低了植株同化能力，尤其降低了花后干物质的积累，ZD10、ZD20花后干物质积累量分别下降了7.75%、2.98%，DH10、DH20花后干物质积累量分别下降了4.64%、2.17%；断根后夏玉米对氮素的吸收能力降低，氮素积累量下降，营养器官中的氮素向籽粒库的转运量增加，ZD958与DH661距离植株10cm与20cm处断根处理分别增加了12.75%、7.41%与10.19%、5.95%，且均达到显著水平，且对ZD958影响更显著。
　　4.不同距离垂直断根对胚乳细胞增殖及籽粒灌浆的影响
　　夏玉米粒重的增加不仅取决于胚乳细胞数的多少，而且还取决于胚乳细胞的物质充实即籽粒灌浆。距离植株不同距离断根后，两品种各处理胚乳细胞数均表现为CK＞T-20＞T-10，断根后胚乳细胞增殖速率、活跃分裂期均下降，随着断根距离的缩小，下降幅度变大，ZD958所受影响程度大于DH661。断根后两品种到达最大灌浆速率时的天数（Tmax）、灌浆速率最大时的生长量（Wmax）、最大灌浆速率（Gmax）、籽粒灌浆活跃期（P）、灌浆速率均下降，从而导致粒重下降，且对浅根型品种ZD958影响更为显著。
　　5.不同距离垂直断根对籽粒内源激素含量的影响
　　距离植株30cm处断根对籽粒内源激素含量无显著影响，其它断根处理对籽粒内源激素含量影响显著。断根降低了籽粒中IAA与ZR的含量，随开花后天数的增加，籽粒中IAA与ZR含量表现为CK＞T-20＞T-10，这也可能是T-10、T-20处理籽粒灌浆前期胚乳细胞增殖慢、籽粒灌浆速率低的重要原因。断根后，籽粒中ABA含量在灌浆初期表现为CK＞T-20＞T-10，而灌浆后期则呈现出相反趋势。随着授粉后天数增加，两品种GA含量均呈现出逐渐下降的趋势，并且两品种籽粒GA含量均为T-10＞T-20＞CK，说明在灌浆初期较高的GA含量不利于T-10、T-20处理的籽粒灌浆。

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中文摘要

英文摘要

1前言

1.1目的意义

1.2国内外研究现状

2.材料与方法

2.1试验设计

2.2测定项目及方法

3结果分析

3.1夏玉米根系分布

3.2断根对夏玉米产量及产量构成因素的影响

3.3断根对夏玉米潜在穗粒数和结实率的影响

3.4断根对夏玉米植株干物质积累的影响

3.5断根对夏玉米氮素积累的影响

3.6断根对夏玉米籽粒发育的影响

4讨论

4.1不同距离断根对根系的影响

4.2不同距离断根对产量的影响

4.3不同距离断根对干物质及氮素积累的影响

4.4不同距离断根对籽粒灌浆的影响

4.5不同距离断根对籽粒内源激素的影响

5结论

5.1不同距离垂直断根对根系的影响

5.2不同距离垂直断根对产量的影响

5.3不同距离垂直断根对干物质与氮素积累的影响

5.4不同距离垂直断根对胚乳细胞增殖及籽粒灌浆的影响

5.5不同距离垂直断根对籽粒内源激素含量的影响

参考文献

致谢

攻读硕士期间论文发表情况