深层根系对夏玉米花后植株生长及产量形成的调控

摘要

以高产夏玉米品种郑单958(ZD)和登海661(DH)为材料，采用土柱栽培方式，设置3个断根水平（不断根处理CK、地表下40 cm处断根T-40、地表下80 cm处断根T-80），于开花期进行断根，研究深层根系对花后地上部生长及产量形成的调控作用，为生产中塑造高产高效根群结构，提高籽粒单产提供理论依据。主要研究结果如下:
　　 1.深层根系对产量及产量构成的影响
　　 深层土壤中根系氯化三苯基四氮唑(TTC)还原强度高，根系活力强，功能期长，对产量形成有重要作用。40-80 cm的根系对穗粒数和千粒重均有显著影响，80 cm以下根系主要影响籽粒千粒重，切断深层根系后产量显著降低。高产栽培中促进根系下扎，保持深层根系活力，对于提高玉米单产具有重要意义。
　　 2.深层根系对氮素吸收及转运的调控作用
　　 切断玉米深层根系后，整体根系活力和氮代谢酶（硝酸还原酶、谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶）活力显著降低，根系对氮素的吸收能力下降。由于根系同化吸收能力的减弱，籽粒形成期营养器官中的氮素转运量增加，其中叶片的贡献率最大，其次是茎、叶鞘和苞叶。且随断根深度的提高，籽粒氮素积累对营养器官的氮素转运依赖增强，叶片氮素的大量转运加速了植株的衰老。
　　 3.深层根系对叶源特性的调控作用
　　 保持深层根系活力能够延缓叶片衰老，提高净光合速率，延长光合高值持续期。切断深层根系后，光合叶面积减小，叶绿素含量降低，SOD、POD活性下降，MDA含量上升，加速了叶片衰老进程，光合关键酶活性降低，抑制了光化学反应的进行，电子传递速率下降，PSⅡ实际光化学效率和PSⅡ最大光合效率显著降低，光合机构受到破坏，导致净光合速率下降，光合能力降低。
　　 4.深层根系对根系伤流强度及组分含量的影响
　　 切断深层根系后根系活力下降，伤流强度明显减小，伤流液中Mg、B、Fe和Zn的含量显著降低，随断根深度的提高，下降幅度逐渐增大。深层根系在玉米根系对微量元素的吸收中起着重要作用。

目录

声明

符号说明

摘要

1 前言

1．1 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 根系对地上部干物质积累与分配的影响

1．2．2 根系对叶片光合性能的调控

1．2．3 根系对叶片衰老进程的调控

1．2．4 根系对矿质元素的吸收与分配的影响

2．材料与方法

2．1 试验地点与材料

2．2 试验设计

2．3 取样方法

2．4 测定项目与方法

2．4．1 根系活力指标

2．4．2 根长密度(RLD)、根尖数、根干重

2．4．3 单株叶片面积、净光合速率及叶绿素含量

2．4．4 光合关键酶活性

2．4．5 SOD、POD活性及MDA含量

2．4．6 氮代谢酶活性

2．4．7 植株样品含氮量

2．4．8 根系伤流强度及其微量元素含量

2．4．8 相关计算公式及说明

2．5 数据处理与分析

3 结果与分析

3．1 深层根系对玉米产量形成的影响

3．1．1 产量及产量构成

3．1．2 干物质积累动态

3．1．3 干物质积累与分配

3．2 根系在不同土层中的分布与活性

3．2．1 根系的数量特性

3．2．2 根系的质量特性

3．3 深层根系对矿质元素吸收与分配的调控作用

3．3．1 植株15N积累量

3．3．2 植株各器官氮素积累与转运

3．3．3 氮代谢酶活性

3．3．4 磷素积累

3．3．5 钾素积累

3．4 深层根系对玉米叶片光合性能的调控

3．4．1 绿叶面积

3．4．2 叶绿素含量

3．4．3 净光合速率

3．4．4 叶绿素荧光参数

3．4．5 光合关键酶活性

3．5 深层根系对膜脂过氧化的调控

3．5．1 可溶性蛋白含量

3．5．2 SOD活性

3．5．3 POD活性

3．5．4 MDA含量

3．6 不同层次根系对根系伤流强度及其微量元素含量的调控作用

3．6．1 根系伤流强度

3．6．2 根系伤流液中微量元素含量

4．讨论

4．1 根系与产量

4．2 深层根系对高产夏玉米叶片光合特性及其关键酶活性的影响

4．3 深层根系对高产夏玉米叶片衰老特性的调控

4．4 深层根系对氮素积累转运及氮代谢酶的调控

4．5 深层根系对根系伤流强度及其组分含量的影响

5 结论

5．1 深层根系对产量及产量构成的影响

5．2 深层根系对叶源特性的调控作用

5．3 深层根系对氮素吸收及转运的调控作用

5．4 深层根系对根系伤流强度及组分含量的影响

参考文献

致谢

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