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关中夏播区不同玉米品种干物质积累及光合潜力分析
发布日期:2018-02-03  来源:西北农业学报   浏览次数:31
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玉米是我国重要的粮食作物之一,其产量的持续增加是促进我国国民经济发展和保障国家粮食安全的
关键。近年来,我国进行了许多高产攻关研究,并在此基础上进行干物质积累、光合潜力及栽培技术的研
究,但在玉米实际生产中,实现玉米大面积高产的目标困难重重,不同区域玉米高产机制的研究尚不深入。
干物质积累量与产量呈正相关关系,提高干物质的生产力尤其是提高花后干物质的积累量是提高玉米
产量的基础[1-3]。作物生长整个生育期的群体叶面积指数(LAI)是表示光合性能的指标,也是群体结构的
重要量化指标,它直接影响群体的光合能力和经济产量的形成[4-7]。在田间利用 SPAD-502 叶绿素仪来测定
叶片 SPAD 值是一种快捷、简单的方法,它可以作为一种预测玉米产量的指标,其诊断准确度受生育时期、
测定叶片的位置、田间环境等多种因素的影响[8-9]。穗位叶是玉米叶片中重要的功能叶片,穗位叶性状与产
量具有极显著正相关关系[10]。研究不同生育时期穗位叶 SPAD 值与产量的相关关系,用以指导预测玉米早
期产量。
本研究选用 13 个玉米品种,对其干物质生产及光合潜力进行分析,以期为陕西关中夏灌区玉米品种的
选育及适合此区种植玉米高产栽培技术提供一定理论依据,对陕西关中夏灌区玉米品种的推广示范也具有
一定的指导意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试验设计
供试杂交种:KWS3564、农华 101、先玉 335、陕单 609、郑单 958、CX712、陇单 9 号、真金 8 号、
忻玉 6028、长试 106、陕单 616、登海 11、中单 909。均由西北农林科技大学农学院玉米课题组提供。
试验采用随机区组设计,重复3次。6行区小区,行长6m,行距0.6m,小区面积为6m×3.6m =21.6m
2,
密度7.5×104
/hm2。
试验地土壤肥力中等,播种前精细整地,采用“手摆粒”人工播种方式,操作精细。试验施肥量为纯
N15.0kg/亩,P2O58.0kg/亩,按40%氮肥及全部磷肥以底肥施入,拔节期追施其余60%的氮肥,施肥方式采用
人工开沟条施,施肥深度15cm。整个生育期及时间苗、定苗、灭草。
1.2 测定内容及方法
1.2.1 干物质转运积累
于拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝后 25 天和成熟期从每个小区内选取 5 株长势均匀的玉米植株,
称鲜重,于烘箱内 105℃条件下杀青 30min,然后 80℃下烘干至恒重称干重,计算干物质积累与转运量。
1.2.2 叶面积
在玉米拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝后 25 天、吐丝后 32 天、吐丝后 39 天和成熟期测定叶面积,
LA=l(叶片最大长度)×w(叶片最大宽度)×0.75,计算叶面积指数(LAI),LAI=单株叶面积×单位土
地面积内株数/单位土地面积。
1.2.3 SPAD 值
分别于拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝后 15 天、吐丝后 25 天、吐丝后 32 天、吐丝后 39 天、吐
丝后 46 天和成熟期利用 SPAD-502 叶绿素仪测定 SPAD 值。在每个小区内随机选取长势均匀的 10 个植株,
拔节期和大喇叭口期测定第 6 片叶,其他时期测定穗位叶,测定部位均为叶片中部,避开叶脉。
1.2.4 产量及收获指数
成熟期从每小区选取 3 行区实收测产,从中选取 10 个果穗进行室内考种,测定穗长、穗粗、穗行数、
行粒数、百粒重等相关指标,按照籽粒含水量 14%折算成产量,并计算收获指数。
1.3 数据处理与统计分析
数据应用 Microsoft Excel 2010 软件进行处理与绘制图表,SPSS11.0 和 DPS7.05 软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同品种的产量及农艺性状
由表 1 可知,产量超过 10000kg/hm2 的品种,分别为郑单 958、中单 909、CX712、农华 101、陕单 609
和忻玉 6028。不同品种株高、穗位高差异显著,其中登海 11 的株高、穗位高最高,分别为 329.83cm、146.67cm,
郑单 958 的株高最低,为 255.50cm,KWS3564 的穗位高最低,为 92.17cm,而综合株高与穗位高的比值,
郑单 958 与陕单 609 最大,穗位高/株高比值分别为 0.49、0.46,两个品种的穗上节间相对拉长程度最高,
抗倒伏能力较强。
表 1 供试品种的产量及农艺性状
Table 1 Yield and plant traits of the hybrid maize cultivars
品种 产量 收获指数 株高 穗位高 穗位高/株高
Hybrid Yield(kg/hm2
) Harvest index Plant height(cm) Ear height(cm)
Ratio of ear to plant
height
KWS3564 9446.57 def 0.45 ab 259.50 ab 92.17 g 0.36 ef
农华 101 Nonghua101 10362.34 abcd 0.42 bc 305.17 c 115.83 cde 0.38 cde
先玉 335 Xianyu335 9879.96 cde 0.36 de 305.00 c 113.00 de 0.37 def
陕单 609 Shandan609 10137.21 bcde 0.39 cde 267.67 ab 130.17 b 0.49 a
郑单 958 Zhengdan958 11358.72 a 0.49 a 255.50 a 117.33cd 0.46 ab
CX712 10650.43 abc 0.39 cde 283.33 bc 94.00 g 0.33 f
陇单 9 号 Longdan9hao 9461.68 def 0.46 ab 297.50 c 98.50 fg 0.33 f
真金 8 号 Zhenjin8hao 9246.44 ef 0.44 ab 294.00 c 114.33 de 0.39 cde
忻玉 6028 Xinyu6028 10044.43 bcde 0.39 cde 284.50 bc 118.67 cd 0.42 bcd
长试 106 Changshi106 9749.02 cdef 0.36 cde 299.83 c 125.83 bc 0.42 bc
陕单 616 Shandan616 8813.48 f 0.41 bcd 305.00 c 105.83 ef 0.35 ef
登海 11 Denghai11 8759.29 f 0.38 cde 329.83 d 146.67 a 0.44 ab
中单 909 Zhengdan909 10975.48 ab 0.35 e 262.00 ab 110.33 de 0.42 bc
注:小写字母表示在 0.05 水平上差异显著性
Note:lowercase letter express at 5% level different significance
2.2 干物质转运与积累特性
由表二可知,KWS3564、陕单 609、农华 101、郑单 958 和先玉 335 干物质积累量高于其他品种,花后
同化物对籽粒的贡献率分别为 65%、52%、52%、51%和 50%,5 个品种的花后干物质快速积累与籽粒产量
的形成相对应,是其产量高于其他品种的物质基础。由图 1 可以看出,各品种在不同生育时期的干物质积
累动态符合“S”形曲线,干物质积累量随着生育进程不断增加,苗期至吐丝期,各品种干物质积累量差异
不明显,吐丝后表现出明显差异,吐丝后 25 天至成熟期各个品种的干物质积累速率快速升高,成熟期达到
最大值。
表 2 玉米品种各时期干物质重、花后干物质积累量及花后同化物对籽粒贡献率
Table 2 Dry matter accumulation at different maize stage of growth and development,contribution after anthesis
assimilates to grain
品种
拔节期
(kg/hm2)
大喇叭口期
(kg/hm2)
吐丝期
(kg/hm2)
吐丝后 25 天
(kg/hm2)
成熟期
(kg/hm2)
花后干物质积累量
(kg/hm2)
花后同化物对籽粒贡献率
(%)
Variety
Jointing
stage
Spike
formation
stage
Dry matter
Dry matter
after 25
silking
Maturity
stage
Dry matter accumlation
at maturity stage
Comtribution after anthesis
assimilates to grains
KWS3564 662 3734 4415 5681 15154 9473 65
农华 101 Nonghua101 702 3359 6701 8418 16454 8036 52
先玉 335 Xianyu335 704 4103 6521 9375 15678 6303 50
陕单 609 Shandan609 748 4807 6385 9800 17026 7226 52
郑单 958 Zhengdan958 786 3279 5572 7834 16035 8201 51
CX712 652 4483 5583 6592 11760 5168 46
陇单9号 Longdan9hao 724 3696 6242 8458 12969 4511 37
真金 8 号 Zhenjin8hao 490 4289 6885 7402 13567 6165 48
忻玉 6028 Xinyu6028 692 3670 6089 10046 14712 4666 34
长试 106 Changshi106 602 3709 6751 9190 15639 6449 44
陕单 616 Shandan616 674 4102 5892 7901 13689 5788 47
登海 11 Denghai11 652 4069 7628 7760 12268 4508 41
中单 909 Zhengdan909 736 3915 6517 7121 10246 3125 34
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
苗期
拔节期
大喇叭口期
吐丝期
吐丝后25天
成熟期
生育期(Growth stage) 干物质重(Dry matter weight)
KWS3564 农华101 先玉335
陕单609 郑单958 CX712
陇单9号 真金8号 忻玉6028
长试106 陕单616 登海11
中单909

图 1 不同生育期植株干物质积累量
Fig.1 Dry material accumulation of different growth stage
2.3 叶面积指数动态变化
由不同生育时期玉米群体叶面积指数(LAI)动态变化曲线(图 2)可知,不同品种叶面积指数(LAI)
随着生育进程的不断推进表现不同,但在生育期内总体变化趋势呈抛物线状,在拔节期为最低点,拔节期
至大喇叭口期增长迅速,吐丝期达到最高点,吐丝后叶面积指数(LAI)缓慢下降,叶片逐渐衰老。郑单
958、先玉 335、KWS3564、陕单 609、陕单 616、中单 909 等品种在生育前期有较大的叶面积指数(LAI),
在生育后期也有较大的叶面积指数(LAI),且下降缓慢。登海 11 后期衰老速度较快,在灌浆末期叶面积
指数(LAI)急剧下降。
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
拔节期
大喇叭口期
吐丝期
吐丝后25天
吐丝后32天
吐丝后39天
成熟期
生育期(Growth stage) 叶面积指数(LAI)
KWS3564
农华101
先玉335
陕单609
郑单958
CX712
陇单9号
真金8号
忻玉6028
长试106
陕单616
登海11
中单909
图 2 不同生育时期叶面积指数动态
Fig.2 Dynamic of LAI of different growth stage
2.4 不同生育时期 SPAD 值与产量的相关性分析
根据品种不同生育时期测得的穗位叶 SPAD 值与产量的相关分析(图 3)可知,在玉米拔节期至成熟期,
即整个生育期间穗位叶 SPAD 值随着生育进程的推进表现出生育前期逐渐增加,于吐丝期达到最大值,生
育后期又逐渐变小的趋势。由吐丝期至成熟期即生育后期的穗位叶 SPAD 值变化可以看出,吐丝期至成熟
期,穗位叶 SPAD 值逐渐下降,吐丝后 15 天、吐丝后 25 天、吐丝后 32 天的穗位叶 SPAD 值与产量达到显
著正相关,相关系数分别为 0.611*、0.601*、0.580*,于吐丝期达到极显著正相关,相关系数为 0.694**。
穗位叶可作为诊断叶片,于吐丝期测得 SPAD 值并预测产量。
 
 
 
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