遮陰對夏玉米產(chǎn)量及其生理特性的影響.pdf

1、本研究于2010-2012年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場和作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。2010年選用鄭單958(ZD958)和振杰2號(ZJ2)為試驗(yàn)材料，2011和2012年選用鄭單958(ZD958)和登海605(DH605)為試驗(yàn)材料，設(shè)置不同遮陰處理—花粒期遮陰（吐絲-成熟，記為S1）、穗期遮陰（拔節(jié)-吐絲，記為S2）、全生育期遮陰（播種-收獲，記為S3），研究遮陰對夏玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響，以期為當(dāng)前光照減少氣候條件的夏玉米

2、栽培和育種技術(shù)提供理論支持。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.遮陰對籽粒產(chǎn)量形成的影響
　　 遮陰后夏玉米籽粒產(chǎn)量和單株干物質(zhì)積累量顯著降低，各處理降低程度表現(xiàn)為S3＞S1＞S2，其中S1、S2和S3籽粒平均減產(chǎn)65.78％、36.05％和92.66％，說明花粒期遮陰較花前遮陰對夏玉米干物質(zhì)積累和籽粒產(chǎn)量影響更大;
　　 遮陰對夏玉米出苗時間沒有顯著影響，出苗后生長發(fā)育進(jìn)程延緩，成熟期推遲，生育期延長。雌穗和雄穗分化

3、時間延遲，雌雄間隔延長，縮短了散粉與吐絲的重合時間。同時，雄穗分支和有效小花數(shù)也有顯著減少，散粉量不足成為花絲不能正常受精的重要限制因素;且S3受影響程度大于S2。遮陰條件下，雌穗原基分化的總小花數(shù)、花絲數(shù)、受精小花數(shù)均較CK有不同程度減少，敗育籽粒數(shù)增多，處理間總結(jié)實(shí)率表現(xiàn)為CK＞S2＞S1＞S3。S2處理在雌穗分化階段小花退化數(shù)較CK增加，小花受精率減少，但遮陰解除后，受精小花結(jié)實(shí)率提高，敗育籽粒減少;S1處理則是后期籽粒敗育增多和

4、籽粒干重減少，造成穗粒數(shù)和粒重顯著降低，籽粒敗育率多達(dá)40.0％～62.3％。因此，遮陰改變了夏玉米生長發(fā)育進(jìn)程，導(dǎo)致雌雄穗花期不遇;雄穗分支減少，散粉能力降低，雌穗小花分化減少，籽粒干物質(zhì)積累和結(jié)實(shí)率降低，導(dǎo)致籽粒產(chǎn)量降低。
　　 2.遮陰對夏玉米籽粒內(nèi)源激素含量變化的影響
　　 籽粒正常發(fā)育過程中，遮陰后IAA、GA和ZR含量較CK略有降低，ABA含量升高;且各處理的同一激素含量隨籽粒發(fā)育的變化趨勢一致。與正常籽粒相

5、比，敗育籽粒中的IAA含量的含量在授粉10d后迅速降低，即其積累少且下降快;GA和ZR含量均顯著降低，而ABA含量在花后含量在授粉后20 d內(nèi)始終保持較高水平?？梢姡蚜５募に睾康淖兓钦陉幰鹱蚜∮匾?。
　　 3.遮陰對夏玉米干物質(zhì)積累和養(yǎng)分吸收的影響
　　 夏玉米植株花前養(yǎng)分吸收量為鉀＞氮＞磷，植株吸收總量為氮＞鉀＞磷。遮陰后植株氮、磷積累量顯著減少;由于遮陰后干物質(zhì)較對照降低程度大于對氮、磷吸收的降低程度

6、，各處理氮、磷相對含量有所升高。同時，遮陰后各處理植株鉀素吸收量較對照顯著降低，但S2處理的鉀素吸收降低程度大于干物質(zhì)積累降低程度，鉀素相對含量降低，即花前遮陰對鉀素吸收的影響大于氮和磷。
　　 4.遮陰對夏玉米光合特性的影響
　　 4.1光合特性與葉黃素循環(huán)
　　 遮陰后葉片的光合速率(Pn)、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度(Gs)、葉綠體色素含量顯著降低，胞間CO2濃度(Ci)較同期對照先降低后升高，即葉片光合作

7、用的降低受到氣孔與非氣孔因素雙重影響，兩供試品種變化一致。遮陰期間光合電子傳遞量子效率（ФPSⅡ）降低，原初光能轉(zhuǎn)換效率（Fv/Fm）和非光化學(xué)猝滅(NPQ)顯著升高，葉黃素循環(huán)庫（A+Z+V）和脫環(huán)化狀態(tài)(A+Z)/（A+Z+V）升高，即在長期遮陰條件下葉片捕獲的光能分配發(fā)生了變化，光合電子傳遞的能量占吸收光能的比例降低，葉黃素循環(huán)的啟動輔助過剩光能的熱耗散。遮陰結(jié)束初期(A+Z)/(A+Z+V)和NPQ迅速升高，說明光恢復(fù)初期葉片對

8、弱光適應(yīng)后的自然光照比較敏感，葉黃素循環(huán)增強(qiáng)抑制強(qiáng)光對光合機(jī)構(gòu)的破壞。
　　 4.2.穗位葉葉肉細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化
　　 遮陰后夏玉米葉片葉面積指數(shù)降低，光合面積減少;單位葉面積合成的葉綠素含量減少。葉肉細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)觀察顯示，遮陰后葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠體排列分散，部分葉綠體腫脹變圓，前期類囊體結(jié)構(gòu)發(fā)育不良，片層結(jié)構(gòu)模糊，后期基粒松散，片層間縫隙變大，基粒扭曲;葉肉細(xì)胞出現(xiàn)不同程度質(zhì)壁分離，細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)破壞明顯，細(xì)胞膜、核膜、線粒

9、體等膜結(jié)構(gòu)溶解。因此，遮陰條件下夏玉米葉面積指數(shù)下降、葉綠素含量減少及葉綠體超微結(jié)構(gòu)破壞等特性均與葉片光合速率下降密切相關(guān)。
　　 5.遮陰對夏玉米莖稈形態(tài)結(jié)構(gòu)和倒伏的影響
　　 遮陰后夏玉米株高、穗位高，地上第3莖節(jié)長、莖節(jié)橫截面積、莖稈穿刺強(qiáng)度均顯著降低，且遮陰時期對其影響表現(xiàn)為S1＜S2＜S3;DH605和ZD958的莖稈穿刺強(qiáng)度分別較對照降低22.23％和24.41％。莖稈硬皮組織厚度和維管束數(shù)目及中央大維管束面