夏玉米水氮利用效率的基因型差異及其生理機制研究.pdf

1、充分利用植物自身的營養(yǎng)遺傳特性，充分挖掘其本身利用養(yǎng)分和水分的潛力，培育或選用那些對水分和養(yǎng)分利用效率高的基因型品種是合理利用資源、減少環(huán)境污染和降低投入的一條重要途徑。 本研究采用田間小區(qū)試驗，選擇在本地氣候條件下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有代表性的10個玉米品種，通過測定相關(guān)指標，從中篩選出水氮利用效率高的玉米基因型，并進一步從生理代謝、物質(zhì)積累和分配等多方面探討其差異的內(nèi)在機制，從而為利用遺傳特性提高植物的水氮利用效率及培育水氮利用高的作

2、物品種提供科學(xué)依據(jù)。 通過對兩年大田試驗結(jié)果的深入分析，主要得出以下結(jié)論： 1.供試玉米品種間在生物學(xué)產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量上均存在顯著的基因型差異，且不同基因型對氮肥的敏感性不同。高氮條件下，其籽粒產(chǎn)量由高到低的順序為戶單4＞農(nóng)大108＞陜資1＞掖單19＞陜單9＞豫玉22＞陜單902＞戶單2000＞陜單16＞中單2，變異系數(shù)為8.73％；低氮條件下，其順序為戶單2000＞掖單19＞陜單902＞陜資1＞戶單4＞陜單16＞陜單9＞

3、豫玉22＞農(nóng)大108＞中單2，變異系數(shù)為21.05％。不同氮水平情況下，產(chǎn)量構(gòu)成因素對籽粒產(chǎn)量的貢獻不盡相同。在不施氮條件下，籽粒產(chǎn)量主要由公頃穗數(shù)(有效穗數(shù))決定；在高氮條件下，則主要由千粒重決定，施氮可以大大提高千粒重，但對公頃穗數(shù)影響不大。 2.根據(jù)氮素農(nóng)學(xué)養(yǎng)分效率和響應(yīng)度可將供試品種劃分為4種氮效率類型和2種響應(yīng)度類型，即1)H-H型，包括戶單4、陜資1、掖單19；2)L-L型，包括中單2、豫玉22；3)H-L型，包括陜

4、單16、陜單902和戶單2000；4)L-H型，包括陜單9和農(nóng)大108。高響型，包括陜單9、戶單4、中單2、豫玉22、陜單902和農(nóng)大108；低響型，包括陜單16、陜資1、掖單19和戶單2000。戶單4號一直表現(xiàn)為水氮高效，而中單2和豫玉22一直表現(xiàn)為水氮低效，戶單2000在04年表現(xiàn)為低氮高效和高氮低效，05年則一直表現(xiàn)為水氮高效。不同基因型在不同氮水平下其氮效率類型和氮響應(yīng)度類型不同，且氮效率和氮響應(yīng)度之間沒有相關(guān)性。 3.

5、氮效率與幾種指標之間存在著復(fù)雜的關(guān)系。氮累積量不能反映氮效率類型；氮利用效率在低氮時能較好地反映氮效率，但在中氮和高氮時不能反映；氮收獲指數(shù)在低氮和高氮條件下能較好地反映氮效率，但在中氮條件下氮收獲指數(shù)不能很好地反映氮效率。 4.供試玉米品種間在水分利用效率上也存在顯著的基因型差異，且受氮水平的影響較大。在不同施氮水平下其差異顯著，且中氮對低氮、高氮對中氮的增幅不同，不會隨氮水平的增加而等比例的提高。不同品種隨施氮水平的提高其水

6、分利用效率提高的幅度差異很大。 5.灌漿期硝酸還原酶(NR)活性與籽粒產(chǎn)量間呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.571**(04年，N=20)和0.8154**(05年，N=9)，達到極顯著水平。只有在高氮情況下，在開花期和乳熟期葉綠素含量和籽粒產(chǎn)量之間有較好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.9850和0.9811，尤其以乳熟期相關(guān)性更為顯著。但葉綠素含量到底能不能作為籽粒產(chǎn)量高低的指標還不能確定。不管施氮與否，并非所有品種的光合作用強度與籽

7、粒產(chǎn)量都有很好的相關(guān)性。 6.葉和莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)移對籽粒的貢獻是最主要的，高氮下想要達到高產(chǎn)(氮高效)，在籽粒產(chǎn)量形成過程中直接來自葉片合成是很重要的。而低氮下氮高效是由轉(zhuǎn)移和合成共同決定的。 7.高響型一般氮轉(zhuǎn)移占籽?？偟勘戎剌^低，而低響型則較高。根據(jù)氮素在后期的累積轉(zhuǎn)移情況，可以把不同供試品種劃分為后期養(yǎng)分吸收型(生育后期仍然能吸收大量的養(yǎng)分供應(yīng)籽粒庫)和后期養(yǎng)分轉(zhuǎn)移型(籽粒庫養(yǎng)分主要來自各營養(yǎng)器官的轉(zhuǎn)移)，戶單4號屬