充足灌水条件下不同年代玉米品种干物质积累与分配规律的研究本科毕业论文

1、编号no：河北农业大学本科毕业论文论文题目 充足灌水条件下不同年代玉米品种干物质积累与分配规律的研究 学生姓名 高雅阳 学号 2009014010210 成绩 学院 农学院 专业班级 农学0902 指导教师姓名 张凤路 指导教师职称 教授 材料目录：1、任务书 （1）份2、开题报告 （含文献综述） （1）份3、指导教师评阅书 （1）份4、答辩记录表 （1）份5、论文正文 （1）份6、其它材料河北农业大学本科毕业论文任务书学 院： 农学院 教师姓名： 张凤路 职 称： 教授 二零一二 年 五 月 四 日专业名称农学院 农学专业论文题目充足灌水条件下不同年代玉米品种干物质积累与分配规律的研究题目来

2、源关于玉米养分吸收和干物质积累的研究已有很多报道，而系统地比较研究品种更替过程中玉米干物质累积及其在各器官中的分配规律的报道尚不多见目的意义：玉米不同品种干物质的积累是玉米生物产量形成的基础，而其干物质的分配，直接决定经济产量的高低，国内外已对一些品种的的玉米干物质积累与分配规律进行过多方面的研究明确了玉米不同叶片、茎秆和叶鞘等对干物质和籽粒产量的作用。胡昌浩等通过比较研究认为,与上世纪50年代的品种相比,当代玉米品种在生育后期叶片物质转移率低,为提高玉米花后物质生产奠定了基础。ottariano等也提出,干物质积累速率是玉米产量的主要限制因子,增加干物质生产是高产的基本途径。光温热条件、品种

3、和密度是决定玉米高产的关键因子。本试验选取我国上世纪50年代以来6个大面积推广的玉米品种，在充足灌水的条件下，比较其成熟期干物质积累分配的不同，探讨1950年代以来我国玉米品种更替过程中产量增加的内在原因，对未来玉米超高产育种和栽培提供理论和技术指导。可行性分析：试验查阅了大量的参考文献，实验设计合理，预期结果明确，所在课题组现已做了大量前期工作，并进行了基础研究。1. 研究条件本实验室的学术氛围、设备条件、技术与理论基础均为如期完成本实验研究内容的重要保证。2. 预期结果当代紧凑型品种叶片功能期长，干物质积累总量较大；随品种年代的递进，玉米单株光合产物转移率逐渐提高、果穗干物量和分配比例逐渐

4、增加；1950s -1980s品种单株根系质量逐渐增大，但1980s后品种根系质量趋向于减小。相对较小的根系减少了冗余生长，降低了光合产物的消耗。与早期品种相比，当代品种具有较大的叶面积指数和较少的冗余消耗，因而收获指数提高。3. 可能存在的问题由于温室条件有限，一些环境因素不好控制，从而导致各品种之间的变量存在一定差异，所以得到的结论数据可能存在一定的问题。进度安排：1 2012.05种植试验材料。2 2012.052012.06查阅相关资料，学习与本试验有关的实验技术。3 2012.052012.09依照实验要求采集实验数据。4 2012.012013.05 撰写论文并修改，准备答辩。专家

5、意见：专家签字：年 月 日学院意见:院长： 年 月 日 农 学院 农学 专业 高雅阳 学生：现把 2012-2013 学年，第 2 学期的毕业论文安排下达给你，你本学期承担的毕业论文任务如下：1、依据本任务书中论文题目、目的意义、可行性分析的内容完成开题报告。2、按照开题报告的要求按期完成毕业论文各项工作的实施。3、完成毕业论文的撰写。4、完成毕业论文的答辩。 请按相关要求完成毕业论文任务。教师签字： 年 月 日河北农业大学本科毕业论文开题报告题 目：充足灌水条件下不同年代玉米品种干物质积累与分配规律的研究学 院： 农学院 学生姓名： 高雅阳 专 业： 农学 班级学号：0902班 200901

6、4010210指导教师姓名： 张凤路 指导教师职称： 教授 二零一二 年 六 月 五 日学生姓名高雅阳专业班级农学0902学 号2009014010210指导教师张凤路职 称教授所在学院农学院论文名称充足灌水条件下不同年代玉米品种干物质积累与分配规律的研究选题依据：理论依据：绝大部分玉米干物质积累来自抽雄开花后的光合生产，开花后“源”的供应能力和同化产物的运输状况体现在玉米成熟期干物质的积累和定量分配。协调茎、叶与果穗各部分干物质在玉米生育后期的分配,促进物质向生殖器官转运从而提高产量。干物质积累量与产量呈密切正相关，即干物质积累越多，籽粒产量也就越高，所以提高玉米籽粒产量的根本途径是提高干物

7、质的生产能力，为了获得高产可以通过提高密度或增加水肥来促进玉米籽粒产量的增加 ，但是在一定程度上，随着干物质的生产能力的进一步提高，籽粒产量并非随之增加，也有研究认为茎、叶、鞘的干物质转移与分配是玉米籽粒产量形成的重要因素，物质积累与分配这两者对高产玉米籽粒的形成过程中有着怎样的关系以及哪个过程对籽粒产量的形成更为重要目前尚不清楚，因此需要系统地研究干物质生产能力与物质在植株体内的分配规律这两个过程对籽粒产量的影响，以便采取措施使得积累的干物质能更有效地转移到籽粒中，在高产的基础上再增加产量。目的意义：玉米在工农业生产中发挥着重要的作用，产量性状依然是主要的育种目标之一。玉米生育期内物质的积累

8、分配与转移规律决定最终的经济产量，所以研究玉米物质积累分配规律对于了解高产玉米产量形成的内在机制具有很重要的意义。玉米不同品种干物质的积累是玉米生物产量形成的基础，而其干物质的分配，直接决定经济产量的高低，国内外已对一些品种的的玉米干物质积累与分配规律进行过多方面的研究明确了玉米不同叶片、茎秆和叶鞘等对干物质和籽粒产量的作用。胡昌浩等通过比较研究认为,与上世纪50年代的品种相比,当代玉米品种在生育后期叶片物质转移率低,为提高玉米花后物质生产奠定了基础。ottariano等也提出,干物质积累速率是玉米产量的主要限制因子,增加干物质生产是高产的基本途径。光温热条件、品种和密度是决定玉米高产的关键因

9、子。本试验选取我国上世纪50年代以来6个大面积推广的玉米品种，在充足灌水的条件下，比较其成熟期干物质积累分配的不同，探讨1950年代以来我国玉米品种更替过程中产量增加的内在原因，对未来玉米超高产育种和栽培提供理论和技术指导。文献综述：不同玉米品种干物质积累与分配规律的研究高雅阳(农学0902班)指导老师: 张凤路 教授(河北农业大学 农学院 071001)摘要：玉米是重要的粮食作物, 近年来其需求量越来越大。提高玉米产量的主要途径, 靠提高玉米单产。挖掘现有玉米品种的产量潜力, 培育具有高产性能的玉米品种仍将是研究热点。物质积累及转运是影响玉米产量的重要因素,玉米干物质积累与分配受多种因素的影

10、响,本文综述了前人在品种、株型、施氮量和种植方式等方面研究进展，对未来玉米高产栽培和品种选育有重要意义。关键词：玉米；产量潜力；干物质积累与分配；因素studies on dry matter accumulation and partition of maize varieties gao yayang(class, 0902)supvisor: professor zhang fenglu(college of agronomy, agricultural university of hebei 071001)abstract: maize is an important food cro

11、p, in recent years, the demand is increasing. the main way to improve maize yield is still in increasing yield of maize per unit area. excavating yield potential of existing maize varieties and cultivating high yield performance maize varieties will continue to be a hot research topic. dry matter ac

12、cumulation and transportation are important factors which influence the production of maize, and its dry matter accumulation and distribution is influenced by many factors. in this paper reviewed the study on varieties, plant type, n application and cultivation methods, etc. it is of great important

13、 in future high-yielding maize production and elite variety selection. key words: corn; yield potential; dry matter accumulation and distribution;factors玉米在工农业生产中发挥着重要的作用，产量性状依然是主要的育种目标之一。玉米生育期内物质的积累分配与转移规律决定最终的经济产量，所以研究玉米物质积累分配规律对于了解高产玉米产量形成的内在机制具有很重要的意义。有研究认为，在一定范围内，干物质积累量与产量呈密切正相关，即干物质积累越多，籽粒产量也就

14、越高1-2，所以提高玉米籽粒产量的根本途径是提高干物质的生产能力，为了获得高产可以通过提高密度或增加水肥来促进玉米籽粒产量的增加 ，但是在一定程度上，随着干物质的生产能力的进一步提高，籽粒产量并非随之增加，也有研究认为茎、叶、鞘的干物质转移与分配是玉米籽粒产量形成的重要因素3，物质积累与分配这两者对高产玉米籽粒的形成过程中有着怎样的关系以及哪个过程对籽粒产量的形成更为重要目前尚不清楚，因此需要系统地研究干物质生产能力与物质在植株体内的分配规律这两个过程对籽粒产量的影响，以便采取措施使得积累的干物质能更有效地转移到籽粒中，在高产的基础上再增加产量。以下就前人研究进行了综述：1 玉米品种干物质积累

15、与转移分配特点1.1玉米品种干物质积累特点干物质积累是玉米产量形成的物质基础, 它与叶面积大小、持续时间等有密切关系。各器官单位面积干物质积累量随密度的增大变化趋势不同; 在整个生育期单位面积内叶片干物质积累量先增加后降低茎秆干物质积累量、子粒干物质积累量及干物质积累总量呈增加趋势; 叶片是生育前期的分配中心,茎秆在生育中期为主子粒是生育后期生长中心并因品种而异。作物产量的高低与干物质积累与分配规律密切相关。花后的光合产物积累是高产玉米产量的主体，茎秆积累的干物质从顶峰开始下降同时雌穗迅速壮大，茎秆以比其他所有器官高的转运率将所储存的干物质迅速向雌穗中转移；而鞘在开花期间达到了峰值之后表现出间

16、歇式下降，是与天气有关4-5，还是品种特有的现象，有待进一步研究。1.2 玉米品种干物质转移分配特点不同玉米品种从茎叶鞘总的干物质和各个器官的物质转移量、 转移率及籽粒的贡献率均不同，但是所反映的总体趋势是一致的，即在高产品种玉米中花后干物质转移率及对籽粒贡献最大的是茎与鞘，高产群体在其整个生育期内干物质分配对籽粒产量的形成有着重要的作用。对于叶片的保绿性较好的品种，即绿色叶片持续的时间较长，对玉米干物质转移分配有重要的作用，直至成熟期这些绿色叶片都可以进行光合作用不断地向籽粒供应物质与能量，所以干物质分配向籽粒转移的比例较小，而保绿性相对较差的品种的叶面积系数从开花期到成熟期逐渐减小，剩余的

17、绿色叶片所进行的光合作用合成的物质与能量不能满足籽粒的供应，因此从茎叶鞘转移物质就较多。2 玉米株型对干物质积累与分配的影响干物质积累及转运是影响玉米产量的重要因素,明确不同部位营养器官干物质对籽粒产量的贡献,对品种改良具有重要意义。就平展型玉米农大364和紧凑型玉米郑单958而言6,探讨玉米不同部位叶片、叶鞘和茎秆的干物质积累、转运及其对籽粒的贡献。表明: 紧凑型玉米郑单958单株干物质积累低于平展型玉米农大364,但生育后期农大364茎秆的干物质转运量和转运率较低,不利于籽粒充实。玉米灌浆至成熟期,茎秆的干物质转运量和转运率对籽粒的贡献率最大,茎秆和叶片的物质转运能力存在较大的株型间差异,

18、农大364的叶片转运量和转运率低于叶鞘,郑单958叶片转运量和转运率显著高于其叶鞘。2种株型玉米同一叶位叶片、叶鞘和同一节位节间的干物质转运率差值较大, 不同株型玉米在促进叶片、叶鞘和茎秆的干物质转运上所侧重的部位有所不同,农大364叶片、叶鞘和茎秆干物质转运率的可提升部位分别在穗位叶以上叶片、第9-第11叶鞘和第15节以上节间;而郑单958叶片、叶鞘和茎秆干物质转运率的可提升部位分别在穗位叶以下叶片、第12叶以上叶鞘和第16节以下节间。3 玉米施氮量对干物质积累与分配的影响光合产物的累积与重新分配是产量与品质形成的关键。如何使碳水化合物及时而彻底地从营养器官调运到子粒,对作物高产高效栽培的理

19、论与实践来说是一个非常重要的问题。玉米干物质积累过程符合logistic曲线,干物质的90-95%来自光合作用7, 玉米子粒产量和经济系数受干物质的积累量所决定和制约。干物质积累约40%和60%来自开花前后, 生育后期叶片的光合产物形成了子粒中80%的物质干重,这已成共识。通过施肥可以显著地提高玉米干物质累积量和子粒产量，从而提高使玉米产量增加。 不同品种玉米后期群体干物质累积变化趋势一致,是从直线增长期到缓慢增长期,施氮比不施氮增长显著,籽粒干重的变化趋势是施氮情况下后期干重基本上是直线增长,不施氮情况下呈指数增长趋势,而且施氮比不施氮增长显著。不论是干物质还是籽粒干重,不同品种之间在不同施

20、氮处理下都呈显著差异。因此根据籽粒产量划分的氮效率和氮响应度在不同品种之间差异显著。4 玉米品种干物质积累与钾素吸收的关系钾是植物生长必需的营养元素之一。钾不参与植物体内的组织构成,但在蛋白质合成、酶的激活、渗透调节、物质运输及抗逆等方面起着重要作用,具有重要的生物化学和生物物理功能，这是与其它元素最大的不同。w ild等8研究发现,不同种类植物对钾的相对吸收速率相差0.7倍,单位根长吸钾速率相差2.4倍。杜雄等9研究看出,钾素营养能提高饲用玉米的产量与营养品质；王强盛等10研究表明,钾可以影响植株对肥料氮的吸收。关于作物对钾的吸收规律,国内外许多研究报道都说明, 不同品种或不同基因型的同一作

21、物之间对钾的吸收规律均存在差异。前人的试验表明：现代玉米品种的发育较早期品种进程慢,生育期长,叶面积大,叶片衰老慢。不同年代玉米品种的干重在大喇叭口期无显著差异;但现代品种的生长速率显著增加,干重积累速率也显著高于早期品种, 吐丝期后是其干物质积累的高峰,子粒产量约等于吐丝期后植株的干物重增加量,表明子粒产量与吐丝期后的干物质积累相关。不同年代玉米品种的含钾量与干物质累积规律不同,在大喇叭口期就有明显差别,表现为50年代品种70年代品种茎秆叶片叶鞘苞叶雄穗，各自的情况在不同品种中表现基本相同，但干物质在各器官根据不同品种分配表现各有不同。2.1.1在雌穗和雄穗中干物质的分配 由表1可知，单株雌

22、穗（苞叶+果穗）随着杂交育成年代的递进表现干物质积累量明显的增长趋势，其大小依次为：adxyydzdjdbh。zd单株雌穗干重与jd之间未达显著水平；70年代jd单株雌穗干重与50-60年代bh达显著水平；90年代yd与80年代zd 达显著水平；当代品种ad单株雌穗干重和分配比例均显著高于其他品种。各品种雄穗分配的干物质较少，大小占干物质总量约2%左右，其大小依次为：jdydxyadbhzd，在近代紧凑品种之间表现差异不明显，而早期平展型品种差异明显。2.1.2在茎秆中干物质的分配比较试验所用6个品种茎秆的干重及分配比例（表1），可得，茎秆干重大小依次是：adzdydjdxybh，方差分析品种

23、间的差异极显著（p0.0001）。除zd、ad外其余品种之间差异不显著，而这两品种在成熟期干物质分配比例较大。2.1.3在叶鞘和叶片中干物质的分配玉米收获的主要是籽粒，籽粒的产量对玉米产量起决定作用，在生育后期直至籽粒成熟之前玉米叶片和叶鞘中干物质迅速向籽粒转移。由表1可得，6个品种 干物质在叶鞘中的分配量依次为：zd、ad、yd、jd、bh、xy，各品种间差异均为达到显著水平；叶片成熟期总干重依次为：zd、yd、jd、ad、bh、xy，品种间差异达极显著水平（p0.0001）。各品种间的差异均达到显著水平，除yd与zd和jd差异不显著外。随品种的更替叶片和叶鞘总干重占地上干物质总量的比例表现

24、先增后减趋势。表1不同玉米品种成熟期干物质在不同器官中分配的变化table 1changes of dry matter distribution in different organs of different varieties at maturity stage品种叶片叶鞘茎秆雄穗苞叶果穗varietiesleafleaf sheathstemtasselshuskear干物重占总量percent(%)干物重占总量percent(%)干物重占总量percent(%)干物重占总量percent(%)干物重占总量percent(%)干物重占总量percent(%)dry mass(g)dry

25、 mass(g)dry mass(g)dry mass(g)dry mass(g)dry mass(g)bh27.59d13.3917.31b8.438.72d18.794.12c 1.5211.01c 5.83107.31e52.08jd43.21b17.8617.66b7.346.01c 19.025.56a 2.311.94b4.93117.58d48.6zd47.79a 17.6924.57a 9.163.81b23.513.56d1.3211.08c 4.1119.62cd44.28yd45.01ab17.5724.19a 9.4546.78c 18.274.8b1.8810.31c 4.03125.01c 48.81ad37.05c 11.8224.47a 7.8168.77a 21.954.13c 1.3214.7a 4.69164.26a 52.41xy25.42d10.1516.95b6.7745.69c 18.254.29c 1.7112.63b5.04145.43b58.082.2 玉米品种不同年代地上干物质积累量由图1通过对各品种单株地上生物量的比较。可以看出，各品种地上干物质积累大小依