花前干旱对玉米雌雄穗发育的影响及氮素调控

1、第二届玉米科技青年花前干旱对玉米雌雄穗发育的影响及氮素调控国家玉米现代产业技术体系玉米抗逆栽培团队中国农学与生物技术学院研究背景据统计，20002013年，我国农作物因干旱造成的受灾面积年均达2170，占总受灾面积的51.9%，所造成粮食损失每年达205亿公斤，占粮食总损失的46%。10000100%干旱合计灾害发生面积/万公顷800080%百分比600060%百分比400040%200020%00%年份20002013年我国干旱的发生对农作物的影响数据来源：中计年鉴Longitude (E)Longitude (E)我国年降水量及年降水天数的趋势作为我国粮食作物之首-玉米，其优势种植区旱灾发

2、生趋势增加，严重影响我国的粮食安全及经济安全。(Piao et al., 2010)-NatureTiornednadyisn number of precipi(days per decade)Latitude (N)不同阶段干旱对玉米生长发育的影响黑层出现生长锥伸长粒重线增长期生长锥伸长粒重缓增长期分化期散粉吐丝四分体时期抽雄分化期发育V15VTV13慢R1V9性R3V6V3播种R6研究目标针对玉米期内不同阶段干旱影响其生长发育及产量的突出问题，在人工控制水分条件下，重点研究花前不同时期、不同程度水分亏缺对玉米雌雄穗发育进程及ASI、花粉、花丝及、结实率的影响及其机理，揭示干旱胁迫下玉米雌

3、雄发育协调机制，进一步探讨不同农艺措施对不同时段干旱胁迫的缓解作用，为玉米的抗逆稳产栽培及抗旱品种选育提供理论与技术。研究内容花前不同阶段、不同程度干旱胁迫对玉米雌雄穗发育进程及ASI的影响花前不同阶段、不同程度干旱胁迫对玉米花粉、1.2.花丝、超微结构及、结实率的影响花前不同阶段、不同程度干旱胁迫对产量及产量的影响氮肥对花前敏感阶段干旱胁迫的缓解作用3.4.试验方案试验地点：中国池栽（池区面积2m4m）。上庄试验站自动旱棚中进行供试品种：水分处理：6958、9、13、抽雄期胁迫时间：10天播种时间：6月10日胁迫程度：中度、重度播种密度：5000株/亩水分处理时间及胁迫程度处理处理时间水分胁

4、迫程度土壤含水量CK V6S V9MV9SV13M V13S VTMVTS全6991313期正常供水重度胁迫中度胁迫重度胁迫中度胁迫重度胁迫中度胁迫重度胁迫75%5%35%5%55%5%35%5%55%5%35%5%55%5%35%5%抽雄期抽雄期氮肥对干旱胁迫的缓解效应氮肥施用组合方式处理水分处理时间吐丝期(kg/hm2)苗期(kg/hm2)拔节期(kg/hm2)大口期(kg/hm2)WW+NN V13D+N1 V13D+N2V13D+N3V13D+N4 VTD+N1 VTD+N2VTD+N406060601206060120000600000012012060601201206000600

5、00600全期正常供水13131313抽雄期抽雄期抽雄期主要结果花前干旱对玉米雌雄穗发育进程及穗长的影响a363432302826242220穗长abbcCKV Sabab6cccV MV S99100mCKV6SV9M V9SV13M V13S VTM VTS花前干旱对玉米雄穗发育进程的影响花前干旱对玉米雄穗穗长的影响取样（9干旱第5天）取样（抽雄前4天）1015抽雄前干旱胁迫延缓玉米雄穗的发育进程、显著缩短了雄穗穗长，其中13延缓显著；而抽雄期干旱胁迫下雄穗穗长与对照间差异不显著。/cm花丝CKV6S长 2000a度ababab1500bV9MV9S1000ccc500V13MV13S0C

6、KV6SV9M V9S V13M V13S VTM VTS100m花前干旱对玉米雌穗发育进程的影响花前干旱对玉米雌穗花丝长度的影响干旱第4天取样干旱第4天取样1313/m穗长20aaab18ababccc16141210CKV6SV9MV9SV13MV13SVTMVTS花前干旱对玉米雌穗穗长的影响（成熟期取样）玉米花前不同时期干旱均显著延缓玉米雌穗的发育进程，缩短雌穗穗长。其中13和抽雄期影响显著。/cm花前干旱对玉米抽雄、散粉、吐丝时间的影响开时抽雄散粉吐丝花吐间 101.5aa丝间隔期1aaab8bbbcb0.5bcb6acdcd0d d bcabc4bcbc-0.5d2-1e0-1.5C

7、KV6SV9MV9SV13MV13SVTMVTSCK V6S V9M V9S V13M V13S VTM VTS花前干旱对玉米开花吐丝间隔期(ASI)的影响-2花前干旱对玉米抽雄、散粉及吐丝时间的影响花前不同时期、不同程度干旱均延迟了玉米抽雄、吐丝及散粉时间。其中9干旱胁迫显著延缓玉米散粉时间，13干旱胁迫下吐丝时间显著延迟，二者开花吐丝间隔期均拉长。/d/d花前干旱对玉米花粉表面超微结构的影响CKV13SVTSV6SpaCKV6SV13SVTSpa花前干旱对玉米花粉表面超微结构的影响拔节期干旱对花粉表面超微结构影响较小，但13和抽雄期干旱导致花粉表面超微结构破坏。且胁迫程度越大，结构破坏越严

8、重。花前干旱对玉米分化总数及、结实率的影响率分化总a数aababababab分化总小花数9007506004503001500受 100%精bcabbcbcbcbcccc80%60%40%20%0%率结实率a结实率100%80%60%40%20%0%玉米雌穗分化前干aaaaaab旱胁迫显著影响分化总b数数量，但对结实率影响较小；之后干旱胁迫对雌穗分化数量影响较小，但显著减低率。的结实小结1.13和抽雄期干旱是对玉米生长发育影响较大的两个时期。其中13干旱胁迫对玉米穗发育影响较大；而抽雄期干旱胁迫主要影响玉米、结实率。2.花前不同时期干旱处理均延缓玉米雌雄穗发育进程、缩短穗长。其中雌穗的延缓程度

9、表现为：抽雄期1396。3.花前不同时期干旱均显著延迟玉米抽雄、散粉及吐丝时间，拉长了玉米开花吐丝间隔期，其中13干旱胁迫影响最大。4.玉米雌穗分化前干旱胁迫影响分化数、结实量；之后干旱胁迫主要降低玉米的率。氮肥对干旱后穗发育进程及穗长的缓解作用3364m4271m4439m4522m拔节后5天取样7778m9466m9796m11023m取样1060kg/hm2基肥+0kg/hm2 拔节肥120kg/hm2基肥+0kg/hm2 拔节肥60kg/hm2基肥+60kg/hm2 拔节肥不施肥苗期、拔节期施用氮肥能显著加速雌雄幼穗的分化及伸长。拔节期及苗期施氮总量越大，幼穗长度越长，当拔节期及苗期施

10、肥总量一定时，氮肥分次施用显著优于施用。N1-常规施肥（苗期60kg/hm2 +大口120kg/hm2 ）N2-常规施肥+吐丝追施60kg/hm2N3-苗期、拔节、大口各施60kg/hm2 N4-苗期120kg/hm2 +大口60kg/hm22020穗长穗长13干旱胁迫抽雄期干旱胁迫a19191818aababaa1717b161615151414N1N2N3N4N1N2N4氮肥对干旱影响雌穗穗长的缓解作用（吐丝后20天取样）干旱胁迫后，常规施肥+吐丝期追施氮肥能有效缓解13干旱对玉米雌穗的影响，增加雌穗穗长；而抽雄期干旱条件下，各处理间差异不显著。/cm/cm氮肥对干旱影响玉米抽雄、散粉及吐

11、丝时间的缓解作用时间时13干旱胁迫抽雄期干旱胁迫876543210间876543210aaba abaababaabaaaaaaaabbN1N2N3N4N1N2N4氮肥对干旱影响抽雄、散粉及吐丝时间的缓解作用干旱胁迫下，均匀施用氮肥（N3氮肥组合方式）13对抽雄散粉的时间影响不大，但使吐丝时间提前，缩短了开花吐丝间隔期，显著优于其他三种施氮组合；抽雄期干旱胁迫下，各施氮组合间抽雄、散粉及吐丝时间差异不显著。/d/d氮肥对干旱影响玉米、结实率的缓解作用率总结实率a13干旱胁迫抽雄期干旱胁迫aaa100%100%bba80%80%aaaababb60%60%40%40%20%20%0%0%N1N2N4N1N2N3N4氮肥对干旱影响结实率的缓解作用干旱条件下，常规施氮+吐丝期追施氮肥施氮组合13下的、结实率显著高于其他三种施氮方式下的、结实率；抽雄期干旱条件下，三种施氮方式之间差异不明显。小结当施肥总量一致时，氮肥分次施用能显著加速1.幼穗生长分化，同时对13长起缓解作用。干旱胁迫影响穗2.从抽雄、散粉及吐丝时间来看，氮肥分次均匀施用能使吐丝时间提前，缩短玉米开花吐丝间隔期。3.吐丝期追施氮肥对13干旱影响玉米结实率起有效缓