乙矮合剂对不同密度夏玉米花粒期叶片氮素同化与早衰的影响

为探讨乙矮合剂调控夏玉米氮素同化和防止后期早衰的生理机制,为建立华北夏玉米区密植高产稳产化学调控技术提供理论依据,2013—2014年在中国农业科学院新乡试验站,以中单909和浚单20为材料,设置乙矮合剂(ECK)和密度梯度处理,研究密度梯度对花后玉米穗位叶氮同化特征和早衰的影响,以及ECK的化学调控效应。结果表明,灌浆期(花后0~40 d),穗位叶硝酸还原酶(NR)活性和谷氨酰胺合成酶(GS)活性随密度增加而显著下降;灌浆后期(花后30~40 d),谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性随种植密度增加而显著降低。穗位叶叶绿素相对含量、可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量在灌浆中后期(花后20~40 d)随种植密度增加而显著降低;两品种产量在7.5万株hm–2密度达最大值,7.5~10.5万株hm–2密度群体产量下降,高密群体易发生早衰。ECK处理显著提高了各密度群体灌浆中后期(花后20~40 d)穗位叶NR活性、GS活性、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量和叶绿素含量;显著提高了高密群体(7.5~10.5万株hm–2)GOT活性和GPT活性;较高密群体下(7.5~10.5万株hm–2),中单909和浚单20较各自对照的增产幅度分别为5.59%~6.63%和6.73%~8.10%。ECK处理提高了高密群体夏玉米穗位叶片氮代谢关键酶活性及其产物含量,保证密植群体氮代谢正常进行,有效防止早衰及提高产量。综上所述,采用合理的种植密度并结合喷施乙矮合剂可作为华北夏玉米区高产栽培的重要技术措施。     

聚糠萘水剂对不同积温带玉米叶片衰老和籽粒灌浆速率的影响

在大田栽培条件下,以郑单958和丰单3号为材料,于六叶期喷施玉米专用抗冷剂聚糠萘水剂(PKN),研究PKN对黑龙江省3个积温带上花后玉米穗位叶衰老生理及籽粒灌浆速率的影响。结果表明,从第I积温带到第III积温带,气温逐渐降低; 两玉米品种穗位叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及叶绿素(Chl a+Chl b)含量均呈逐渐下降趋势,而MDA含量呈逐渐升高的趋势。同一积温带,两品种不同处理的穗位叶SOD、POD、CAT的活性随生育期呈“先升高后下降”的单峰变化趋势,而MDA含量呈“先降低后升高”的趋势; PKN处理后3个积温带的两品种穗位叶SOD、POD、CAT的活性及叶绿素含量较对照均有不同程度的提高。而MDA的含量与对照相比呈下降趋势。从第I积温带到第III积温带,两品种籽粒的干重均随籽粒的发育呈“慢—快—慢”的S型变化,而灌浆速率呈“先升高后降低”的单峰曲线变化趋势,且两品种籽粒干物重和灌浆速率呈下降趋势; PKN处理后两品种的籽粒干物重和灌浆速率较对照均有不同程度的提高。2010年和2011年PKN处理后3个积温带两品种的产量均增加。2010年第III积温带的ZDTR和FDTR的增产幅度比第I、第II积温带高2.58%、1.17%和2.04%、1.48%。2011年第III积温带的ZDTR和FDTR的增产幅度比第I、第II积温带高8.2%、5.1%和3.4%、0.8%。由此可见,PKN处理后延缓玉米叶片衰老,提高籽粒的灌浆速率,最终增加玉米的产量。     

聚糠萘水剂对低温胁迫玉米幼苗氮代谢酶活的调控效应

以郑单958和丰单3号的3展叶期幼苗为材料,在人工气候室进行盆栽试验,研究4℃低温胁迫至幼苗死亡过程中叶片氮素代谢关键酶活的变化规律及聚糠萘水剂(PKN)的调控效应。结果表明,低温胁迫打破了氮素代谢平衡,致使氮素同化相关酶硝酸还原酶活性(NRA)、谷氨酰胺合成酶活性(GSA)和谷氨酸-草酰乙酸转移酶活性(GOTA)于胁迫初期升高,之后迅速下降,且GSA和GOTA降低比NRA提前2 d。随低温胁迫时间的延长,玉米幼苗受害加重,蛋白酶、肽酶活性增加,叶片可溶性蛋白与游离氨基酸含量升高。PKN处理提高了NRA、GSA、GOTA,降低了蛋白酶、肽酶活性,维持氮素代谢稳定,促进单株干物重增加,提高了玉米幼苗抗冷性。     

乙矮合剂对不同密度夏玉米茎秆抗倒伏能力及产量的影响

以中单909和浚单20为试验材料,研究乙矮合剂对不同密度夏玉米茎秆形态建成、抗折力、抗倒伏指数及产量的影响。结果表明,随密度增加,株高、穗位高、重心高度、节间长度、倒伏率呈升高趋势,而节间粗度、单位长度节间干重、抗折力及抗倒伏指数呈降低趋势,这些变化品种间存在差异。乙矮合剂处理显著降低株高、穗位高、重心高度,缩短节间长度、增加节间直径和单位长度节间干重,抗折力和抗倒伏指数提高,倒伏率降低;较高密度下(≥7.5万株/hm2),中单909和浚单20较各自对照增产幅度分别为3.77%~8.15%和6.73%~68.94%。综上所述,采用合理的种植密度并结合喷施乙矮合剂,能够提高抗倒伏能力和产量,可作为华北夏玉米区高产栽培的重要技术措施。     

聚糠萘水剂对不同积温带春玉米灌浆期光合性能的影响

在黑龙江省Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ积温带进行大田试验,以抗冷型玉米品种丰单3号和非抗冷型郑单958为试验材料,于3展叶、6展叶期叶面喷施玉米专用抗冷调节剂聚糠萘水剂(PKN),研究聚糠萘水剂对不同温度环境下春玉米灌浆期光合性能的调控作用。研究表明,聚糠萘水剂处理后不同积温带两个品种玉米穗位叶RuBP羧化酶、PEP羧化酶的活性提高,尤其在第Ⅱ、Ⅲ积温带,穗位叶RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性提高幅度大。同时,聚糠萘水剂显著提高两个品种的叶绿素含量和光合速率,这种效应可能与聚糠萘水剂成分中含有细胞分裂素组分有关,也与聚糠萘水剂提高光合作用相关酶(RuBP羧化酶和PEP羧化酶)活性有直接关系。叶片光合性能增强,促进光合产物的合成、运输和积累,最终提高两个品种的子粒成熟度,提高产量。     

双重化控对春玉米不同密度群体冠层结构的影响

在大田栽培条件下,以京单28和先玉335为试验材料,设置5个密度梯度,分别于6叶期和9叶期叶面喷施膦酸胆碱合剂(ECK)和聚糠萘合剂(PKN),研究双重化控对春玉米群体冠层结构的影响.结果表明,随密度的增加,叶面积指数(LAI)、平均叶倾角(MTA)、株高、穗位高上升,透光率降低,冠层结构恶化.双重化控显著降低了高密度下(7.5万～10.5万株/hm²)LAI、穗下叶面积百分比,增加了MTA,提高了下层的通风透光性;缩短了穗下节间长,拉伸穗上节间长,改善了中上部的冠层结构;改善了玉米的穗部性状,显著提高了高密度下的玉米产量,京单28和先玉335产量增幅分别为9.76%～13.00%和10.95%～12.08%.研究表明,双重化控使玉米群体冠层结构得到合理优化,通风透光增强,使高密条件下植株个体维持较高的光合生理活性,产量同步提高.     

双重化控对春玉米灌浆期穗位叶和籽粒蔗糖代谢关键酶活性的影响

以中单909和吉单35为材料,设置乙矮合剂和聚糠萘合剂双重化控处理,研究玉米穗位叶和籽粒中蔗糖代谢相关酶活性的动态变化,探讨双重化控调控玉米碳代谢的生理机制,为建立玉米高产稳产的化学调控技术提供理论基础。结果表明,双重化控提高了灌浆期穗位叶蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性,尤其显著提高灌浆后期(花后50 d)蔗糖合成能力,提高灌浆前期(花后10~20 d)穗位叶蔗糖含量,降低后期(花后30~50 d)蔗糖含量。双重化控处理对玉米籽粒蔗糖合成酶(合成方向)和蔗糖磷酸合成酶活性的影响较小,蔗糖合成酶分解方向活性呈升高趋势;中单909籽粒蔗糖含量灌浆前期(花后10 d)升高,灌浆后期(花后50 d)降低,花后20~40 d影响不显著,吉单35籽粒蔗糖含量花后10~20 d降低,30~40 d升高,50 d没有显著差异。双重化控处理提高了中单909和吉单35灌浆中期和灌浆中后期灌浆速率,使两品种粒重和产量均显著提高,分别比对照增产4.61%和7.78%。本研究说明,乙矮合剂和聚糠萘合剂双重化控处理可通过调控源库蔗糖代谢关键酶的活性,促进蔗糖在源端的合成和在库端的降解,从而促进碳同化物向籽粒的转运,达到高产。