盐胁迫对玉米毛状根植株根系及光合作用的影响

为探讨盐胁迫对玉米毛状根的影响以及其自身耐盐性生理机制,以玉米毛状根再生植株幼苗为材料,采用25 mmol/L氯化钠溶液施加到1/2 Hoagland's营养液的水培处理方法,利用WinRHIZO根系扫描分析系统以及CIRAS-3型便携式光合作用仪,通过测定玉米的根系指标和光合指标,确定玉米毛状根再生植株的耐盐性。结果表明,在正常水培条件下,玉米毛状根各项根系指标与光合参数均高于对照组(吉单35自交系),其中根尖数与水分利用效率差距较大,分别高出73.33%、27.99%,而总根长与总投影面积分别比对照组高16.64%、20.86%,气孔导度、蒸腾速率与净光合速率分别比对照组高12.03%、11.71%、20.24%;盐胁迫下其总根长、总投影面积和根尖数分别比对照组高69.20%、51.98%、34.37%;气孔导度、净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率分别比对照组高12.57%、12.83%、30.55%、18.63%。研究表明,玉米毛状根再生植株具有强大的根系,侧根发达,水分利用效率增加,且在盐胁迫情况下仍能保持良好的根系生长和光合能力。     

玉米毛状根再生植株叶片光合特性对干旱胁迫和复水条件的响应

玉米(Zea mays L.)是重要的粮食作物和饲料作物。近年来,干旱对玉米的生产构成严重威胁。以玉米毛状根再生植株为试验材料,分别进行干旱胁迫4、6、8 d以及分别复水4、8 d的试验处理,研究玉米毛状根再生植株叶片光合特性对干旱胁迫和复水条件的响应规律。结果如下:随着干旱胁迫程度增加,毛状根植株和对照组植株的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及叶绿素含量(SPAD值)呈下降趋势,细胞间隙CO_2浓度(C_i)呈先下降后上升趋势,水分利用效率(WUE)呈先上升后下降趋势,干旱胁迫6、8 d,毛状根植株受影响较小,各光合指标显著高于对照组植株(P0.05)。毛状根植株干旱胁迫8 d的SPAD值、P_n、G_s与对照组干旱胁迫6 d的SPAD值、P_n、G_s相当,干旱胁迫4 d,差异虽不显著,但趋势相同。说明毛状根植株有较强的光合能力及耐旱性。随着复水天数增加,不同干旱胁迫处理的毛状根植株和对照组植株生理生化水平逐渐恢复,甚至干旱胁迫4 d处理的毛状根植株的G_s出现了超补偿现象,干旱胁迫6、8 d处理的毛状根植株恢复良好,均显著高于对照组植株(P0.05)。对照组植株除干旱胁迫4 d能恢复至接近正常供水水平外,干旱胁迫6、8 d处理恢复较难。结果表明,玉米毛状根再生植株光合能力强,这是由于其具有强大的根系,所以其对干旱的抵抗能力强,旱后复水的恢复能力显著。     

两个马铃薯品种在氮调控下生长及氮素利用特征研究

为研究氮素对两个马铃薯新品种全生育期生长发育及氮素利用的影响，以东农322和东农314为试验材料开展盆栽试验。试验设置3个氮素水平，分别为不施氮N0、常氮N1(CK)和高氮N2，比较分析植株形态、光合生理、氮素积累量和氮素利用率及产量。结果表明，以常氮N1为对照，两个品种在不施氮N0处理下各指标均显著降低，东农322生育前期根系活力、生育前期SPAD值、各器官氮素积累量及产量下降幅度较小，表现出低氮高效；东农314各指标下降幅度较大。与常规施氮水平相比，高氮N2处理下，两个品种各指标也存在不同程度差异，东农322各指标无显著差异，且增加幅度较小；东农314形态指标、净光合速率、SPAD值、根系活力、各器官氮素积累量等指标显著升高，增加幅度较大，表现出高氮高效。东农314在高氮条件下有较高氮素吸收效率，且产量较高，而东农322在仅依靠基础肥力条件下仍保持较高产量。全生育期植株各部位氮积累量、生育前期根系活力、叶片SPAD值、生育中期叶片净光合速率均与块茎产量呈显著正相关。研究不同氮效率品种不同氮素水平下生长发育情况，为筛选马铃薯氮高效利用生理指标和挖掘氮高效利用品种生物学潜力提供依据。     

氮肥形态对小麦镉吸收及转运的影响

为缓解小麦镉毒害降低籽粒镉含量合理选用氮肥,探究硝态氮、铵态氮和酰胺态氮对小麦镉吸收转运规律、土壤根际pH、叶片SPAD值和根系形态的影响.结果 表明镉胁迫条件下,硝态氮处理有利于小麦千粒质量及旗叶SPAD值的提高,且SPAD值与千粒质量间呈显著正相关;铵态氮处理显著降低根际pH、提高植株镉积累量以及籽粒镉含量,根际p...     

不同氮效率基因型小麦根系吸收特性与氮素利用差异的分析

【目的】通过研究分析不同基因型小麦根系吸收特性与地上部氮素利用的差异,明确不同氮效率基因型小麦氮素吸收利用的生理机制,为氮高效小麦品种的选育和高效栽培提供理论依据。【方法】2012-2015年采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,在不同氮效率品种筛选的基础上,以氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28、开麦20为试验材料,在不同氮素水平条件下研究其根冠关系、根系生物量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力以及地上、地下部氮素转运分配能力的差异。【结果】两类品种小麦拔节期前根系特性无明显差异,拔节期之后氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28根系生物量、根冠比、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366根系活力显著高于氮低效品种周麦28和开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28氮素积累量和花后氮素吸收量也显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366籽粒产量、植株氮素利用效率、氮肥生理利用率、花前氮素转运量、氮素籽粒分配比例均显著高于氮低效品种周麦28、开麦20。与常规供氮水平相比,降低供氮量,4个基因型小麦根系生物量、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟氮素积累量、花前氮素转运量和产量降低,根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用效率升高。增加供氮量,根系生物量表现为周麦27、郑麦366、开麦20降低而周麦28增加。4个基因型小麦根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量和产量均显著升高,而根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用率降低。【结论】氮高效品种周麦27、郑麦366较高的根系生物量、根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积促进了其对氮素的吸收,是氮高效的基础。较高的氮素转运、氮素籽粒分配能力和合理的根冠比促进了其对氮素的高效利用,是氮高效的关键。氮低效品种周麦28虽然也有较强的氮素吸收能力,但其氮素转运能力过低、生育后期根冠比过大限制了植株对氮素的合理利用,不利于氮效率的提高。氮低效品种开麦20氮素吸收能力不足,不能满足地上部生长的需要,限制了氮效率的提高。     

桑树毛状根再生条件研究

为建立桑树毛状根的再生体系,以桑树毛状根作为外植体,研究不同质量浓度6-BA和NAA配比对桑树毛状根愈伤组织诱导和不定芽分化的影响,并对再生植株进行PCR检测。结果表明,桑树毛状根的最佳愈伤组织诱导培养基为MS+0.2mg/L 6-BA+2.0mg/L NAA,最佳不定芽分化培养基为MS+1.0mg/L 6-BA+0.1mg/L NAA,3周愈伤组织不定芽分化率为16.7%。应用该不定芽获得再生植株的根系生长旺盛,叶片提取的基因组中含有rolB生根基因。     

镉胁迫下茉莉酸甲酯对水稻根系和光合作用的影响

通过对已筛选出的氮高效耐低氮水稻品种C156和氮敏感品种C111,分析植株根系的根系活力、总根长、根总表面积,功能叶的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度等指标,研究了镉胁迫条件下茉莉酸甲酯对水稻根系和光合作用影响。结果表明:镉胁迫下茉莉酸甲酯提高了C156品种根系活力,提高了2个品种总根长,但是影响不大。镉胁迫下茉莉酸甲酯显著降低了C156品种净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。     

不同氮效率水稻根系形态和氮素吸收利用与产量的关系

【目的】探究不同氮效率水稻根系形态和氮素吸收利用与产量关系的规律,明确水稻高产根系形态特征,提出相应的水氮优化管理措施。【方法】2013年以氮高效品种川农优498和氮低效品种川优6203为试验材料,进行不同穗肥运筹比例的裂区试验;2014年以相同试验材料进行穴苗数和促花肥、保花肥配比的裂裂区试验;2015年以氮高效品种德香4103和氮低效品种宜香3724为试验材料,进行水分管理方式和氮肥施用模式的裂裂区试验;分别以上述3个大田试验获得的产量、根系形态及氮素吸收利用相关指标为样本,通过计算方差膨胀因子诊断变量间存在的多重共线性关系。在多重共线性严重的情况下,运用岭回归分析研究根系形态、氮素吸收利用和产量三者之间的关系。基于这些关系在年度间的重演性,确定其中普遍存在的共性规律。【结果】(1)氮高效品种拔节期、抽穗期及成熟期的氮素积累量、氮素干物质生产效率和干物重与产量岭回归方程的决定系数范围分别为0.0219—0.3961、0.0452—0.1379和0.0914—0.6694,氮低效品种分别为0.0084—0.6190、0.1224—0.4341和0.0818—0.4881,产量与氮素吸收利用的关系年度间重演性较差,无明显共性规律;以根干重、不定根数量、长度、表面积、体积、粗分枝根长度、表面积、体积以及细分枝根长度、表面积、体积11项根系形态指标为自变量,氮素积累量、氮素干物质生产效率和干物重三者分别为因变量进行岭回归分析,氮高效品种的回归方程决定系数范围分别为0.0527—0.2728、0.0653—0.3139和0.0714—0.3158,氮低效品种分别为0.0607—0.5040、0.0555—0.4411和0.0724—0.5449,氮素吸收利用与根系形态的关系规律年度间存在较大差异;2013—2015年,氮高效和氮低效品种抽穗期根系形态与产量岭回归方程的决定系数均超过0.8,P0.001,表明抽穗期根系形态对产量具有显著影响是共性规律。(2)在以抽穗期根系形态指标为自变量,产量为因变量的岭回归方程中,氮高效品种的粗分枝根长度标准回归系数最高,对产量影响最大;对氮低效品种而言,细分枝根表面积的增加对产量提高最有利。(3)常规施氮量(150 kg·hm~(-2))下,优化施肥模式为穗肥占比40%,且保花肥的比例达到或超过50%,其结合交替灌溉,有利于优化根系形态;SPAD指导施肥模式下,施氮量较优化施肥减少(由150 kg·hm~(-2)降为120 kg·hm~(-2)),采用常规灌溉比交替灌溉更有利于根系形态优化。【结论】水稻抽穗期根系形态与产量关系极为密切,合理的水氮管理措施能够优化根系形态提高产量。常规灌溉结合SPAD指导施肥或交替灌溉结合优化施肥均有利于氮高效品种抽穗期粗分枝根长度的增长和氮低效品种细分枝根表面积的增大,最终提高产量。     

发根农杆菌转化三倍体毛白杨

分别用发根农杆菌30148,ATCC 15834和ZALF3种菌株感染三倍体毛白杨叶外植体,获得毛状根。建立三倍体毛白杨毛状根离体培养系统,在含不同激素的培养基上诱导毛状根再生植株。利用PCR方法分别对转化再生植株ro lC,ro lD,及m as基因进行了检测,表明R i质粒的T-DNA已整合进再生植株中。     

秸秆还田下氮肥施用量对东农428水稻叶片生长及根系形态的影响

以寒地水稻品种东农428为试验材料,在秸秆还田条件下研究氮肥施用量对水稻叶面积指数、SPAD值、根系形态及伤流量的影响。结果表明:在秸秆还田条件下,随着氮肥施用量的增加,水稻叶面积指数、SPAD值,根长、根表面积、根体积及根系伤流量均呈现增加的趋势,并在氮肥施用量(纯氮)为133~163kg·hm-2时,叶面积指数(4.70)、SPAD值(48.87),根长(1395.67mm)、根表面积(1035.30cm2)、根体积(324.64cm3)及根系伤流量(13.3g·12h-1)先后达到了最大值。秸秆还田减小了分蘖期的叶面积指数,增加了分蘖期的根表面积,抽穗期水稻根系的伤流量秸秆还田处理较对照提高10.3%;但秸秆还田处理对根长、根体积、根系直径、根毛数量的影响不明显。     

玉米品种氮高效评价指标及生理机理研究进展

玉米氮肥过量使用会造成农民经济损失、地下水污染等问题,选择氮高效玉米品种是解决这些问题的有效措施。在较高施氮量下,氮高效品种可以在保证产量的同时,高效吸收利用土壤中的氮素;在减少氮肥投入条件下,氮高效品种可以充分利用玉米生长季中的矿化氮,达到相同的高产水平。本文综述了国内外氮高效评价指标及其生理机制的研究进展,为玉米氮高效生理机制的进一步研究提供依据。     

枯草芽孢杆菌发酵上清液对玉米植株生长和养分吸收的影响

采用盆栽试验研究枯草芽孢杆菌发酵上清液冲施对玉米植株生长和养分吸收的影响。结果表明,不同用量上清液冲施均能明显地促进玉米生长,增加干物质累积量,促进植株对氮、磷、钾的吸收和利用。其中30 000 L/hm~2冲施处理表现最好,与对照相比,可使玉米株高增加10.9%,茎粗增加10.0%,叶绿素SPAD值增加29.2%,地上部干重增加27.4%,根系干重增加51.1%,玉米地上部氮、磷、钾含量增加15.1%、25.1%、32.9%;根系氮、磷、钾含量增加30.6%、38.4%和22.1%。由此可见,枯草芽孢杆菌发酵上清液在作物生长期内可以作为一种肥料进行冲施,既能促进作物生长,又能实现资源的再利用。     

镉胁迫下硅对玉米生长的缓解效应

为了探讨外源硅对镉胁迫下玉米幼苗的生长缓解效应，以豫单9953为试验材料，以浓度为318 mg/kg的硅酸钠和浓度为35 mg/kg的氯化镉分别溶解于水后均匀混拌于土壤中，进行土壤盆栽试验。对玉米苗期地上部分株高、叶面积、SPAD值、光合速率、荧光参数和地下部的根系参数以及可溶性蛋白含量和电导率等指标进行测定。结果表明，硅能显著缓解玉米苗期镉的胁迫。与对照相比，镉处理组的玉米株高、叶面积、叶片和根系的干质量分别下降18.70%、33.40%、39.13%和42.86%,硅的施用改善了镉的抑制，与镉处理相比分别增加了7.66%、11.05%和33.33%、25.00%;硅的施用提高了镉胁迫下总根系长度、体积和表面积；玉米幼苗的光合特性受到镉的胁迫，硅的施用降低了镉对SPAD值和光合速率的胁迫，与镉处理相比分别提高了15.64%和39.49%,同时也改善了镉对玉米叶绿素荧光的抑制，增加了叶片可溶性蛋白含量，降低了叶片相对电导率。硅能显著改善镉对玉米幼苗地上部和地下部的抑制作用，促进根系生长，增强光合作用，调节生理代谢过程，降低地下根系对镉的吸收和转运，提高玉米对镉的耐受能力，为缓解镉对玉米...     

不同基因型玉米根系特性与氮素吸收利用的差异

 【目的】比较不同氮素利用效率夏玉米的根系时空分布特性及其氮素吸收利用的差异,探讨玉米氮高效的生理机制。【方法】以氮高效玉米杂交种蠡玉13(LY13)和氮低效玉米杂交种鲁单981(LD981)为试验材料,以大田箱式土柱栽培方式,研究两个氮素水平下(0和4.29 g N/plant)玉米根系时空分布及氮素吸收利用的差异。【结果】LY13开花后具有较高的根系干重,根冠比显著高于LD981(P＜0.05),土壤深层根系分布多,根系空间分布合理,后期根系活力高,根系功能期长,导致其库容量大,库调节能力强,氮素积累总量高,氮素转移率、贡献率和氮素利用效率均显著高于LD981(P＜0.05),施氮条件下优势更加明显。LY13在两种氮素水平下的籽粒产量、生物产量、千粒重、收获指数均显著高于LD981。【结论】氮高效型玉米品种根系总量多、深层根系多、空间分布合理、根系活力高且持续期长是其氮积累量增加的主要原因;库容量大,库调解能力强促使氮素转运效率高,向籽粒分配比例大是其籽粒产量高、氮效率高的根本原因。     

施用生物质炭条件下减施氮肥对玉米生长和土壤的影响

为探讨秸秆生物质炭的氮肥替代效果,在等量生物质炭投入条件下,研究不施肥、常规施肥(不减氮)、减氮15％、减氮30％、减氮45％、减氮100％等6种施肥模式对玉米生长、产量及土壤质量的影响.结果表明,与常规施肥相比,等量生物质炭投入条件下,随着减氮比例的增加,玉米根系构型、叶绿素含量(SPAD值)和净光合速率呈显著降低趋势,减氮15％对玉米根系及植株生长发育、叶片光合作用具有显著促进作用,较常规施肥玉米的总根长、总根表面积、总根体积分别增加了13.5％、17.6％、22.9％;随着减氮比例的增加,玉米产量显著降低,与常规施肥相比,减氮15％通过提高玉米穗粒质量和百粒质量显著提高玉米产量.与常规施肥相比,等量生物质炭投入条件下,减氮15％、30％、45％分别显著提高土壤水稳性大团聚体含量166.87％、143.70％、82.31％;减氮15％处理能显著提高土壤有机质、有效磷、速效钾、碱解氮含量,土壤养分保蓄能力最佳;适宜的碳氮含量比有利于提高土壤微生物和酶活性,减氮15％时与常规施肥相比,磷酸酶和脲酶含量分别显著增加35.9％和6.3％,放线菌数量增加7.3倍,而氮素减量过量,导致碳氮比失衡,土壤微生物数量显著下降;减氮15％处理下氮肥利用效率和氮肥农学效率分别显著提高20.57％和7.93 kg/kg.综合分析,同比常规施肥,在生物质炭投入4.5 t/hm2条件下,减氮15％视为最佳的碳基无机配施方案.     

水分和氮素对玉米苗期生长、根系形态及分布的影响

【目的】 东北地区春旱频发严重影响玉米出苗与苗期生长,明确水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育的影响及其耦合效应,可为东北春玉米水、氮调控措施的优化提供依据。【方法】 2016—2017连续2年设置水分、氮素两因素盆栽试验,土壤相对含水量设4个水平,分别为重度干旱（W0,30%）、适度干旱（W1,50%）、水分适宜（W2,70%）和水分过量（W3,90%）;施氮量设3个水平,分别为不施氮（N0,0）、低氮（N1,0.12 g N·kg ^-1土）和高氮（N2,0.24 g N·kg ^-1土）。【结果】 水分、氮素均显著影响玉米苗期的植株生长、根系发育、氮素吸收与利用,且两因素对植株干重、根系形态、吸氮量和氮肥利用率交互作用显著。土壤水分亏缺或过量均抑制了植株生长、干物质累积、根系发育和氮素吸收。W0处理的负面影响最为严重,其地上部干重、根系干重和植株吸氮量与W2处理相比分别降低55.5%、60.1%和47.4%,氮肥利用率下降6.4个百分点,根长和根表面积分别减少58.2%和59.5%。施氮显著促进玉米苗期植株生长与氮素吸收,降低根冠比,且不同水分条件下氮肥效应及对根系发育的影响存在明显差异。水分适宜条件下施氮促进根系生长,显著增加根长、根表面积和根体积,植株干重和吸氮量增幅最高。干旱胁迫条件下施氮抑制了根系发育,显著降低根长和根表面积,氮肥效应偏低。水分过量条件下施氮改善根系生长,但施氮效应仍低于W2处理。各水分条件下,N1处理的根长和根表面积均高于N2处理,而体积接近或更小,说明低氮增加了细根的比例。水分、氮素不仅显著影响根系形态,也导致根系空间分布出现明显差异。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤的根长分布,W0和W1处理0—12 cm土层根长比例相比W2处理分别下降11.0和8.3个百分点,而24—36 cm土层分别提高9.5和6.9个百分点。与干旱胁迫相反,水分过量趋向于增加根系在表层土壤的聚集。施氮显著促进表层土壤的根系分布,N1和N2处理0—12 cm土层根长比例相比N0处理分别增加16.3和13.7个百分点,而24—36 cm土层分别下降11.5和12.5个百分点。所有水-氮处理中,W1N1处理根系的空间分布最为均衡。【结论】 水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育有显著的耦合效应,适宜的水、氮措施可优化根系形态与空间分布,增加植株干重和氮素吸收利用。春玉米生产中建议降低氮肥基施用量以发挥水氮耦合效应,促进根系下扎和细根增殖,提高植株耐旱性和氮肥利用率。     

不同氮吸收效率玉米品种的根系构型差异比较：模拟与应用

 【目的】研究玉米根系构型及其在土壤中的空间分布与氮吸收效率的关系,并通过根系功能-结构模型将根系构型可视化。【方法】以玉米自交系氮高效478与氮低效Wu312为材料,在田间试验的基础上,通过对种子根和不同轮次节根扫描,并以实测根长结果为参数,在改进的根系功能-结构模型的基础上对根系形态进行模拟。【结果】氮高效自交系478的种子根和每一轮节根长度、根系形态,以及根系在土壤空间中的分布都优于氮低效自交系Wu312。从模拟的角度可以看出,478根系具有较大的生长速率和分支密度。对不同轮次节根的发生、生长和衰老规律研究表明,第1～3层节根仅占总根长的很小部分,其根长分别在播种后35、57和76 d左右达到最大值,随后开始衰老;第4层以后的节根发生时间集中,与植株进入快速生长期、吸氮速率迅速增加密切相关。第4层以后节根的根长均在播种后93 d左右达到最大值,随后开始迅速衰老。【结论】玉米根系形态及其在土壤中的时空分布差异是造成氮素吸收效率差异的重要因素。以根系长度为参数,可以利用根系功能-结构模型实现不同生长发育阶段的玉米根系构型差异的可视化。     

哈茨木霉菌剂对玉米苗期生长和土壤肥力的影响

为提高哈茨木霉菌的利用率及其对植物的促生能力,本研究将哈茨木霉菌剂按不同处理方式进行施用,以探索一种高效的利用模式。试验采用哈茨木霉菌结合有机肥,利用盆栽试验测定哈茨木霉菌剂不同施用方式对玉米苗期生长的影响。结果显示,哈茨木霉菌拌土与浸种的玉米种子出苗率都显著高于对照组玉米;哈茨木霉菌不同处理方式对玉米苗期的根系、叶长、叶宽、茎粗、株高、鲜重和干重等生长指标都有显著的提高作用,其中以灌根+喷雾处理促生效果最好。同时,灌根+喷雾处理对土壤中的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量均有所提高,有效活化和改良了土壤。因此,利用哈茨木霉菌灌根+喷雾配施有机肥不仅可以提高玉米苗期长势,为后期提高玉米产量和品质奠定了基础,对于土壤也具有一定的改良效果。     

硝酸盐供应对玉米自交系郑58根生长的影响

NO-3的有效性对玉米根系形态的影响是近年来的研究热点。为了解玉米根系形态对硝酸盐浓度变化的应答,以自交系郑58为材料,分析了短时间内NO-3浓度的变化和局部NO-3处理对苗期根系性状、植株生物量、根冠比以及植株全氮含量的影响。结果显示,短时间的高氮（10 mmol/L）处理能够促进主根伸长,抑制侧根萌发;低氮（0.04 mmol/L）处理促进侧根的生长和根系干物质累积,增加根冠比;而缺氮和局部供氮均抑制了侧根伸长。分析植株生物量及全氮含量对侧根生长的影响表明,植株干重与侧根长之间、植株全氮含量与侧根密度之间有相关性。根系性状表型数据和定量指标分析表明,环境中硝酸盐浓度的改变首先引起郑58侧根生长的变化。     

种植密度对夏玉米根系特性及氮肥吸收的影响

【目的】玉米是中国第一大粮食作物,在国家粮食安全中具有举足轻重的作用。选用耐密型品种,增加种植密度是现在玉米获得高产的主要措施之一。然而,高密度种植加剧了玉米生长空间的压力,导致单株生长受到抑制,单株产量降低。根系作为吸收土壤水分与养分的主要器官,其生长受密植条件抑制。研究夏玉米品种根系特性对密度响应的基因型差异,探明密植条件下耐密型夏玉米根系特性与氮素吸收、利用的关系,为耐密型夏玉米品种的根系改良及密植条件下养分与水分管理提供依据。【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心进行,以耐密型品种郑单958(ZD958)和不耐密型品种鲁单981(LD981)为试验材料,采用土柱栽培与~(15)N标记技术相结合的技术手段,研究不同种植密度下(D1,52 500 plants/hm~2与D2,82 500 plants/hm~2),不同耐密型品种根系性状及氮素吸收利用情况对种植密度的响应。【结果】增加种植密度可显著提高夏玉米籽粒产量,但两品种单株籽粒产量均显著降低。两品种根系生物量、根长、根系表面积、根系活性吸收面积均随种植密度的增加而降低;D1条件下,LD981根系各项指标生育前期高于ZD958,乳熟期后均低于或显著低于ZD958。D2条件下,两品种根系各项指标生育前期差异不显著,而生育后期LD981显著低于ZD958;地上部单株绿叶面积与穗位叶净光合速率受基因型及密度影响,变化趋势与根系一致。两品种根冠质量比受密度增加影响差异不显著,但根冠活性面积比显著降低;增加种植密度两品种单株氮素积累量及氮利用效率显著降低,肥料氮回收率、氮肥偏生产力均显著提高,但肥料氮所占植株氮素积累量的比例不受密度变化影响;D2下ZD958植株肥料氮含量、肥料氮所占比例、肥料氮回收率及氮肥偏生产力显著高于LD981。【结论】耐密型品种ZD958根系受密度影响较小,高密度下,能够维持相对较高的根量、根长、根系吸收面积及根系活力,且高值持续期长,生育后期衰老缓慢,保证了植株对氮素吸收,有利于地上部进行光合生产、获得较高籽粒产量;高密度下ZD958籽粒库容较高、库调节能力较强,是其氮利用效率及氮肥偏生产力显著高于LD981的主要原因。