乙烯利对夏玉米果穗生长发育影响及生理机制探究

采用大田种植方法,以郑单958为试验材料,于玉米7展叶期（E7）、9展叶期（E9）喷施乙烯利,比较研究玉米产量、果穗维管束特征、子粒干物质积累及相关生理指标,探讨乙烯利对玉米果穗发育的影响及生理机制。结果表明,乙烯利处理使玉米子粒千粒重下降;子粒灌浆起始生长势降低、灌浆天数缩短,可溶性淀粉积累量下降;子粒中IAA（生长素）含量降低、ABA（脱落酸）含量升高,果穗穗轴的维管束长度及筛管半径显著降低,穗柄维管束个数下降、维管束长度也下降。IAA含量下降抑制木质素前体苯丙烷及木质素的形成,进而抑制木质部的形成,使得维管束个数、长度下降,进而子粒库容降低,子粒库活性降低,导致最终产量下降。     

乙烯利对玉米的可收获产量,籽粒品质和倒伏的影响

据Zuber等(1978)估计,每年玉米的产量损失有5～25％是由茎秆倒伏造成的。现已证明,生长调节剂乙烯利能降低大麦和小麦的株高,减轻倒伏,从而增加可收获的产量。先前的一些研究表明,乙烯利同样也能改变玉米植株的形态,使株高和穗位高降低、茎秆增     

乙烯利-缩节安复配剂对夏玉米根系伤流液的影响

研究结果表明:夏玉米根系伤流量在吐丝期前后达到高峰,其后随着植株的衰老成熟不断下降,伤流液中各种营养元素和内源激素流量基本与伤流量的变化趋势一致。在大喇叭口期叶面喷施乙烯利-缩节安复配剂后,根系伤流量有所减少,但差异不明显;在吐丝期或子粒形成初期前,复配剂处理的大量和微量元素流量要略高于对照,其后则明显低于对照;内源激素流量在吐丝期前高于对照,其后则略低于对照。上述结果表明,乙烯利-缩节安复配剂具有调控根系伤流量、营养元素和内源激素流量的作用。     

乙烯利对玉米生产性能影响的试验

乙烯利作用于玉米、削弱了玉米的顶端优势,使植株矮化,缩短了玉米雌、雄花间距,增加了授粉机率,加之乙烯利可增加玉米雌雄花数量,使玉米果穗的子粒数明显增加,从而在同等条件下试验组玉米单产较对照组明显提高。喷施乙烯利后,玉米植株矮化,全株重量降低,减少了土壤肥力的无效消耗,而矮化后的玉米功能叶面积反而加大了,这种生理变化对玉米增产是十分有利的。作为家畜饲草的秸秆,因其叶面积加大,可利用部分减少不多,而利用率却大大提高。故适时喷施乙烯利是玉米增产的一种有很大推广价值的化控手段。     

乙烯利对玉米植株形态的改变

茎倒伏使玉米产量每年降低5～25％(Zuber等,1978)。已有报导,乙烯利可降低小麦、大麦、大豆的植株高度和倒伏性(Brown等,1973)。对玉米施用乙烯利的研究发现株高和穗位降低了(Earley等,1969)。Hatley(1970)在玉米9叶期每公顷施用     

乙烯利减轻玉米倒伏的效果

α-氯乙基磷酸的商品名为乙烯利,在日本利用乙烯利作为果树等的离层形成剂和催熟剂,它是一种植物生长调节剂。无论是在外国,还是在日本,都把乙烯利作为抑制麦类株高,减轻倒伏的一种农药注册登记,并进入实用化阶段。在日本使用的方法一般是:在孕穗到抽穗期,以乙烯利的500倍稀释液喷洒在茎叶上,用量为50～100升/1.5亩。30%抽穗后喷洒没     

乙烯利对玉米茎秆抗倒伏性的调控效应

以郑单958和先玉335为试验材料,设置3个不同浓度乙烯利处理,研究乙烯利对玉米茎秆形态、穿刺强度、木质素含量及相关合成酶活性的影响以及与抗倒伏能力的关系。结果表明,乙烯利处理抑制了玉米株高、穗位高、节间长和产量,提高了茎秆抗折力、穿刺强度、木质素含量及PAL、CAD、4CL活性和抗倒伏指数。玉米茎秆木质素含量与抗折力呈极显著正相关(r=0.930,P0.01),在200 mg/L乙烯利处理下,PAL、CAD、4CL活性与抗倒伏指数呈极显著正相关。PAL、CAD、4CL活性是提高玉米抗倒伏能力的酶学基础,有利于提高茎秆强度,进而增强其抗倒伏能力。     

乙烯利对花生农艺和生理性状的影响

以六种浓度的乙烯利对初花期花生进行叶面喷施,定期观测其主要农艺、生理生化及产量指标。结果表明,喷施适宜浓度的乙烯利可抑制地上部分的生长,提高叶片和植株物质积累量;100 mg/L和150 mg/L乙烯利处理能优化花生植株的生理生化特性,表现为显著提高花生叶片的蛋白质含量和叶绿素含量及SOD和POD活性,增强花生叶片的光合速率和蒸腾速率,增强了主根活力,降低花生叶片丙二醛和可溶性糖含量;200 mg/L乙烯利处理能提高植株的单株结荚数、饱果率和产量,但百果重和百仁重有所下降。     

利用乙烯利塑造夏玉米凹形冠层对产量及其相关性状的影响

以紧凑型玉米品种浚单20为试验材料,通过拔节期不同的乙烯利喷施处理塑造不同的冠层结构,考察其对生长发育及产量性状的影响。结果表明:隔带(以2行为一带)喷施乙烯利的处理(间喷处理)可以形成凹形冠层,在高密度条件下,凹形冠层比全矮冠层(全层喷施乙烯利,全喷处理)及常规冠层(全层喷水处理,对照)表现出明显的增产效果,间喷处理增加了群体内边行优势并改善了群体下层受光状态。研究认为,通过人为措施(如隔带化控和高矮品种带状间作)塑造凹形群体结构是进一步提高玉米群体生产力的重要途径。     

不同培肥措施对玉米生长发育及产量的影响

采用半量秸秆还田、全量秸秆还田、农家肥30 m3/hm2、农家肥60 m3/hm2、半量秸秆还田+农家肥30m3/hm2和当地常规施肥方式(对照)处理,研究不同培肥措施对玉米生长发育及产量的影响。结果表明,株高、植株基部周长、单株叶面积和棒三叶叶面积均以农家肥60 m3/hm2处理最高;出苗率以农家肥30 m3/hm2处理最高,全量秸秆还田处理最低;经济产量增加幅度依次为半量秸秆还田+农家肥30 m3/hm2>农家肥60 m3/hm2>农家肥30 m3/hm2>半量秸秆还田>全量秸秆还田。     

轮作对土壤肥力及玉米生长发育的影响

黑龙江省西部半干旱区土壤常年风沙侵蚀,土壤质量不断恶化,玉米大豆轮作和玉米连作深翻秸秆还田是当地生产中提高耕地质量、保护农田土壤生态的两种生产模式。利用长期定位试验玉米大豆轮作、玉米深翻秸秆还田种植模式和玉米连作处理对比,研究分析土壤理化性质、玉米生长发育指标和产量,评价两种种植模式技术效果。结果表明,轮作处理显著增加土壤速效氮、速效钾和有机质的含量,显著降低土壤容重10%左右,提高土壤孔隙度8%,对土壤物理结构改善具有良好作用。深翻秸秆还田处理能够显著增加土壤有机质26%～32%,增加土壤速效钾含量,能够显著降低土壤pH值0.4～1.2个单位,提升西部半干旱区地力,改善西部土壤盐碱化。深翻秸秆还田处理更有利于玉米拔节和抽丝期根长生长,有利于茎粗和穗干重的形成,对玉米产量具有显著增产作用。     

有机无机肥料配合施用对玉米生长发育及产量的影响

通过有机、无机肥料配合施用,研究不同生育期玉米形态生理生化指标,分析其对玉米生长发育及产量的影响。结果表明,增施有机肥的条件下,化肥用量的增加对玉米生长发育有促进作用,M15+F3（有机肥鸡粪15 m³/hm²+N 200 kg/hm²、P₂O₅ 100 kg/hm²）处理茎秆强度较对照高40.8%,达到显著水平;叶面积最大,净光合速率最高,干物重积累较快;M15+F3处理获得最高产量,较对照提高11.19%。各处理间的叶绿素含量差异不显著,随生育进程推移呈先增加后降低的趋势变化。     

种植密度对玉米产量及植株性状的影响

以多抗较耐密玉米品种丹玉86和高抗耐密玉米新组合丹3363为试验材料,研究种植密度对产量及植株性状的影响。结果表明,丹玉86产量与密度呈二次回归方程的关系,在60 000株/hm2密度下产量最高;丹3363在75 000株/hm2密度下产量最高,在52 500株/hm2密度下产量最低。株高、穗位高、茎粗、叶片数、棒三叶长随密度变化不明显。丹玉86在60 000株/hm2密度下棒三叶宽、棒三叶面积最大;丹3363棒三叶宽、棒三叶面积随密度增加而降低。丹玉86和丹3363倒伏率和空秆率均随密度增加呈上升趋势。     

Effects of Exogenous Glycinebetaine on Growth and Ultrastructure of Salt-Stressed Rice Seedlings (Oryza sativa L.)

Abstract

The effects of exogenously applied glycinebetaine on the salt-stress-induced inhibition of growth and ultrastructural damages in rice seedlings were investigated. Glycinebetaine was not effective in alleviating the NaCl-induced inhibition of root growth and rather enhanced the NaCl-induced inhibition. However, it was found to alleviate the inhibition of shoot growth induced by NaCl stress. Concentrations of Na were higher in salt-stressed plants than in unstressed plants. Stressed plants receiving glycinebetaine had a significantly lower Na and higher K concentrations in the shoots than the plants grown without application of glycinebetaine. Salinity induced ultrastructural damages in leaf such as swelling of thylakoids, disintegration of grana stacking and intergranal lamellae and destruction of mitochondria (deficiency of cristae, swelling and vacuolation). Such damages were largely prevented by pretreatment with glycinebetaine resulting in greening of the plants. In roots, the epidermis, cortex and root cap were more sensitive to salt stress than the meristem and stele. The most frequently observed ultrastructural alteration due to NaCl salinity was the formation of many large vacuoles in the root tip and root cap cells. The number of mitochondria was increased and they were aggregated in the cytoplasm of the root tip and root cap cells by treatment with NaCl or NaCl plus glycinebetaine. Glycinebetaine could not prevent the NaCl-induced ultrastructural damages in root cells. The effects of glycinebetaine to mitigate the ultrastructural damages in the chloroplast and mitochondria induced by NaCl might be due to the production of many vacuoles in root cells which may act to store Na and decrease its accumulation in the shoot.     

玉米深层根系对地上部营养生长和产量的影响

采用切断土柱根系方法,研究了在玉米拔节期和抽雄期时土表20 cm和40 cm以下根系对玉米杂交种四密21和掖单19地上部营养生长和产量及其构成因子的影响.结果表明,与不断根相比,在抽雄期切断20 cm深处根系,使四密21和掖单19株高分别降低37.1 cm和32.1 cm,叶绿素总量降低20.0%和37.0%,光合速率降低21.6%和19.6%,百粒重降低12.1%和9.0%,穗粒数减少18.8%和17.5%,产量降低26.2%和20.0%.切断土层40 cm深处根系,株高分别下降23.5 cm和23.6 cm,百粒重下降10.1%和5.2%,穗粒数减少13.1%和12.0%,产量降低21.5%和18.6%.拔节期断根使叶绿素含量显著降低,切断20 cm深处根系使四密21和掖单19叶绿素降低13.6%和25.2%,切断40 cm深处根系使叶绿素下降10.4%和14.2%.切断根系对玉米产量的影响,为抽雄期大于拔节期。     

不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响

通过对土壤容重、土壤坚实度、土壤含水量、土壤田间持水量及玉米产量的测定和分析,研究深松、常规旋耕、免耕不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响。结果表明,不同耕作方式对土壤容重和土壤坚实度的影响效果为深松>常规旋耕>免耕。深松耕作能够打破犁底层,降低深层土壤紧实度。深松耕作后,0~35 cm耕层土壤容重较常规旋耕和免耕分别下降6.5%和8.8%,土壤紧实度分别下降25.6%和32.3%。深松可显著增强接纳灌溉和降水能力,扩大土壤水库容。在21~40、41~60、61~80 cm土层,深松处理土壤含水量比常规旋耕分别提高3.4%、4.5%、2.4%,比免耕分别提高5.6%、4.8%、2.4%。土壤耕层0~35 cm田间持水量,深松和免耕比常规施耕分别提高7.4%和8.1%。不同耕作方式生物产量和经济产量均以深松最高,常规旋耕次之,免耕最小;深松耕作较常规旋耕和免耕分别增产4.3%和5.7%,与免耕处理间差异显著。