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墨西哥玉米氮代谢特性、刈后再生机理及高产优质调控研究

作　者: 王永军
导　师: 王空军；董树亭；胡昌浩
学　校: 山东农业大学
专　业: 作物栽培与耕作学
关键词: 墨西哥玉米氮代谢再生高产优质
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本研究于 2002～2003 年在山东农业大学玉米科技园进行。以新型牧草一年生墨西哥玉米为研究对象,主要研究两方面内容:(1)氮肥运筹对墨西哥玉米产量和饲用营养品质的影响及植株氮代谢特性,(2)刈割制度对墨西哥玉米产量和饲用营养品质的影响及其调控,并探讨了植株刈后再生机理。研究采用大田和露天池栽为主,结合室内生理生化分析,深入研究墨西哥玉米氮代谢规律、刈后再生机理及其高产优质的调控,经过两年研究,取得主要结果如下。1. 氮肥运筹对墨西哥玉米产量的影响夏播墨西哥玉米生长季内收获 3 次时,在中氮(300kg·hm-2)和高氮(600kg·hm-2)两种水平下,氮肥用量对第一收获期的产量影响大,底肥肥效仅持续到第二收获期的叶片;第二收获期的茎鞘和第三收获期的整株收获部分都表现出追肥效应。两种氮肥水平下均以底肥一次性施入能获得较高的总产量;同一施肥方式高氮氮肥水平下产量较高。增施氮肥提高了墨西哥玉米叶片的产量,而叶片是构成产量的主体,这是施氮增产的主要原因。2. 氮肥运筹对墨西哥玉米饲用营养品质的影响增施氮肥提高了植株收获部分 CP、EE 的含量,降低了 CA、ADF 的含量,饲用营养品质提高,适口性改善。氮肥水平对 CP、EE、CA、NFE及 GE 产量的影响程度大于施肥方式;随收获次数增加,底肥肥效降低而追肥肥效增加;ADF 产量随氮肥水平的增加而增加是由于产量提高的幅度大于含量降低的幅度。叶片也是品质形成的主体,在较高的氮肥水平下,底肥一次性施入有利于提高其饲用营养品质。3. 氮肥运筹对墨西哥玉米植株 NO3 -N 时空变异的影响 - 墨西哥玉米叶片中的硝态氮(NO3 -N)含量以新生叶最高,功能叶最 -低,老叶居于中间;茎鞘和根系中的 NO3 -N 含量在第一收获期低于叶片, -第二、三收获期高于叶片。随收获次数的增加,叶片中的 NO3 -N 含量呈 - 2<WP=9>山东农业大学硕士学位论文现降低趋势,茎鞘和根系中的 NO3 -N 含量则表现为先降低后升高的趋势。 -高氮水平和氮肥追施是造成同一类型叶片 NO3 -N 累积的主要原因。 - 在第二收获期,高氮分次添加处理(N2-3)的新生叶 NO3 -N 含量最 -高,为 92.66μg·g-1,表明氮肥水平在 300～600kg·hm-2 范围内,植株硝态氮含量未达动物摄食的潜在致毒剂量(干基 0.15%)。4. 氮肥运筹对墨西哥玉米氮代谢关键酶活性的影响增施氮肥可有效调节墨西哥玉米叶片中 NR、GS、GOGAT、GDH 的活性大小。随收获次数增加,NR 活性降低,中氮水平的降幅大于高氮水平,表明高氮处理能够维持植株后期较高的 NO3 -N 同化能力;土壤中氮素供应 -充足时,大量施氮反而不利于 NR 活性的提高,后期追施氮肥可明显提高NR 活性。 GS 活性随收获次数增加而增加,同一收获时期其活性高低与氮素水平成负相关;GOGAT 活性随收获次数的增加表现出先降低后升高的趋势,同一收获期间在 3 个氮素供应水平处理下呈现“V”字型变化,GS 和GOGAT 活性对不同氮肥运筹处理的反应表现出“补偿”作用。在不同收获期 GDH 活性与 GOGAT 活性的变化相反。低水平的氮素供应可提高其氮素同化的活性,在高氮水平下,土壤中无机态氮供应充足,氮肥一次性底施和分次施入对 GDH 活性的影响不大。增施氮肥明显改善了氮素同化关键酶 NR、GS、GOGAT 的活性,有利于氮素同化及蛋白质的合成,因此高氮水平能够获得较高的粗蛋白产量。5. 刈割制度对墨西哥玉米产量和品质的影响刈割留茬越低,生长期内总产量越低;刈割时的植株高度在 60cm～130cm 范围内,植株高度在 130cm 时刈割生长期内的总产量最高。墨西哥玉米不耐高强度刈割,强度过大(留茬高度为 10cm)时,会造成植株在第一次刈割后难以再生(53%的植株死亡)。留茬高度大于 20cm 有利于植株再生养分“源”的供应,获得较高的再生产量;留茬高度较高,收获的部分较幼嫩,CP、EE 含量高,ADF、CA 含量低,饲用营养价值提高,适口性改善。 3<WP=10>王永军:墨西哥玉米氮代谢特性、刈后再生机理及高产优质调控研究植株高度为 130cm 时刈割,生长期内仅收获 2 次就可获得较高的产量,但再生生长时间长,再生生物量大,ADF 含量升高,CP、EE 等含量下降;植株高度过小(60cm)时刈割,收获部分的品质得到改善,但植株的“有效光合时间”缩短,不利于产量的提高。比较不同的刈割制度,本研究中留茬高度 30cm,植株高度 95cm 时刈割可实现墨西哥玉米生产的优质、高产,总能量产量显著高于其它处理,是比较理想的刈割方式。6. 刈割制度对墨西哥玉米再生特性的影响不同刈割制度对墨西哥玉米再生特性的影响是通过改变植株再生部分和留茬中贮藏的有机养分和无机养分氮、磷、钾等的含量来实现的,表现在再生系数(RGC)和 C/N 的大小的变化上。植株再生部分和留茬中的游离氨基酸、可溶性糖、还原糖以及氮、磷、钾等养分含量在随刈割制度的不同而?

全文目录

符号说明  7-8
中文摘要  8-11
英文摘要  11-15
1 引言  15-21
  1.1 研究目的和意义  15-16
  1.2 国内外研究进展  16-21
2 材料与方法  21-26
  2.1 供试材料与方法  21-23
  2.2 主要测定内容与方法  23-25
  2.3 数据处理与统计分析  25-26
3 结果与分析  26-65
  3.1 氮肥运筹对墨西哥玉米产量和品质的影响  26-35
    3.1.1 氮肥运筹对收获生物量的影响  26-27
      3.1.1.1 鲜物质产量与干物质产量  26
      3.1.1.2 不同茬次产量的组成  26-27
    3.1.2 氮肥运筹对墨西哥玉米饲用营养价值的影响  27-30
      3.1.2.1 饲用营养品质  27-29
      3.1.2.2 饲用营养成分产量  29-30
    3.1.3 氮肥运筹对墨西哥玉米总能量的影响  30
    3.1.4 氮素添加对植株硝态氮时空变异的影响  30-35
      3.1.4.1 叶片硝态氮含量的变化  30-33
      3.1.4.2 茎鞘与根系硝态氮含量的变化  33-34
      3.1.4.3 茎鞘与叶片比较  34-35
  3.2 氮肥运筹对墨西哥玉米氮代谢关键酶的影响  35-39
    3.2.1 硝酸还原酶(NRase)活性  35-36
    3.2.2 谷氨酰氨合成酶(GS)活性  36-37
    3.2.3 谷氨酸合成酶(GOGAT)活性  37-38
    3.2.4 谷氨酸脱氢酶(GDH)活性  38-39
  3.3 刈割制度对墨西哥玉米产量和品质的影响  39-47
    3.3.1 刈割制度对墨西哥玉米鲜收获生物量的影响  39-41
      3.3.1.1 不同强度刈割对鲜收获生物量的影响  39-40
      3.3.1.2 不同高度刈割对鲜收获生物量的影响  40-41
    3.3.2 刈割制度对墨西哥玉米干物质产量的影响  41
      3.3.2.1 不同强度刈割对干物质产量的影响  41
      3.3.2.2 不同高度刈割对干物质产量的影响  41
    3.3.3 刈割制度对墨西哥玉米饲用营养品质的影响  41-45
      3.3.3.1 不同刈割强度对饲用营养品质的影响  41-43
      3.3.3.2 不同高度刈割对墨西哥玉米饲用营养品质的影响  43-45
    3.3.4 刈割制度对墨西哥玉米饲用营养成分产量的影响  45-46
      3.3.4.1 不同强度刈割对饲用营养成分产量的影响  45-46
      3.3.4.2 不同高度刈割度对墨西哥玉米饲用营养成分产量的影响  46
    3.3.5 刈割制度对墨西哥玉米总能量产量的影响  46-47
  3.4 刈割制度对墨西哥玉米再生特性的影响  47-65
    3.4.1 不同刈割制度下游离氨基酸含量与再生的关系  47-49
      3.4.1.1 不同强度刈割对游离氨基酸含量的影响  47-48
      3.4.1.2 不同高度刈割对游离氨基酸含量的影响  48-49
    3.4.2 不同刈割制度下可溶性糖含量与再生的关系  49-52
      3.4.2.1 不同强度刈割对可溶性糖含量的影响  50-51
      3.4.2.2 不同高度刈割对可溶性糖含量的影响  51-52
    3.4.3 不同刈割制度下还原糖含量与再生的关系  52-55
      3.4.3.1 不同强度刈割对还原糖含量的影响  52-54
      3.4.3.2 不同高度刈割对还原糖含量的影响  54-55
    3.4.4 不同刈割制度下氮素含量与再生的关系  55-57
      3.4.4.1 不同强度刈割对氮素含量的影响  55-56
      3.4.4.2 不同高度刈割对氮素含量的影响  56-57
    3.4.5 不同刈割制度下磷素含量与再生的关系  57-59
      3.4.5.1 不同强度刈割对磷素含量的影响  57
      3.4.5.2 不同高度刈割对磷素含量的影响  57-59
    3.4.6 不同刈割制度下钾素含量与再生的关系  59-62
      3.4.6.1 不同强度刈割对钾素含量的影响  59-61
      3.4.6.2 不同高度刈割对钾素含量的影响  61-62
    3.4.7 不同刈割制度下再生系数比较  62
    3.4.8 不同刈割制度下 C/N比  62-65
      3.4.8.1 不同强度刈割对 C/N 比的影响  62-64
      3.4.8.2 不同高度刈割对 C/N 比的影响  64-65
4 讨论  65-74
  4.1 氮肥运筹对墨西哥玉米产量及饲用营养品质的影响  65-69
  4.2 墨西哥玉米植株氮代谢特性对氮肥运筹的响应  69-70
  4.3 刈割制度对墨西哥玉米产量及饲用营养品质的影响  70-71
  4.4 再生特性与刈割制度的关系  71-73
  4.5 墨西哥玉米的高产优质调控措施  73-74
5 结论  74-76
6 参考文献  76-87
7 致谢  87-88
8 攻读学位期间发表论文情况  88

墨西哥玉米氮代谢特性、刈后再生机理及高产优质调控研究

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