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玉米氮磷钾吸收利用的基因型差异研究

作　者: 齐红志
导　师: 李潮海
学　校: 河南农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 玉米产量氮磷钾吸收利用基因型差异
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

针对不同玉米品种的氮磷钾营养特性进行施肥管理,能够显著提高玉米产量、改善玉米品质,提高肥料利用率,减少资源浪费和环境问题产生。本研究以当前国内推广种植面积较大的玉米品种浚单20(XD20)、先玉335(XY335)、郑单958(ZD958)和登海662(DH662)为材料,采用室内溶液培养和田间试验的方法分别研究了苗期及整个生育期内玉米生长发育、养分吸收利用和最终籽粒产量对氮、磷、钾响应的基因型差异。主要结果如下:1.氮、磷、钾亏缺均能显著影响玉米幼苗的生长,其中氮亏缺影响最大,磷亏缺次之,钾亏缺影响最小。氮、磷、钾亏缺下4个玉米品种的根干重、根体积、根条数、地上干重、单株叶面积、株高、茎粗均下降,但对同一种营养元素亏缺的响应程度存在基因型差异。氮亏缺下,ZD958的根长增幅,根干重、根体积及根系氮、磷、钾含量的降幅均显著小于XD20、XY335和DH662,且氮素利用效率增幅和养分转运率降幅也均最大;磷亏缺下,XY335、DH662和ZD958相对根干重、相对根体积和相对根系钾含量显著小于XD20,且XD20的干重降幅最小,XY335和ZD958次之,DH662干重降幅最大;钾亏缺下,XY335相对地上干重和相对地上部养分含量均最大。最终4个玉米品种表现为如下差异:耐低氮能力为ZD958>XY335>XD20>DH662,耐低磷能力为XD20>XY335>ZD958>DH662,耐低钾能力为XY335>ZD958>DH662>XD20。2.氮肥对玉米生长发育和产量的影响大于磷肥和钾肥,氮磷钾均衡施肥更利于玉米生长,显著提高了玉米的产量。不同玉米品种对施用同一养分肥料的响应程度存在差异。XD20具有较高的氮肥吸收能力和氮肥利用能力,施氮肥能大幅增加XD20的叶面积指数、SPAD值、干物质积累量、氮磷钾积累量及阶段吸收量,最终使得XD20增产13.26%;施氮后DH662灌浆后期的叶面积指数下降较慢,株高增幅较大,干物质积累量、氮钾积累量、苗期和穗期的氮磷钾阶段吸收量及粒期的钾吸收量增幅也较大,且DH662的氮肥农学效率较高,最终也表现为施氮肥使DH662增产10.50%;施氮仅对增加XY335的叶面积指数、干物质积累量、氮素积累量和氮磷钾的穗期阶段吸收量作用稍大,尽管XY335的氮肥吸收利用率较高,但由于其氮肥农学效率较低,致使氮肥的增产率仅为7.12%;ZD958的氮肥利用率和氮肥农学效率均较低,施氮后其叶面积指数、干物质积累量、氮磷钾积累量、氮钾的阶段吸收量及产量增幅也均较小,表明ZD958对氮肥的响应度较低,耐瘠性较好。DH662的磷肥利用率较高,且其磷肥农学效率显著高于其他3个品种,施磷肥后DH662的叶面积指数、叶片SPAD值、株高和茎粗、干物质积累量、氮磷钾积累量和阶段吸收量的增幅均大于其他3个品种,使得增产率达7.50%,说明磷肥对增加DH662产量的作用较大;XD20、XY335和ZD958对磷肥的响应度均较低,增产幅度仅在2.01%-3.40%。施钾使DH662的苗期和吐丝期的干物重、氮磷钾积累量、氮素阶段吸收量、苗期和穗期的磷钾阶段吸收量增幅较大,且DH662的钾肥农学效率最大,最终表现为施钾对DH662的增产作用达4.35%;施钾后XY335的叶面积指数、叶片SPAD值、株高、吐丝期干物重、钾素积累量、穗期阶段的氮钾吸收量等增幅较大,且其钾肥利用率最大,钾肥农学效率稍低,最终表现为施钾对XY335增产3.88%;施钾使XD20叶面积指数、茎粗、苗期和成熟期的干物重、磷钾的积累量和粒期阶段的氮钾吸收量增加较大,最终表现为施钾对XD20增产3.49%;ZD958在施钾条件下叶面积指数、干物质积累、氮磷钾积累量及阶段吸收量的增幅均较低,且其钾肥利用率和钾肥农学效率较低,最终仅使ZD958增产2.31%。

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摘要 8-101 文献综述 10-17 1.1 施肥对玉米生长发育的影响 10-13 1.1.1 施肥在玉米生产中的重要作用 10-11 1.1.2 施肥对玉米的生理效应 11-13 1.1.2.1 施肥对玉米叶片生长和衰老的影响 11 1.1.2.2 施肥对玉米叶片叶绿素含量的影响 11-12 1.1.2.3 施肥对玉米干物质积累与分配的影响 12-13 1.2 玉米氮磷钾营养的基因型差异 13-15 1.2.1 营养的基因型差异 13-14 1.2.2 磷营养的基因型差异 14 1.2.3 钾营养的基因型差异 14-15 1.3 玉米氮磷钾养分吸收和产量的关系 15-172 引言 17-183 材料与方法 18-22 3.1 试验材料 18 3.2 溶液培养试验 18-20 3.2.1 试验概况 18 3.2.2 试验设计 18-19 3.2.3 测定项目与方法 19 3.2.3.1 根系形态调查 19 3.2.3.2 地上部形态调查 19 3.2.3.3 植株生物量的测定 19 3.2.3.4 植株养分的测定 19 3.2.3.5 植株养分利用效率 19 3.2.4 试验资料统计分析方法 19-20 3.3 田间试验 20-22 3.3.1 试验概况 20 3.3.2 试验设计 20-21 3.3.3 测定项目与方法 21-22 3.3.3.1 叶面积指数（LAI）调查 21 3.3.3.2 株高、茎粗与穗位高测定 21 3.3.3.3 叶绿素含量测定 21 3.3.3.4 干物质积累量测定 21 3.3.3.5 植株养分测定 21-22 3.3.3.6 室内考种与计产 22 3.3.4 相关指标计算和试验资料统计分析方法 224 结果与分析 22-42 4.1 氮磷钾亏缺对不同基因型玉米苗期生长和养分吸收利用的影响 22-27 4.1.1 氮磷钾亏缺对不同基因型玉米根系生长的影响 22-23 4.1.2 氮磷钾亏缺对不同基因型玉米地上部生长的影响 23-24 4.1.3 氮磷钾亏缺对不同基因型玉米根系氮、磷、钾积累量的影响 24-25 4.1.4 氮磷钾亏缺对不同基因型玉米地上部氮、磷、钾积累量的影响 25 4.1.5 氮磷钾亏缺对不同基因型玉米养分利用效率和转运率的影响 25-27 4.2 氮磷钾配比对不同基因型玉米形态及养分吸收利用的影响 27-42 4.2.1 氮磷钾配比对不同基因型玉米形态指标的影响 27-32 4.2.1.1 对不同基因型玉米叶面积指数（LAI）的影响 27-28 4.2.1.2 对不同基因型玉米叶片SPAD 变化的影响 28-29 4.2.1.3 对不同基因型玉米株高、茎粗和穗位高的影响 29-30 4.2.1.4 对不同基因型玉米干物质积累量的影响 30-32 4.2.2 氮磷钾配比对不同基因型玉米氮磷钾积累量的影响 32-34 4.2.2.1 对不同基因型玉米氮素积累量的影响 32-33 4.2.2.2 对不同基因型玉米磷素积累量的影响 33 4.2.2.3 对不同基因型玉米钾素积累量的影响 33-34 4.2.3 氮磷钾配比对不同玉米基因型氮磷钾阶段吸收的影响 34-39 4.2.3.1 对不同基因型玉米氮素阶段吸收的影响 34-36 4.2.3.2 对不同基因型玉米磷素阶段吸收的影响 36-37 4.2.3.3 对不同基因型玉米钾素阶段吸收的影响 37-39 4.2.4 不同基因型玉米养分利用效率的差异 39-40 4.2.4.1 不同基因型玉米氮磷钾肥利用率的差异 39 4.2.4.2 不同基因型玉米氮磷钾肥农学效率的差异 39-40 4.2.5 氮磷钾配比对不同基因型玉米产量及其构成因素的影响 40-42 4.2.5.1 对不同基因型玉米产量构成因素的影响 40-41 4.2.5.2 对不同基因型玉米产量的影响 41-425 结论与讨论 42-47 5.1 氮、磷、钾亏缺对玉米苗期生长的影响 42-43 5.2 玉米苗期对氮、磷、钾亏缺响应的基因型差异 43 5.3 玉米生理指标对氮磷钾响应的基因型差异 43-44 5.4 玉米养分吸收量对氮磷钾响应的基因型差异 44-45 5.5 玉米养分阶段吸收量对氮磷钾响应的基因型差异 45 5.6 玉米养分利用效率的基因型差异 45 5.7 玉米产量对氮磷钾响应的基因型差异 45-47参考文献 47-53ABSTRACT 53-54

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