玉米冠層光分布對莖稈抗倒伏性能的影響.docx

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1、玉米冠層光分布對莖稈抗倒伏性能的影響增加種植密度是提高玉米產(chǎn)量的重要措施之一,但是種植密度增加后玉米莖稈機(jī)械強(qiáng)度降低,倒伏現(xiàn)象嚴(yán)重。倒伏不僅降低了玉米產(chǎn)量和品質(zhì),同時(shí)也增加了機(jī)械收獲難度。玉米高密度種植時(shí)具有較大的葉面積指數(shù),導(dǎo)致營養(yǎng)生長至灌漿早期冠層中下部葉片的相互遮蔭和光合有效輻射大幅下降。葉片在遮蔭或者弱光條件下的光合能力下降,使轉(zhuǎn)運(yùn)到莖稈中的碳水化合物降低。由此推測,密植條件下玉米冠層內(nèi)部光照強(qiáng)度下降可能是引起基部節(jié)間強(qiáng)度降低、倒伏增加的重要因素?；谏鲜鐾普?本文設(shè)置不同種植密度、整體遮蔭和局部剪葉等試驗(yàn)處理改變玉米冠層的光照環(huán)境,通過對不同光環(huán)境下玉米植株形態(tài)、基部節(jié)間外

2、部形態(tài)及內(nèi)部碳水化合物組分、解剖結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度和倒伏率等進(jìn)行系統(tǒng)研究,探討冠層光環(huán)境對玉米節(jié)間發(fā)育的影響機(jī)制;明確玉米節(jié)間碳水化合物變化與解剖結(jié)構(gòu)及機(jī)械強(qiáng)度的相互關(guān)系;揭示玉米冠層光分布與莖稈機(jī)械強(qiáng)度形成及抗倒伏能力的關(guān)系。研究結(jié)果可為玉米密植高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培及耐密抗倒品種選育提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1種植密度對玉米節(jié)間發(fā)育的影響玉米節(jié)間發(fā)育過程中先進(jìn)行快速增粗和伸長,接著節(jié)間干物質(zhì)快速積累、莖壁的結(jié)構(gòu)性化學(xué)組分合成,最后是莖稈強(qiáng)度形成。其中基部節(jié)間穿刺強(qiáng)度(RPS)快速形成期大約在拔節(jié)后14d至25d。隨著種植密度增加,玉米基部節(jié)間形態(tài)快速建成的起始時(shí)間和終止時(shí)間均有所提

3、前。在高密度條件下,玉米基部節(jié)間快速伸長速率提高,使節(jié)間變長;而節(jié)間快速增粗、干物質(zhì)積累持續(xù)期縮短,導(dǎo)致節(jié)間變細(xì),節(jié)間單位長度干重(DWUL)降低,莖稈抗倒伏強(qiáng)度有所下降。2密植條件下玉米冠層內(nèi)部光照強(qiáng)度對莖稈抗倒伏能力的影響增加種植密度降低玉米冠層內(nèi)部的光照強(qiáng)度,玉米基部節(jié)間單位長度干重和穿刺強(qiáng)度有所降低,倒伏率增加。與自然光照下相比較,對玉米冠層進(jìn)行30%和60%遮蔭后,基部節(jié)間單位長度干重分別降低40%和50%;穿刺強(qiáng)度分別降低40%和50%;倒伏率增加10%和20%。由此可知,玉米冠層光照強(qiáng)度是影響節(jié)間強(qiáng)度形成和倒伏發(fā)生的重要因素。3遮蔭和剪葉處理對玉米莖稈強(qiáng)度和倒伏的影響整

4、體遮蔭處理后,明顯增加了玉米株高和穗位高,但植株重心高度有所降低。遮蔭后玉米基部節(jié)間長度增加、直徑變小;穿刺強(qiáng)度降低,倒伏率增加。進(jìn)一步分析節(jié)間碳水化合物可知:遮蔭處理后顯著降低基部節(jié)間單位長度干重、水溶性碳水化合物(WSC)、纖維素、木質(zhì)素和半纖維素的含量,且對WSC含量的影響程度最大。由此說明,遮蔭后由于玉米節(jié)間WSC含量降低,使節(jié)間結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量顯著降低,倒伏率增加。在玉米抽雄期局部剪去棒三葉以上全部或1/2葉片(RAE或RAE/2)后,基部第3節(jié)間單位長度結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量顯著增加,穿刺強(qiáng)度分別提高5.4-11.6%和7.7-8.2%,倒伏率分別下降4.9-7.8%和

5、4.2-4.6%。抽雄前剪去玉米棒三葉以下3片葉(RBE),基部第3節(jié)間單位長度結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量顯著降低,穿刺強(qiáng)度降低9.1-17.4%,倒伏率增加7.0-11.2%。抽雄前剪去玉米冠層底部3片葉(RB),第3節(jié)結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量、穿刺強(qiáng)度和倒伏率無顯著變化。由此表明,玉米棒三葉以下3片葉是基部節(jié)間碳水化合物積累和機(jī)械強(qiáng)度形成的關(guān)鍵葉層。4玉米節(jié)間碳水化合物、解剖結(jié)構(gòu)與莖稈機(jī)械強(qiáng)度的關(guān)系莖稈RPS形成主要在節(jié)間定長后,節(jié)間DWUL中后期積累為RPS形成提供物質(zhì)來源。高密度條件下玉米基部節(jié)間纖維素和木質(zhì)素積累的起始和終止時(shí)間均提前;節(jié)間纖維素和木質(zhì)素快速積累速率下降,使節(jié)間外皮組

6、織發(fā)育受阻;節(jié)間RPS形成速率下降,最終導(dǎo)致RPS顯著降低。因此,生產(chǎn)中應(yīng)在拔節(jié)期通過農(nóng)藝和化學(xué)調(diào)控等措施,控制玉米節(jié)間伸長速率,縮短節(jié)長,增加單位長度干重;使莖稈纖維素和木質(zhì)素積累速率加快,莖稈強(qiáng)度提高,從而降低田間倒伏率。5改善玉米冠層光分布對莖稈抗倒伏能力的影響玉米穗位至穗下1/2葉層功能對基部節(jié)間干物質(zhì)積累和機(jī)械強(qiáng)度形成有至關(guān)重要的作用,提高玉米穗位層光照強(qiáng)度以及穗位至穗下1/2層光截獲量可顯著提高基部節(jié)間單位長度干重、結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量和穿刺強(qiáng)度,顯著減少田間倒伏率。因此,高密條件下選用植株上部葉片較小、直立的玉米高產(chǎn)品種,有利于冠層下部透光,提高基部節(jié)間的機(jī)械強(qiáng)度和抗倒

7、伏能力,為實(shí)現(xiàn)玉米大面積密植高產(chǎn)栽培技術(shù)提供必要的保障。