玉米抗渍生化制剂筛选研究

来源 :山东农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:for1984
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:于2013年在大田条件下研究了12种生化制剂和6种复配生化制剂对苗期受渍玉米的影响。结果表明,苯基脲(PU)处理、脱落酸(ABA)处理、抗坏血酸和6-苄基腺嘌呤复配(VC+6-BA)处理、抗坏血酸和表油菜素内酯复配(VC+NBR)处理的净光合速率、产量显著高于淹水不喷生化制剂处理(CK2),且穗重与功能叶光合速率相关性达极显著水平。说明PU、ABA、VC+6-BA和VC+NBR能快速恢复功能叶的光合能力,从而提高穗重,可以作为缓解玉米苗期渍害的有效生化制剂。
  关键词:玉米;渍害;生化制剂
  中图分类号:S482.99 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2015)08-0074-04
  Abstract Twelve biochemical reagents and 6 of their combinations were used to study their influences on water-logged maize in seedling period in 2003 in field. The results showed that the photosynthetic rate and yield of the maize treated by Phenylurea(PU), ABA, VC+6-BA and VC+NBR were significantly higher than those under water logging but not treated by biochemical reagents. And the correlation of ear weight with photosynthetic rate of functional leaf was very significant.Spraying the above four biochemical reagents could rapidly recover the photosynthetic ability of leaves, which was the cause for increasing spike weight, so they were the effective reagents to relief water logging of maize in seedling period.
  Key words Maize; Water logging; Biochemical reagent
  玉米是我国第一大作物,近年来江淮流域种植面积亦在不断扩大[1~3]。但该区域玉米苗期与梅雨季节重合,降雨量很大,易造成玉米苗期渍害,减产严重[4~6]。大穗型品种,如农华101、鲁单981等,因单株产量高而受农民喜爱,在该地种植面积相对较大,但这类品种属于渍害敏感型品种,苗期渍害后减产更加严重[7]。
  不少研究报道表明,植物生化制剂可以减轻作物逆境伤害,恢复作物生理机能,且植物生长调节剂具有微量高效性特点,因而在植物抗逆方面具有广阔的应用前景[8~13]。关于植物生化制剂在玉米抗渍方面的报道很多,但这些研究结果并不统一,且这些植物生化制剂的抗逆效应比较的环境背景并不相同,因此,在同一环境背景下研究植物生化制剂的抗渍效果具有重要意义[14~16]。因而,本研究以目前报道较多的12种植物生化制剂并复配6种生化制剂为材料,研究其对受渍玉米产量和光合的影响,以期为江淮地区受渍夏玉米防灾减灾提供理论依据和技术支持。
  1 材料与方法
  1.1 试验材料与基础地力
  试验于2013年在安徽省阜南县农业科学研究所内进行,供试玉米为涝渍敏感型品种农华101。试验地为砂姜黑土,0~20 cm土层有机质含量16.8 g·kg-1、全氮1.53 g·kg-1、碱解氮83.2 mg·kg-1、速效磷56.5 mg·kg-1、速效钾78.7 mg·kg-1。
  1.2 试验设计与田间管理
  试验设不淹水处理(CK1),淹水不喷生化制剂处理(CK2),12种生化制剂(购自Sigma公司)和6种复配生化制剂处理,共计20个,见表1。于四叶一心期进行涝渍逆境处理,持续淹水72 h,保持水层2 cm。完全随机区组排列,重复3次,小区面积3 m×10 m=30 m2。播种期为6月10日,种植密度为63 000株·hm-2。播前施纯N 120 kg·hm-2、P2O5 105 kg·hm-2和K2O 105 kg·hm-2,大喇叭口期追施纯N 120 kg·hm-2。氮磷钾肥料品种分别为尿素、过磷酸钙和氯化钾。
  1.3 试验方法
  1.3.1 生化试剂喷施 将生化试剂溶解,按照试验设计浓度于淹水3 d后喷施,每公顷用水量180 kg。
  1.3.2 光合速率测定 于淹水后10 d 的9∶00~11∶00(天气无风晴朗),用美国产LI-6400 光合仪测定功能叶(上部第一片展开叶)的净光合速率(Pn),每小区测定10片。
  1.3.3 产量测定与考种 于玉米成熟期每处理(5行)收获中间3行,每行连续收获10穗,共30穗,进行考种,测定穗行数、行粒数和籽粒干重(千粒重),并折算出单产。
  1.4 试验统计与分析
  使用SPSS软件进行统计分析,使用Microsoft Excel软件进行作图。
  2 结果与分析
  2.1 不同生化制剂对渍水后玉米功能叶净光合速率的影响
  由图1可知,淹水后10 d,不淹水处理(CK1)净光合速率最高,PU、ABA、VC+6-BA、VC+NBR等4个处理的净光合速率与CK1差异不显著且显著高于淹水处理(CK2);VC、GSH、NBR、GSH+6-BA等4个处理的净光合速率显著低于CK1但显著高于CK2;IBA、α-NAA-Na、IAA、GA3、6-KT、6-BA、TA、VC+PU、GSH+NBR、GSH+PU等10个处理的净光合速率显著低于不淹水处理且与淹水处理差异不显著。   2.2 不同生化制剂对渍水后玉米产量和减产率的影响
  由表2可以看出,不淹水处理(CK1)穗数显著高于淹水处理(CK2),淹水处理穗数和喷施生化试剂处理无显著差异,可见,淹水显著降低玉米的成穗数,而喷施生化试剂对成穗数无显著改善作用。不淹水处理穗重最高,喷PU、ABA、VC+6-BA、VC+NBR的4个处理与不淹水处理差异不显著且显著高于淹水处理,喷VC、GSH、NBR、GSH+6-BA 4个处理穗重显著低于不淹水处理但显著高于淹水处理; 喷IBA、α-NAA-Na、6-KT、IAA、GA3、6-BA、TA、VC+PU、GSH+NBR和GSH+PU的10个处理显著低于不淹水处理且与淹水处理差异不显著。不淹水处理(CK1)产量最高,喷PU、ABA、VC+6-BA和VC+NBR的4个处理产量与不淹水处理差异不显著且显著高于淹水处理,减产率在10.6%~11.8%之间;喷VC、GSH、NBR和GSH+6-BA等4个处理产量显著低于不淹水处理但显著高于淹水处理,减产率在14.0%~17.1%;喷IBA、α-NAA-Na、IAA、GA3、6-KT、6-BA、TA、GSH+NBR、VC+PU和GSH+PU的10个处理的产量显著低于不淹水处理且与淹水处理差异不显著,减产率在19.2%~30.8%之间。
  2.3 渍水后玉米喷施生化制剂穗重与功能叶净光合速率的相关性分析
  由图2可知,渍水后玉米喷施植物生化制剂,穗重与功能叶光合速率的相关系数为0.9915,达到极显著水平,说明玉米渍水后喷施植物生化制剂穗重的提高可能是功能叶光合速率改善的结果。
  3 结论与讨论
  渍害是玉米常见的自然灾害,特别是江淮流域玉米苗期正值梅雨季节,玉米受涝渍胁迫后产量损失更大,因为玉米苗期对涝渍胁迫最敏感,此期淹水后玉米叶面积指数和叶绿素含量显著下降,净光合速率、气孔导度、细胞间隙浓度显著降低,同时淹水导致根系生长和干物质积累大幅度下降,根系吸收能力减弱,最终产量显著下降[17]。
  玉米品种间对渍害的反应不同,王成雨等[7]对16个生产上主推玉米品种的耐渍性进行了鉴定,指出目前生产上玉米品种大致分为4个类型:高产耐淹型、低产耐淹型、低产不耐淹型和高产不耐淹型4类。高产耐淹型品种主要有隆平206、郑单958和安农8等,这类品种在渍水年份和正常年份均表现为较高产量。但高产不耐淹型品种因正常年份产量较高且穗型大而受到农民喜爱,在生产中有一定的应用面积,因而,对于这类品种采用何种农艺措施,减轻涝渍年份造成的产量损失,对于易涝渍地区的玉米生产具有重要意义。
  目前,报道较多的玉米抗渍生化制剂大约有两种类型,一类为植物生长调节剂,主要有生长素类物质、赤霉素类物质、细胞分裂素类物质、油菜素甾体类物质、多胺类物质和水杨酸类物质等;另一类为活性氧清除剂,主要有抗坏血酸、还原态谷胱甘肽、生育酚、8-羟基喹啉、苯甲酸钠等。前者主要通过维持蛋白质水平的稳定,诱导抗逆蛋白,阻止叶绿素降解,维持细胞膜稳定来增加植物抗逆性;后者则能清除植物逆境后细胞内活性氧自由基来维持植物代谢平衡,减缓植物逆境伤害,提高植物抗逆性[14~16]。晏斌等[16]研究认为,4叶期玉米幼苗喷施活性氧清除剂,可使受渍玉米叶片的叶绿素含量显著提高,活性氧产生速率和浓度明显下降,缓解受渍玉米的涝害,从而增强玉米抗涝性,但活性氧清除剂处理间差异不显著。亦有研究证明苯基脲和6-苄基腺嘌呤喷施受渍玉米苗株可显著减轻玉米涝害,表现为叶片内叶绿素降解和脂质过氧化作用产物丙二醛增生均明显减轻[14]。叶面喷施亚精胺可有效改善玉米根系和叶片生理功能,从而降低减产幅度,但不同玉米品种及其不同生育阶段对亚精胺的调控效应存在差异[15]。但本研究表明,活性氧清除剂(抗坏血酸和还原态谷胱甘肽)虽可改善玉米光合作用,进而提高受渍玉米产量,但产量提高幅度并不显著;喷施PU、ABA、VC+6-BA和VC+NBR可显著改善受渍玉米光合性能,提高玉米产量,与不淹水处理之间产量差异不显著,但仍然减产10.6%~11.8%。因而,如何采取农艺措施,进一步减轻受渍玉米产量损失,值得进一步研究[18]。另外,虽然PU单独施用可以显著减少玉米产量损失,VC也有一定的抗渍效果,但二者配施抗渍效果并不显著,其作用机理亦值得进一步研究。
  喷施PU、ABA、VC+6-BA和VC+NBR可以快速恢复受渍玉米叶片光合能力,产量与不淹水处理差异不显著且显著高于淹水处理,因而,PU、ABA、VC+6-BA和VC+NBR可以作为缓解玉米苗期渍害的有效生化(复配)制剂。
  参 考 文 献:
  [1]姜涛. 氮肥运筹对夏玉米氮素利用及土壤无机氮时空变异的影响[J]. 玉米科学,2013, 21(6):101-106.
  [2] 姜涛. 氮肥运筹对夏玉米产量、品质及植株养分含量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2013,19(3):559-565.
  [3] 张丽娟,常江,蒋丽娜,等. 砂姜黑土玉米秸秆有机碳的矿化特征[J]. 中国农业科学, 2011,44(17):3575-3583.
  [4] 毛文书,王谦谦,王永忠,等. 近50a江淮梅雨期暴雨的区域特征[J]. 南京气象学院学报,2006,29(1):33-40.
  [5] 毛文书,王谦谦,李国平,等. 近50a江淮梅雨的区域特征[J]. 气象科学, 2008, 28(1): 68-73.
  [6] 杨京平. 不同生长时期土壤渍水对春玉米生长发育的影响[J]. 浙江农业学报,1998, 10(4):188-192.
  [7] 王成雨,宋贺,胡玲惠,等. 玉米品种耐淹形态指标筛选及其耐淹光合生理特性研究[J]. 安徽农业大学学报,2014,41(4):533-539.   [8] Gadallah M A A. Effects of kinetin on growth,grain yield and some mineral elements in wheat plants growing under excess salinity and oxygen deficiency[J]. Plant Growth Regulation,1999,27(2):63-74.
  [9] Yiu J C,Liu C W,Fang D Y T,et al. Waterlogging tolerance of Welsh onion (Allium fistulosum L.) enhanced by exogenous spermidine and spermine[J]. Plant Physiology and Biochemistry,2009,47(8):710-716.
  [10]Shiono K,Takahashi H,Colmer T D,et al. Role of ethylene in acclimations to promote oxygen transport in roots of plants in waterlogged soils[J]. Plant Science,2008,175(1/2):52-58.
  [11]聂乐兴,姜兴印,吴淑华. 四种植物生长调节剂对高产玉米生理效应及产量影响[J]. 山东农业大学学报:自然科学版,2010,41(2):216-220.
  [12]邵瑞鑫,李健,赵宇,等. 激动素和丁二酸拌种对玉米衰老过程中抗氧化系统和植物激素的影响[J]. 植物生理学报,2012,48(4):343-349.
  [13]李永振,齐颖,孙海燕. 促早熟制剂对玉米农艺性状影响及避早霜害效果[J]. 中国农业气象,2007,28(3):342-343.
  [14]刘晓忠,李建坤,王志霞,等. 应用细胞分裂素类物质提高玉米抗涝能力的效果与作用[J]. 作物学报,1996,22(4):403-408.
  [15]僧珊珊,王群,张永恩,等. 外源亚精胺对淹水胁迫玉米的生理调控效应[J]. 作物学报,2012,38(6):1042-1050.
  [16]晏斌,戴秋杰. 外源活性氧清除剂对玉米植株涝害的缓解[J]. 华北农学报,1995, 10(1):51-55.
  [17]魏和平. 淹水对玉米不定根形态结构和ATP酶活性的影响[J]. 植物生态学报, 2000, 24(3):293-297.
  [18]邱牧,李娜,黄进勇,等. 渍害胁迫条件下不同玉米品种生理生态特征与经济性状的研究[J]. 山东农业科学,2014,46(8):54-56.
其他文献
摘要:研究了山东烟台、河北沙城和云南香格里拉产地的赤霞珠葡萄籽和皮中多酚、类黄酮及原花青素的含量差异。多酚、类黄酮及原花青素的含量分别采用福林-酚、AlCl3及正丁醇-盐酸法测定。结果表明,葡萄籽中的多酚、类黄酮及游离态和纤维素结合态原花青素的含量高于皮中的含量,而葡萄皮中蛋白结合态原花青素的含量高于籽中的含量。沙城产地的葡萄籽中多酚含量最高,而烟台产地的皮中含量最高。云南产地的籽中类黄酮含量最高
期刊
摘要:本试验对雪茄茄衣烟的农艺性状、干物质积累和矿质营养吸收规律进行了研究,结果表明:雪茄茄衣烟株旺长期所需的最适温度为20.0~32.4℃、湿度为55.3%~83.7%;干物质积累最快的时期是移栽后35~65 d;根部矿质元素积累最多的时期在移栽后35 d左右,而茎和叶的矿质元素含量则在后期较高。  关键词:雪茄茄衣烟;干物质;矿质元素  中图分类号:S572.01 文献标识号:A 文章编号:1
期刊
摘要:针对山东省保护地番茄连作障碍日益严重的现状,收集7份国内外番茄砧木商用品种,通过调查砧木苗期性状、嫁接苗生理指标及生育期抗性等,综合评价砧木表现,筛选出嫁接成活率高、生长势旺、抗性强的砧木品种,其中砧木一号、亲和、RootStock 401、JZM-1可在番茄嫁接生产中应用。  关键词:番茄;砧木;苗期筛选;抗性鉴定  中图分类号:S641.204+.3 文献标识号:A 文章编号:1001-
期刊
摘要:试验以玉米秸秆发酵物为原料,加入不同体积比的添加材料组成复合育苗基质,研究不同混配基质对番茄幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,5种处理中,秸秆发酵物50%+草炭25%+蛭石25%作为配方基质处理效果最好,番茄幼苗株高、茎粗、根鲜重、全株鲜重、根系活力及叶绿素含量最高。玉米秸秆发酵物可以部分替代草炭用于番茄幼苗培育。  关键词:玉米秸秆发酵物;番茄;育苗基质;生长  中图分类号:S641.2
期刊
摘要:研究了在鸡饲料中添加北虫草培养基对鸡生产性能的影响。结果显示,北虫草培养基添加量超过10%时对鸡日增重影响较大,在10%以下时有利于鸡肌肉的生长,在5%时饲料效率较高。  关键词:北虫草培养基;鸡;生产性能  中图分类号:S831.4 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2015)08-0093-03  Abstract The powder of culture medium r
期刊
摘要:中国小麦花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus,CWMV)引起的小麦土传花叶病在山东烟台、威海等地危害严重。本研究克隆了CWMV烟台分离物的衣壳蛋白(Coat protein,CP)及富含半胱氨酸蛋白(Cysteine-rich protein,CRP)基因,并将其连接到原核表达载体pEHISTEV,转化大肠杆菌Rosetta。经IPTG诱导,表达出分子量均为19 k
期刊
摘 要:核桃产业已成为山东山区农村的重要经济来源。但施肥不合理已成为制约核桃产业发展的突出问题。本文对核桃不同发育期氮、磷、钾含量变化以及其对核桃树生长发育和果实品质影响的相关研究进行了综述,并对今后的研究方向进行了展望。  关键词:核桃;氮;磷;钾  中图分类号:S664.101-1 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2013)10-0145-04  核桃 (Juglans regi
期刊
摘要:玉米病害检索诊断系统的构建包括数据获取采集、数据整理加工、数据挖掘、数据库设计、检索算法设计、诊断算法设计、用户界面UI设计、管理界面UI设计等工作。本文从数据库设计切入,重点介绍了数据库E-R图的构建、基于MySQL的数据库物理设计及数据库表的设计与规范。  关键词:MySQL;玉米病害检索诊断系统;E-R图;数据库物理设计  中图分类号:S126+S435.131 文献标识号:A 文章编
期刊
摘要:为进行小麦产量预测与气象灾害预警分析,利用C#语言和.NET开发平台,基于SuperMap组件式GIS的二次开发技术,设计开发了黄淮海地区冬小麦产量预测与气象灾害预警系统。该系统设置基础地理信息、数据查询与管理、冬小麦长势监测、产量估算、气象灾害预警、数据统计分析、专题图制作和系统帮助八个模块,可实现冬小麦基本农情信息查询、长势分级、产量预测及气象灾害预警等决策分析,同时可输出各类专题图等信
期刊
摘要:山东是我国的地理标志产品大省,地理条件优越,特色资源丰富,且地理标志保护工作起步较早。本文统计分析了山东省地理标志产品的数量、种类及其地区分布特征,且以山东省十大地理标志产品为例,探讨了其资源保护范围及商标使用情况。结果表明,山东省地理标志产品的数量位居全国首位,品种类型以果品和蔬菜为主,且以济宁和潍坊地区的分布较为集中。最后,探讨了山东省地理标志产品保护的意义,存在的问题,以及发展建议与展
期刊