生態環境對玉米重和籽粒營養組分積累的影響

一些研究認為，粒重是高產的主要限制因素，提高粒重是提高產量的關鍵。而籽粒中的蛋白質、淀粉和油份等是籽粒的主要組成成分,其含量多少是評價玉米品質好壞的主要依據。影響粒重和籽粒營養組分含量的因素有很多,劉曉冰該試驗選擇生態差異大的3個地點,選用6個品種,在吐絲后14d穗粒數亦即籽粒庫基本確定的條件下通過剪葉改變源庫關系,建立一個源小庫大的玉米群體,研究不同生態環境下源庫關系改變對玉米粒重和籽粒營養組分含量及其相互關系的影響,明確不同條件下產量品質間關系,為玉米產量品質的調控提供理論基礎。1材料和方法1.1材料表面1.1.1測試地點1.1.2種植材種及密度鄭單958(ZD958)、京科308(JK308)、京單28(JD28)、農大108(ND108)、DH3719和遼單565(LD565)為試材,種植密度均為52500株/hm1.1.3肥料氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)施用量分別為300kg/hm1.2方法1.2.1取樣方法的確定以鐵嶺播種期為5月1日,收獲期為9月25日。各試驗點的取樣方法一致。沈陽播種期為5月3日,收獲期為9月28日。大連的播種期為5月5日,收獲期為9月29日。1.2.2樣品、測量和方法于授粉后14d將全小區全株每片綠葉剪去1/2(簡寫為c14),以不剪葉(CK作為對照。小區面積75.6m2結果與分析2.1剪葉處理間的油份含量差異從表1可以看出,玉米粒重、蛋白質、淀粉和油份含量在不同生態點和品種間差異都達到極顯著水平;剪葉處理間蛋白質、淀粉以及粒重的差異也達到極顯著水平,但是油份含量剪葉處理間差異不顯著。品種×剪葉處理對百粒重和品質性狀的影響都不顯著。品種×地點對百粒重、淀粉和蛋白質含量的影響極顯著,對油份含量影響顯著。剪葉處理×地點和品種×處理×地點對百粒重與品質性狀的影響都不顯著。2.1.1不同生態點間油份和理化指標含量的差異對不同生態點粒重和品質性狀的分析表明(表2),沈陽點百粒重最高,鐵嶺點百粒重次之,大連點百粒重最小,沈陽點和鐵嶺點百粒重差異不顯著,但二者和大連點百粒重差異顯著。蛋白質含量與百粒重的表現正相反,表現為大連點高于鐵嶺點、沈陽點,并且各點間差異都達到顯著水平。淀粉含量則表現為沈陽點>大連點>鐵嶺點,各點間差異也達到顯著水平。各點間油份含量也表現相同的趨勢,生態點間蛋白質、淀粉、油份含量以及百粒重的差異還受到品種特性和源庫關系的影響。如淀粉含量在剪葉減源后,各生態點間的差異均不顯著;而當源庫關系不變時,各生態點間淀粉含量的差異顯著。各生態點間油分含量的表現更加復雜,除了LD565外,其它品種不剪葉處理油分含量差異均不顯著。即使是剪葉處理,也只有ZD958、JD28和DH3719生態點間差異顯著,表明不同生態點間油分含量的差異可能主要受品種特性的影響。各生態點間蛋白質含量除個別品種個別處理外,差異均顯著。表明籽粒中蛋白質含量的積累和生態環境間可能存在較密切的關系。百粒重也和蛋白質含量的表現相似。2.1.2不同品種之間玉米重量和品質的變化2.1.3剪葉減源對籽粒營養組分的影響從表3可以看出,剪葉處理使籽粒中蛋白質含量下降,淀粉含量提高,并且和對照間差異都達到顯著水平。剪葉處理對籽粒中油分含量的影響不明顯。各生態點間都表現這一趨勢,只是不同生態點間各營養組分變化的幅度不同。剪葉減源后,籽粒中蛋白質含量的下降表明葉片中氮素的轉移可能是籽粒中氮素的重要來源。剪葉減源后,蛋白質和淀粉含量的變化情況表明源小庫大可能抑制氮代謝的強度而對碳代謝可能存在促進作用。剪葉處理,百粒重下降,可能是剪葉后源的供應能力下降,籽粒不能獲得較多的光合產物從而使粒重下降。剪葉后,籽粒中蛋白質和淀粉的比值變小,表明源變小,庫源比增大時,氮素供應下降可能是造成玉米粒重較低的重要原因。2.2原料特性與粒重及品質性狀間的關系從表4可以看出,粒重和品質性狀間關系在不同生態點間表現不同。大連點不論剪葉處理還是不剪葉處理粒重和品質性狀間都沒有達到顯著相關水平,鐵嶺點和沈陽點則為不論剪葉處理還是對照,粒重和蛋白質含量間均呈極顯著正相關,但是剪葉處理后,粒重和蛋白質的相關性有所減弱。而粒重和淀粉含量、油份含量的相關性不顯著。大連點和鐵嶺點、沈陽點的粒重比較中發現,大連點的粒重最小,一定程度上可能說明在粒重較低時,粒重和品質性狀間的矛盾不突出,存在同時提高的可能。當粒重較高時,粒重與品質性狀間的關系逐漸密切。路海東等無論試點的經緯度、生態條件如何改變,適宜密度的高產群體吐絲后14天剪葉減源,其蛋白質組分含量和百粒重都下降,淀粉含量都上升,油分含量變化不顯著。但是影響的程度因品種特性的差異而異。如蛋白質含量大體表現為含量較高的品種剪葉后籽粒蛋白質降幅較大的趨勢。只有大連點的遼單565與沈陽點的DH3719有所不同,二者的蛋白質含量并不高,但剪葉后其蛋白質降幅卻比較大。這表明剪葉對籽粒蛋白質含量較高品種有明顯作用;對低蛋白質品種的影響依品種而異,有的品種影響較大,有的品種影響較小。這與劉曉冰等此外,大連點栽培玉米蛋白質含量較高,沈陽點栽培玉米淀粉含量較高。這些都表明品質性狀同時受到品種特性和環境條件的影響。這與大多數的研究結果一致關于粒重和品質性狀間關系的研究不少,但結論各異。左清凡等試驗于2006年分別在遼寧沈陽、鐵嶺和大連進行。品種間蛋白質、淀粉、油分含量以及百粒重差異均達到顯著水平。蛋白質、淀粉和油分是籽粒的主要組成成分,DH3719籽粒中這3種組分的含量都較低,同時DH3719的百粒重也是各品種中最小的(表2),表明蛋白質、淀粉以及油分在籽粒中的含量可能和百粒重有關。DH3719的蛋白質含量在所有品種中也是最低,并且蛋白質和淀粉的比值也是幾個品種中最小的,僅為0.13。