种植密度对夏玉米根系特性及氮肥吸收的影响

摘要：

[目的]玉米是中国第一大粮食作物,在国家粮食安全中具有举足轻重的作用.选用耐密型品种,增加种植密度是现在玉米获得高产的主要措施之一.然而,高密度种植加剧了玉米生长空间的压力,导致单株生长受到抑制,单株产量降低.根系作为吸收土壤水分与养分的主要器官,其生长受密植条件抑制.研究夏玉米品种根系特性对密度响应的基因型差异,探明密植条件下耐密型夏玉米根系特性与氮素吸收、利用的关系,为耐密型夏玉米品种的根系改良及密植条件下养分与水分管理提供依据.[方法]试验于2014-2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心进行,以耐密型品种郑单958 (ZD958)和不耐密型品种鲁单981 (LD981)为试验材料,采用土柱栽培与15N标记技术相结合的技术手段,研究不同种植密度下(D1,52 500 plants/hm2与D2,82 500plants/hm2),不同耐密型品种根系性状及氮素吸收利用情况对种植密度的响应.[结果]增加种植密度可显著提高夏玉米籽粒产量,但两品种单株籽粒产量均显著降低.两品种根系生物量、根长、根系表面积、根系活性吸收面积均随种植密度的增加而降低;D1条件下,LD981根系各项指标生育前期高于ZD958,乳熟期后均低于或显著低于ZD958. D2条件下,两品种根系各项指标生育前期差异不显著,而生育后期LD981显著低于ZD958;地上部单株绿叶面积与穗位叶净光合速率受基因型及密度影响,变化趋势与根系一致.两品种根冠质量比受密度增加影响差异不显著,但根冠活性面积比显著降低;增加种植密度两品种单株氮素积累量及氮利用效率显著降低,肥料氮回收率、氮肥偏生产力均显著提高,但肥料氮所占植株氮素积累量的比例不受密度变化影响;D2下ZD958植株肥料氮含量、肥料氮所占比例、肥料氮回收率及氮肥偏生产力显著高于LD981.[结论]耐密型品种ZD958根系受密度影响较小,高密度下,能够维持相对较高的根量、根长、根系吸收面积及根系活力,且高值持续期长,生育后期衰老缓慢,保证了植株对氮素吸收,有利于地上部进行光合生产、获得较高籽粒产量;高密度下ZD958籽粒库容较高、库调节能力较强,是其氮利用效率及氮肥偏生产力显著高于LD981的主要原因.

关键词：夏玉米、耐密型品种、密度、土柱、根系特性、15N示踪

所属期刊栏目：50

分类号：S51;S31

资助基金：国家自然科学基金31171497;“973”计划2011CB100105;国家重大基础研究201203096;国家粮食丰产科技工程项目2011BAD16B09;山东省现代农业产业技术体系建设项目SDAIT-02-15

在线出版日期：2017-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2006-2017