品种和氮素供应对玉米根系特征及氮素吸收利用的影响

摘要：

[目的]研究玉米根系特性与氮素吸收利用及其与地上部生物量和产量形成的关系,探明根系形态特征与氮素吸收能力对玉米高产性能的影响,为玉米高产高效生产提供理论依据.[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(36°18'N,117°12'E)和作物生物学国家重点实验室进行,以京科968 (JK968)、郑单958 (ZD958)和先玉335 (XY335)为试验材料,采用土柱栽培,设置两个氮素水平,施氮量分别为1.5 g/plant (LN)和4.5 g/plant (HN),在抽雄期(VT)和完熟期(R6)进行根系及植株取样,测定根系相关指标(根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积),干物质及氮素积累与分配规律,探究品种和氮素供应对玉米根系特征及氮素吸收利用的影响.[结果]两个氮素水平下JK968单株籽粒产量、生物量、根系各指标和植株氮素积累量、氮转运率、氮素收获指数、氮素利用效率均显著高于XY335和ZD958(P＜0.05).JK968单株生物量、籽粒产量、植株氮素积累量较XY335和ZD958在低氮水平下分别增加15.2％、17.7％、9.0％和31.6％、44.1％、31.4％,在高氨水平下分别增加5.4％、12.9％、8.9％和13.5％、26.8％、23.5％;高氮水平下JK968、XY335、ZD958的单株生物量、单株籽粒产量和植株氮素积累量较低氮水平下分别增加15.7％、10.2％、33.9％,26.5％、14.8％、34.0％和34.3％、25.1％、42.5％.抽雄期JK968根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积较XY335和ZD958在低氮水平下分别增加41.8％、9.0％、47.1％、24.0％和63.2％、41.6％、60.4％、105.1％,在高氮水平下分别增加24.3％、6.0％、35.2％、19.7％和40.3％、30.0％、49.3％、78.7％;高氮水平下JK968、XY335、ZD958的根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积较低氮水平下分别增加48.3％、37.3％、36.4％、12.7％,69.1％、41.3％、48.4％、16.7％和72.5％、49.7％、46.5％、29.3％.相关分析表明,吸氮量与根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积呈显著线性正相关,但品种的响应程度不同.在抽雄前,JK968植株吸氮量对根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积增长的响应度要高于XY335和ZD958;而抽雄后的响应度则低于XY335和ZD958.[结论]JK968整个生育期的根系各项指标均显著高于XY335和ZD958,且氮素吸收能力强,生物量大,低氮条件下优势更加明显.JK968较发达的根系,保证了植株对氮素的吸收,具有较高的氮素转运效率、贡献率和氮素利用效率,有利于进行物质生产,因而获得更高的籽粒产量.

关键词：玉米、品种、施氮量、根系、氮素吸收

所属期刊栏目：50

分类号：S51;S31

资助基金：国家自然科学基金31371576,31401339;国家重点研发计划2016YFD0300106;国家“十二五”科技支撑计划2013BAD07806-2;国家公益性行业农业科研专项经费项目201203100,201203096;山东省现代农业产业技术体系项目SDAIT-02-08;国家现代农业产业技术体系建设项目CARS-02-20;山东省农业重大应用技术创新课题

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11页

页码：2259-2269