發(fā)布時間：2018-04-06 07:48

  本文選題：玉米　切入點：冠層結(jié)構(gòu)　出處：《石河子大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：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械強度降低,倒伏現(xiàn)象嚴重。倒伏不僅降低了玉米產(chǎn)量和品質(zhì),同時也增加了機械收獲難度。玉米高密度種植時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)部光照強度下降可能是引起基部節(jié)間強度降低、倒伏增加的重要因素�；�于上述推論,本文設(shè)置不同種植密度、整體遮蔭和局部剪葉等試驗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)間外部形態(tài)及內(nèi)部碳水化合物組分、解剖結(jié)構(gòu)、機械強度和倒伏率等進行系統(tǒng)研究,探討冠層光環(huán)境對玉米節(jié)間發(fā)育的影響機制;明確玉米節(jié)間碳水化合物變化與解剖結(jié)構(gòu)及機械強度的相互關(guān)系;揭示玉米冠層光分布與莖稈機械強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,最后是莖稈強度形成。其中基部節(jié)間穿刺強度(RPS)快速形成期大約在拔節(jié)后14 d至25 d。隨著種植密度增加,玉米基部節(jié)間形態(tài)快速建成的起始時間和終止時間均有所提前。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,節(jié)間單位長度干重(DWUL)降低,莖稈抗倒伏強度有所下降。2 密植條件下玉米冠層內(nèi)部光照強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)部的光照強度,玉米基部節(jié)間單位長度干重和穿刺強度有所降低,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,玉米冠層光照強度是影響節(jié)間強度形成和倒伏發(fā)生的重要因素。3 遮蔭和剪葉處理對玉米莖稈強度和倒伏的影響整體遮蔭處理后,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;穿刺強度降低,倒伏率增加。進一步分析節(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械強度形成的關(guān)鍵葉層。4 玉米節(jié)間碳水化合物、解剖結(jié)構(gòu)與莖稈機械強度的關(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)積累和機械強度形成有至關(guān)重要的作用,提高玉米穗位層光照強度以及穗位至穗下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)間的機械強度和抗倒伏能力,為實現(xiàn)玉米大面積密植高產(chǎn)栽培技術(shù)提供必要的保障。
[Abstract]:The increase of planting density is one of the important measures to improve the yield of maize, but the planting density increased after the mechanical strength of the corn stalk decreased, serious lodging. Lodging not only reduces the yield and quality of maize, but also increase the difficulty of mechanical harvesting corn. High planting density has larger leaf area index, resulting in mutual shading from vegetative growth to early grain filling in the lower leaf and canopy photosynthetic active radiation decline. Leaves in the shade or in low light conditions decreased photosynthetic ability, make the transfer to the carbohydrate in stem decreased. Thus, dense planting conditions of corn canopy light intensity decrease may be caused by the decrease of basal internode strength, an important factor in the increase of lodging this paper set up. Based on the above corollary, different planting density, the shade and leaf cutting treatments change the local maize canopy light environment, through the Under different light environment of maize plant morphology, internode morphology and internal carbohydrate components, anatomical structure, systematic study of the mechanical strength and lodging rate, to explore the canopy light environment on the influence mechanism of maize internode development; maize internode carbohydrate change clear relationship between anatomical structure and mechanical strength; reveal the relationship of maize canopy light distribution and lodging resistance and culm mechanical strength. The research results can provide theoretical basis for maize planting high yield cultivation and breeding density tolerant varieties. But the main research contents and results are as follows: 1. The effect of planting density on Maize internode development of corn in the first internode development of rapid thickening and elongation of internode, then dry the rapid accumulation of material, structural chemistry of stem wall synthesis, finally is formed. The stem strength of basal internodes puncture strength (RPS) - fast A period of about 14 d to 25 D. after jointing stage with the increase of planting density, the starting time of maize internode morphology built quickly and termination time were advanced. In the case of high density, maize internode elongation rate increased rapidly, the internode length and internode; rapid thickening, dry matter accumulation duration in shorter, thinner internode, dry weight per unit length (DWUL) decreased, lodging strength decreased.2 under the high planting density of maize canopy light intensity on the internal lodging resistance of stem the increase of planting density reduced maize canopy internal light intensity, maize internode dry weight per unit length and puncture strength reduced lodging rate increased. Compared with natural light, 30% shading and 60% shading of maize canopy, basal internode dry weight per unit length were decreased by 40% and 50% respectively; puncture strength decreased by 40% and 50%; the lodging rate An increase of 10% and 20%. the corn canopy light intensity is an important factor influencing the occurrence of.3 shading and lodging internode strength formation and leaf cutting effect on corn stalk strength and lodging overall after shading treatment, significantly increased the maize plant height and ear height, but the plant height of the center of gravity is reduced. After shading of corn internode length increased, the diameter becomes smaller; puncture strength decreased, lodging rate increased. Further analysis indicated that shading internode carbohydrate decreased significantly after basal internode dry weight per unit length, water soluble carbohydrate (WSC), cellulose, lignin and hemicellulose content, and the degree of influence of the WSC content. The maximum that shade due to reduced WSC content in maize internode, the internode structural carbohydrate content decreased significantly, lodging rate increased. In maize tasseling stage to local shear rod or 1/ all of the above three 2 leaves (RAE or RAE/2), the third internode length of structural carbohydrate content increased significantly, puncture strength were increased by 5.4-11.6% and 7.7-8.2%, 4.9-7.8% and 4.2-4.6%. respectively decreased lodging rate before tasseling to cut Corn Cob following the 3 leaf clover (RBE), the third internode length of structural carbohydrate content was significantly reduced. Puncture strength decreased 9.1-17.4%, increased 7.0-11.2%. lodging rate before tasseling to cut corn canopy at the bottom of the 3 leaf (RB), the third section structural carbohydrate content, puncture strength and lodging rate had no significant change. The key that Corn Cob leaves 3 leaf clover following primary internode carbohydrate accumulation and the mechanical strength of the layer.4 Maize internode carbohydrate, anatomical structure and culm mechanical strength RPS formed mainly in the relationship between culm internode length, internode DWUL accumulation in late offering for RPS Quality source. The initial time of high density maize under basal internode of cellulose and lignin accumulation and early termination; internodes of cellulose and lignin accumulation rate decreased, which hindered the development of internode cortical tissue; internode RPS formation rate decreased, resulting in significant reduction of RPS. Therefore, the production should be in the jointing stage by agronomic chemical regulation and control measures of maize internode elongation rate, shorten the length, increase the dry weight per unit length; the stalk cellulose and lignin accumulation rate, stem strength increased, thereby reducing the field lodging rate.5 to improve the effects of light distribution in maize canopy lodging of corn ear to ear leaf layer under 1/2 the function of basal internode dry matter accumulation and mechanical strength formation plays a crucial role in Improving Maize Ear layer of light intensity and light interception of ear to ear of 1/2 can significantly improve the base layer Dry weight per unit length, structural carbohydrate content and puncture strength, significantly reduced the rate of lodging in the field. Therefore, under the condition of the plant density of upper leaves are smaller, High-yield Maize Varieties with erect, conducive to lower canopy light, increase the mechanical strength of the basal internode and lodging resistance, to provide the necessary protection of maize high yield dense planting technology.

【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S513

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