充足灌水条件下不同年代玉米品种干物质积累与分配规律的研究本科设计Word文档格式.docx
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1950s-1980s品种单株根系质量逐渐增大，但1980s后品种根系质量趋向于减小。
相对较小的根系减少了冗余生长，降低了光合产物的消耗。
与早期品种相比，当代品种具有较大的叶面积指数和较少的冗余消耗，因而收获指数提高。
3.可能存在的问题
由于温室条件有限，一些环境因素不好控制，从而导致各品种之间的变量存在一定差异，所以得到的结论数据可能存在一定的问题。
农学院农学专业
高雅阳学生：
你本学期承担的毕业论文任务如下：
1、依据本任务书中论文题目、目的意义、可行性分析的内容完成开题报告。
2、按照开题报告的要求按期完成毕业论文各项工作的实施。
3、完成毕业论文的撰写。
4、完成毕业论文的答辩。
请按相关要求完成毕业论文任务。
教师签字：
年月日
本科毕业论文开题报告
题目：
专业：
农学
二零一二年六月五日
论文题目：
充足灌水条件下不同年代玉米品种干物质积累与分配规律的研究
本科毕业论文答辩评分表
评分指标
分值
评价内容
得分
论文选题
10
选题有重要理论意义或实用价值。
立题依据充分。
文献引用
12
阅读、引用文献资料较广泛，较全面了解本领域学术动态，综合分析能力较强。
论文难度
及工作量
14
难度较大，工作量大。
论文成果
的创新性
有独到见解，有较大的创新性成果。
理论基础与科研能力
16
具有坚实的基础理论和系统的专门知识，具有较强的独立从事科研工作的能力，研究方法和技术体系得当。
写作能力
条理清楚，层次分明，说理透彻，文笔流畅，表格、绘图准确规范，中外文摘要简明扼要，语句通顺，语法正确，符合科技写作规范。
答辩报告
能简明扼要、重点突出地阐述论文或设计的主要内容，有新见解，结论明确；
时间掌握恰当。
回答问题
思维敏捷，逻辑性强，准确流利地回答各种问题。
总分
100
注：
本表为答辩小组成员评分用表，评分标准参照《河北农业大学毕业论文质量评定参考标准》
届本科毕业论文答辩记录表
高雅阳（农学0902班）
（河北农业大学农学院071001）
摘要：
为比较我国玉米生产中不同年代大面积推广的品种干物质积累与分配规律，以我国20世纪50年代至今的6个玉米主推品种-白鹤、吉单101、中单2号、掖单13、郑单958和先玉335为材过程中成熟期单株干物质积累与分配的演变特征。
结果表明：
叶片功能期在当代紧凑型品种持续时间较长，以致干物质积累总量较大；
玉米单株随品种年代的递进光合产物转移率逐渐提高、果穗干物量和分配比例逐渐增加；
本研究对探明当代品种的增产机理和实现玉米生产的优质、高产、高效具有重要意义。
关键词：
玉米；
干物质积累与分配；
不同年代品种；
根冠比
Accumulationanddistributionofdrymatterundertheconditionsofsaturatedirrigationinmaizevarietiesofdifferenteras
GaoYayang（class,0902）
Supvisor:
ProfessorZhangFenglu
（CollegeofAgronomy,AgriculturalUniversityofHebei071001）
Abstract:
Inordertocomparedrymatteraccumulationanddistributionrulesofmaizeproducedindifferentyearsandspreadedthroughoutmostlyareas,someresearchesconductedinHebeiagricultureuniversityfrom2010to2011byusingsixmaterials,suchasBaihe,Jidan101,Zongdan2,Yedan13,Zhengdan958andXianyu335,whichweremajerappliedeversincethe1950s.Experimentthat:
Duetotheirlateleafsenescencemodernvarieties.Withthereplacementofvarieties,translocationofphotosynthatewasincreasedanddryweightandallocationproportionofearinmaturingstagewasalsograduallyincreased.Comparedwiththeearlyvarietiesthemodernmaizepossessmakingclearthemechanismofthemaizeandrealizinggoodquality,.
Keywords:
maize;
accumulationanddistributionofdrymatters;
varietiesofdifferenteras;
root-shootratio
玉米不同品种干物质的积累是玉米生物产量形成的基础，而其干物质的分配，直接决定经济产量的高低，国内外已对一些品种的的玉米干物质积累与分配规律进行过多方面的研究[1-3]明确了玉米不同叶片、茎秆和叶鞘等对干物质和籽粒产量的作用。
胡昌浩等[4]通过比较研究认为,与上世纪50年代的品种相比,当代玉米品种在生育后期叶片物质转移率低,为提高玉米花后物质生产奠定了基础。
Ottariano等[5]也提出,干物质积累速率是玉米产量的主要限制因子,增加干物质生产是高产的基本途径[6]。
光温热条件、品种和密度是决定玉米高产的关键因子[7]。
1 材料与方法
1.1 供试材料
选用我国20世纪50年代以来6个主要推广品种：
50-60年代的白鹤（BH），70年代的吉单101（JD），80年代的中单2号（ZD），90年代的掖单13（YD），当代品种郑单958（AD）和先玉335（XY）作为试验材料。
试验在河北农业大学温室内进行。
试验采用的营养土组成包括80%壤土（大田沙壤土）和20%有机复合肥料。
1.2试验处理
用0.2%的HgCl2溶液将6个品种玉米种子消毒20min后，用蒸馏水冲洗几遍，然后在培养皿内保持适当水分和室温条件下催芽2d。
按每桶3粒玉米种子，播于盛有等量营养土的柱桶中，出苗后间为一棵。
每品种重复3次，随机排列。
定苗后为防止水分土表蒸发损失用黑塑料布封闭桶口，到三叶时充足灌水达到田间最大持水量。
之后每周对桶体进行称量1-2次使其重量保持在最初桶体的重量（约20kg左右），并对所消耗的水分进行记录。
追施复合肥在拔节期、抽穗期分别为2g桶、3g桶。
1.3测定项目和方法
茎节长度：
按节逐段剪下剥离了叶片的茎，用直尺测量每节茎的长度。
单株叶面积：
长宽系数法，单株叶面积（LA）=∑L×
W×
0.75。
对未展开叶，矫正系数为0.5。
干物质积累量：
按照叶鞘、雄穗、苞叶、茎秆、叶片、果穗等5个部位在玉米生理成熟期分别进行取样（按叶位、节位分别对叶片、叶鞘、茎秆处理），在干燥箱105°
C对鲜重进行杀青30min，80°
C烘干至恒重，称取干重。
在75℃下将根系冲净后烘干，称其干重。
计算单株干重，然后计算根冠比。
1.4数据分析方法
用MicrosoftExcel2003计算数据，SAS9.0分析数据。
2结果与分析
2.1成熟期干物质在地上各器官的分配
玉米是重要的粮食作物和饲料作物，所以其高产对人们的生产生活有重要的作用，玉米地上部干物质的积累对其高产起重要的作用，但决定玉米最终产量的关键是地上部光合产物在各器官（特别是籽粒）中的分配量和比例。
表1对各个玉米品种地上各器官成熟期干物质的分配情况进行了记录。
由表可见，各品种的分配量和比例表现为：
果穗>
茎秆>
叶片>
叶鞘>
苞叶>
雄穗，各自的情况在不同品种中表现基本相同，但干物质在各器官根据不同品种分配表现各有不同。
2.1.1在雌穗和雄穗中干物质的分配
由表1可知，单株雌穗（苞叶+果穗）随着杂交育成年代的递进表现干物质积累量明显的增长趋势，其大小依次为：
AD>
XY>
YD>
ZD>
JD>
BH。
ZD单株雌穗干重与JD之间未达显著水平；
70年代JD单株雌穗干重与50-60年代BH达显著水平；
90年代YD与80年代ZD达显著水平；
当代品种AD单株雌穗干重和分配比例均显著高于其他品种。
各品种雄穗分配的干物质较少，大小占干物质总量约2%左右，其大小依次为：
BH>
ZD，在近代紧凑品种之间表现差异不明显，而早期平展型品种差异明显。
2.1.2在茎秆中干物质的分配
比较试验所用6个品种茎秆的干重及分配比例（表1），可得，茎秆干重大小依次是：
BH，方差分析品种间的差异极显著（P≤0.0001）。
除ZD、AD外其余品种之间差异不显著，而这两品种在成熟期干物质分配比例较大。
2.1.3在叶鞘和叶片中干物质的分配
玉米收获的主要是籽粒，籽粒的产量对玉米产量起决定作用，在生育后期直至籽粒成熟之前玉米叶片和叶鞘中干物质迅速向籽粒转移。
由表1可得，6个品种干物质在叶鞘中的分配量依次为：
ZD、AD、YD、JD、BH、XY，各品种间差异均为达到显著水平；
叶片成熟期总干重依次为：
ZD、YD、JD、AD、BH、XY，品种间差异达极显著水平（P≤0.0001）。
各品种间的差异均达到显著水平，除YD与ZD和JD差异不显著外。
随品种的更替叶片和叶鞘总干重占地上干物质总量的比例表现先增后减趋势。
表1 不同玉米品种成熟期干物质在不同器官中分配的变化
Table1 Changesofdrymatterdistributionindifferentorgansofdifferentvarietiesatmaturitystage
品种
叶片
叶鞘
茎秆
雄穗
苞叶
果穗
Varieties
Leaf
Leafsheath
Stem
Tassels
Husk
ear
干物重
占总量percent（%）
drymass（g）
BH
27.59d
13.39
17.31b
8.4
38.72d
18.79
4.12c
1.52
11.01c
5.83
107.31e
52.08
JD
43.21b
17.86
17.66b
7.3
46.01c
19.02
5.56a
2.3
11.94b
4.93
117.58d
48.6
ZD
47.79a
17.69
24.57a
9.1
63.81b
23.51
3.56d
1.32
11.08c
4.1
119.62cd
44.28
YD
45.01ab
17.57
24.19a
9.45
46.78c
18.27
4.8b
1.88
10.31c
4.03
125.01c
48.81
AD
37.05c
11.82
24.47a
7.81
68.77a
21.95
4.13c
14.7a
4.69
164.26a
52.41
XY
25.42d
10.15
16.95b
6.77
45.69c
18.25
4.29c
1.71
12.63b
5.04
145.43b
58.08
2.2玉米品种不同年代地上干物质积累量
由图1通过对各品种单株地上生物量的比较。
可以看出，各品种地上干物质积累大小依次是AD>
BH，其间存在不同，并通过方差分析表明，6个品种间差异均达极显著水平（P<
0.0001）。
其中，AD地上生物量是BH的1.52倍为0.31kg。
图1不同品种地上干物质积累的变化
Fig.1Changeofabove-grounddrymatteraccumulationindifferentvarieties
2.3干物质分配与叶面积的关系
图2不同品种的叶面积变化动态
Fig.2Changesofleafareaatdifferentgrowingstagesofdifferentvarieties
2.3.1单叶面积及其干重在不同叶位的差异
图3各品种不同叶位叶面积
Fig.3Theleafareainwholegrowthstagesatdifferentpositionsofdifferentvarieties
图4各品种不同叶位叶片干重
Fig.4Thedryweightofleaveatdifferentleafpositionsofdifferentvarieties
在图3中，将穗位叶定为0叶位，负值为穗位以下叶片，穗位以上为正值。
对各品种不同的叶位在成熟期时单叶干重进行比较得，相同位置各品种间叶片的干重差异极其显著，然而单叶面积与总体趋势基本相同。
平展型品种与紧凑型品种存在很大差异，前者较为平缓而后者峰形陡峭。
早期平展型品种叶片干物质成熟期在穗位叶的分配比例低于近代紧凑型品种。
品种间相同位置单叶面积比较得，穗位下叶片面积AD显著高于其余各品种，而穗位上叶面积较小；
其他品种穗位以上各叶面积显著高于XY。
对各品种不同叶位叶面积进行比较得，随着叶位的升高玉米植株单叶面积逐渐增大，达其最大值之后有所下降，各个品种叶面积变化呈现单峰曲线并且总体趋势相同。
叶片的叶面积及其干重对玉米产量的形成有重要的作用并且因叶位的不同而异。
。
比较不同品种穗位，紧凑型品种较平展型穗位相对位置偏高而早期平展型品种穗位在植株中间部位。
2.3.2光合叶面积的变化动态及分析
叶片是玉米的重要器官其决定玉米的光合产量，玉米光合产物的积累决定于叶片的大小及持续绿色时间长短。
对各品种进行研究发现成熟期光合叶面积均有所下降但程度存在差异，BH仅为峰值16；
YD和XY分别比其峰值减少了61%、56%；
ZD降至拔节期的水平，比峰值减少了约40%；
JD和AD成熟期光合叶面积是峰值的23。
由上述数据可得JD和AD持续绿色叶片时间最长。
对各品种单株光合叶面积的动态变化分析（图2）可得，尽管品种不同但其光合叶面积变化总趋势呈单峰曲线：
从出苗开始缓慢增长，到吐丝期达到峰值，此后开始下降。
其表现也因品种而异，平展型品种早期阶段叶面积普遍较大，品种间叶面积差异较小；
从拨节期至吐丝后籽粒成熟时品种间差异逐渐增大，到吐丝期除YD外，其他品种间差异达显著水平；
吐丝后籽粒成熟时品种间差异达极显著水平由光合叶面积的下降速度不同所导致。
2.4叶鞘在不同叶位的干重的差异
分析不同品种不同叶位叶鞘干重可知（见图5），差异达到显著水平。
穗位叶鞘干重从大到小依次为：
BH，XY和YD显著高于其他品种，说明成熟期近代紧凑型品种叶鞘干物质分配更加集中于穗位等中部叶片。
图5 各品种不同叶位叶鞘干重
Fig.5Thedryweightofleavesheathatdifferentleafpositionsofdifferentvarieties
2.5玉米不同年代品种干物质分配及其节间长度的关系
图6各品种地上不同节位节间长度
Fig.6Thelengthofabove-groundinternodesatdifferentpositionsofdifferentvarieties
图7各品种成熟期地上不同节位节间干重
Fig.7Thedryweightinmaturestageofabove-groundinternodesatdifferentpositionsofdifferentvarieties
将地上部不同节位的成熟期干重和其节间长度对比分析（图6、7）。
在图6中，定穗位节间为0叶位，穗位以下节间为负值，穗位以上为正值。
比较成熟期不同节位的节间干重，各品种趋势基本一致，从基部茎节开始干重随节位升高而逐渐降低。
早期平展型品种基部茎节干物质分配比例显著低于近代紧凑型品种。
比较品种间茎部地上节数的差异，地上茎节数JD最多，为16节，XY最少为11节，其余为BH、ZD、AD15节，YD12节。
玉米品种地上节数随品种的更替呈减少趋势。
通过对同一植株不同节位的节间长度比较得，YD的节间长度呈始终增长趋势，随节位升高而逐渐增长，至最顶部茎节达到最大值，而其他5品种植株节间长度呈单峰曲线，至穗下茎节节间长度达峰值，自下而上随节位升高而增大，穗位以上节间长度缩短。
2.6根冠比及地下干物质总量
2.6.1各品种根冠比在不同年代的差异
根冠比是指植物地下部分与地上部分的鲜重或干重的比值。
它的大小反映了植物地下部分与地上部分的相关性，根系越发达越容易从土壤中吸收营养供地上部分生长发育。
图8可知，6个试验品种根冠比表现不同：
随年代递进近代紧凑型品种间差异达到显著水平，根冠比降低；
早期平展型品种间差异未达到显著水平（P=0.1267），根冠比维持在0.3左右。
图8不同品种的根冠比
Fig.8Theroot-shootratioofdifferentvarieties
2.6.2玉米不同年代品种地下干物质积累量的差异
对6个品种单株成熟期地下干物质积累量比较（图9）。
由图9看出，各品种地下干物质积累量呈单峰曲线式样，早起平展型品种呈升高趋势近代紧凑型品种呈降低趋势，各年代品种地下干物量（根系+根茎）差异达极显著水平（P<
0.0001）。
图9不同品种地下干物质积累量的差异
Fig.9Differenceofundergrounddryweightindifferentvarieties
2.7经济系数
充足灌水条件下随着品种的更替各品种的经济系数呈升高趋势，经济系数在早期平展型品种间差异未达到显著水平，表现较低水平；
近代紧凑型品种经济系数随年代递进显著升高，品种间差异达到显著水平。
图10不同品种经济系数的差异
Fig.10Harvestindexofdifferentvarieties
3讨论
绝大部分玉米干物质积累来自抽雄开花后的光合生产[8-11]，开花后“源”的供应能力和同化产物的运输状况[12]体现在玉米成熟期干物质的积累和定量分配。
本研究认为，玉米品种单株干物质积累总量随年代的递进无显著规律，但与植株后期的光合叶面积呈显著正相关性（R=0.586），这与刘开昌等[13]的研究结果一致。
在特定栽培措施下,源、库相互作用、相互制约影响经济产量的形成[14]。
因此，协调茎、叶与果穗各部分干物质在玉米生育后期的分配,促进物质向生殖器官转运从而提高产量。
本研究表明，1980s后紧凑型品种成熟期茎、叶、鞘干重占总干物重比例逐渐降低，且平均值较1950s-1970s玉米品种低，说明1950s-1970s我国玉米品种生育后期光合产物向籽粒的转运效率仍较低，但早期改良在一定程度上提高了茎秆的抗倒能力，1980s后玉米品种中先玉335三者之和仅占地上部植株的35%，干物质高效转移虽然使产量增加但茎秆变得脆弱从而增加了倒伏的风险。
通过近年来玉米育种的发展对农艺性状改变和株型改良提高了玉米的产量，然而倒伏成为制约高产的重要因素，因此，今后如何减少倒伏的发生优化栽培措施成为进一步获得高产的关键。
孙庆泉[15]、王空军[16]等曾就不同年代玉米种质更替过程中根系质量进行系统研究，认为随着年代的变化各代表品种的根系质量是逐渐优化，这为高效的水肥吸收和满足地上部茎叶和果穗器官的营养需求打下了基础。
而本研究发现，1950s以来我国玉米品种根系发达程度呈先增后减的趋势1980s是分界线，在前期根冠比增加后期减小。
这说明像郑单958和先玉335这类当代的高产品种在根系生理系统中更为优化了，减少了根系的冗
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