孫振成 梁明磊 王金輝
摘要:通過對普通玉米農(nóng)大108(ND108)授以高油202(HOC202)、高油115(HOC115)、高油4515(HOC4515)單交種玉米花粉,以ND108白交作對照,研究了授高油玉米花粉后普通玉米產(chǎn)量及植株生理生化的變化。結(jié)果表明:授HOC202、HOC115花粉的ND108百粒重分別比對照高10.7%和3.4%,而授HOC4515花粉的百粒重比對照低1.3%。從授粉后30d起,授HOC202、HOC115花粉的ND108單株干物重、單株籽粒產(chǎn)量明顯大于對照。授HOC202、HOC115花粉的ND108葉綠素a、b總量在授粉后各個時期均大于對照,葉面積峰值出現(xiàn)的時間比對照早,后期葉面積下降緩慢,且授粉至成熟期單株葉面積持續(xù)期大于對照。
關(guān)鍵詞:高油玉米;普通玉米;百粒重;生理生化特性
中圖分類號:S513.059
文獻(xiàn)標(biāo)識號:A
文章編號:1001-4942(2009)07-0039-03
本試驗以高油玉米單交種、普通玉米單交種兩者的雜交當(dāng)代為材料,研究授高油玉米花粉的普通玉米籽粒產(chǎn)量及植株生理特性的變化,為深入研究高油玉米利用技術(shù)提供依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗材料
高油玉米選用近年來國家玉米改良中心(中國農(nóng)業(yè)大學(xué))育成的高油單交種高油202(HOC202)、高油115(HOC115)、高油4515(HOC4515);普通玉米選用目前大面積推廣的農(nóng)大108(ND108)。高油玉米種植密度為52500株/hm2,普通玉米為60000株/hm2。
1.2試驗設(shè)計
本試驗在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米科技園進(jìn)行,6月13日播種,9月29日收獲。在開花期選擇生長發(fā)育一致的普通玉米,然后用羊皮紙袋將雌穗套住。同時用大袋把高油玉米的雄穗套住,取高油玉米花粉對普通玉米進(jìn)行一次性飽和授粉。每個高油玉米授50穗普通玉米,并掛牌標(biāo)記。用普通玉米作對照。其它管理方式和一般高產(chǎn)田相同。
1.3測定項目與方法
1.3.1百粒重及干物質(zhì)積累
從授粉后10d起,每隔10d取樣1次。每個處理取3株,取中部籽粒100粒烘干測定百粒重,植株剩于部分分莖、葉片、籽粒三部分,105℃殺青,75℃恒溫烘干稱重。
1.3.2葉面積花后每隔10d測定葉面積1次,采用長寬系數(shù)法,即葉片最大長度×最大寬度×0.75,并用Gaussian模型進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的模擬。
1.3.3葉綠素含量的測定葉綠素含量參照Arnon(1949)的方法用日本島津公司產(chǎn)的UV-2450型雙通道紫外一可見分光光度計測定。
2結(jié)果與分析
2.1授高油玉米花粉后普通玉米物質(zhì)生產(chǎn)的變化
2.1.1授粉后百粒重的變化
由表1看出,授HOC202、HOC115花粉的ND108百粒重從授粉后40d起明顯大于自交的。授HOC202花粉的ND108成熟期百粒重最大,比對照高10.7%,授HOC115花粉的比對照高3.4%。而授HOCA515花粉的百粒重低于對照,成熟期百粒重比對照低1.3%。
2.1.2授粉后干物質(zhì)積累由表2看出,授高油玉米花粉后ND108單株干物重、單株籽粒產(chǎn)量均發(fā)生變化。從授粉后30d起,授HOC202、HOC115花粉的ND108單株干物重、單株籽粒產(chǎn)量明顯大于對照,而授HOCA515花粉的ND108單株干物重、單株籽粒產(chǎn)量低于對照。以授粉后50d為例,授HOC202、HOC115花粉的ND108單株干物重分別較對照提高13.4%、6.9%,單株籽粒產(chǎn)量分別較對照提高15.0%、8.1%。說明高油玉米和普通玉米品種間雜交,通過選擇粒重配合力高的組合可以提高玉米籽粒產(chǎn)量。
2.2授高油玉米花粉后普通玉米的光合相關(guān)特性變化
2.2.1穗位葉光合色素含量葉綠素是植物光合作用的基礎(chǔ),葉綠素含量和葉綠素a/b的值與植物的光合性能密切相關(guān)。從圖1可看出,葉片中葉綠素a、b總量在授粉后都呈下降趨勢,授不同高油玉米花粉ND108的葉綠素a、b總量有所不同。授HOC202、HOC115花粉的ND108葉綠素a、b總量在授粉后各個時期均大于對照,而授HOCA515花粉ND108的葉綠素a、b總量較低,與對照相近。
葉綠素a、b的比值在授粉后20d左右達(dá)最大值,以后逐漸下降。授HOC202、HOC115花粉后ND108葉綠素a、b的比值授粉后10d高于對照,之后差異不大。授HOCA515花粉的ND108葉綠素a、b的比值除授粉后10、50d高于對照外,其它時期比對照低。
2.2.2葉面積指數(shù)的變化授粉后各處理葉面積的動態(tài)變化可用Gaussian模型較好模擬(表3),由模擬方程的相關(guān)參數(shù)可定量分析各品種葉面積的變化規(guī)律,根據(jù)方程可進(jìn)一步計算出葉面積對時間(授粉后天數(shù))的積分值,即授粉后葉面積持續(xù)期(LAD)。Gaussian模型中的參數(shù)a表示葉面積峰值,b表示峰值出現(xiàn)的時間,c表示曲線陡度。授高油玉米花粉后ND108的葉面積最大值低于對照,但授HOC202、HOC115花粉的ND108葉面積峰值出現(xiàn)的時間比對照早,后期葉面積下降緩慢,且授粉至成熟期單株葉面積持續(xù)期大于對照。授HOCA515花粉的ND108表現(xiàn)則相反。
3討論與結(jié)論
合適的單交種搭配混種比單一種植增產(chǎn)。玉米單交種雖然最大地利用了F1的雜種優(yōu)勢,但由于大面積種植同一單交種,有近親交配的衰退現(xiàn)象。而授以其它雜交種特別是親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的雜交種花粉,籽粒的重量有所增加。
本試驗結(jié)果表明,授HOC202、HOC115花粉后普通玉米百粒重、單株籽粒產(chǎn)量、單株生物產(chǎn)量提高;而授HOCA515花粉后普通玉米百粒重、單株籽粒產(chǎn)量、單株生物產(chǎn)量均降低。授HOC202、HOC115花粉后普通玉米葉面積指數(shù)增加,葉面積峰值出現(xiàn)的時間比普通玉米自交早,后期葉面積下降緩慢,且授粉至成熟期單株葉面積持續(xù)期大于普通玉米自交,葉綠素a、b總量在授粉后各個時期均大于普通玉米自交。
授高油玉米花粉的普通玉米與普通玉米自交相比產(chǎn)量提高或持平,并且由于花粉直感效應(yīng)含油量也有較大提高,其內(nèi)在生理生化變化應(yīng)有其特殊性,需進(jìn)一步研究。