于寧寧 張吉旺 任佰朝 趙 斌 劉 鵬

研究簡(jiǎn)報(bào)

綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米葉片生長(zhǎng)發(fā)育及內(nèi)源激素含量的影響

于寧寧 張吉旺*任佰朝 趙 斌 劉 鵬

作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 山東泰安 271018

葉片可直接反映玉米植株的營(yíng)養(yǎng)狀況, 是光合作用的主要場(chǎng)所, 與干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成密切相關(guān)。本研究以鄭單958 (ZD958)為試驗(yàn)材料, 以T1代表農(nóng)民習(xí)慣處理; T2代表在T1的基礎(chǔ)上, 增加種植密度, 推遲收獲, 降低施肥量, 并優(yōu)化施肥時(shí)期; T3代表在T2的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加種植密度和施肥量; T4代表在T3的基礎(chǔ)上, 降低種植密度和施肥量; N代表施氮量處理, 設(shè)N0、N1、N2和N3分別為0、129.0、184.5和300.0 kg N hm–2, 研究綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米葉片生長(zhǎng)及內(nèi)源激素的調(diào)控作用。綜合農(nóng)藝管理措施包括優(yōu)化耕作方式、種植密度、施肥量、施肥時(shí)期和收獲時(shí)間等。結(jié)果表明, 施氮量不足導(dǎo)致IAA、ZR和GA3含量降低, ABA含量升高, 葉片SPAD值、葉面積指數(shù)(LAI)及比葉重均顯著降低; 隨施氮量的增加, 葉片IAA、ZR和GA3含量增加, ABA含量降低, LAI、SPAD和干物質(zhì)積累量均顯著增加。綜合農(nóng)藝管理處理可調(diào)節(jié)葉片內(nèi)源激素含量, 其中T4處理IAA、ZR和GA3含量較T1處理分別高23.1%、9.8%和14.7%; ABA含量降低12.4%; 葉片LAI適宜, SPAD值增加4.2%, 最終單株干物質(zhì)積累量增加12.6%。綜合農(nóng)藝管理在降低施氮量, 配合最佳的農(nóng)藝管理方式下, 可調(diào)節(jié)內(nèi)源激素含量, 增加葉片SPAD和比葉重, 有利于單株干物質(zhì)積累, 這可能是促進(jìn)夏玉米產(chǎn)量增加的重要原因之一。

綜合農(nóng)藝管理; 葉片內(nèi)源激素; 比葉重; 葉面積指數(shù); SPAD; 干物質(zhì)積累

目前, 傳統(tǒng)農(nóng)戶(hù)種植玉米的密度普遍偏低, 但田間施肥量逐年升高, 玉米產(chǎn)量沒(méi)有持續(xù)提升, 氮肥的過(guò)度施用卻對(duì)土壤和環(huán)境帶來(lái)不同程度的破壞[1]。合理增加種植密度, 改麥套為直播, 精確施肥, 適時(shí)晚收等農(nóng)藝措施將成為提高夏玉米產(chǎn)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。葉面積指數(shù)和葉綠素含量與葉片的光合能力密切相關(guān)[2]。合理的LAI和較高的SPAD值可增加群體對(duì)光能的截獲, 充分發(fā)揮產(chǎn)量潛力,促進(jìn)干物質(zhì)積累和提高產(chǎn)量。植物激素在調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育中起重要作用。內(nèi)源激素協(xié)調(diào)平衡, 可改善葉片結(jié)構(gòu), 增加葉綠素含量, 提高光能截獲率[3-4], 促進(jìn)干物質(zhì)積累和籽粒產(chǎn)量形成。施氮可顯著影響玉米內(nèi)源激素的含量。增加施氮量可以增加植株細(xì)胞分裂素含量[5-6], 降低葉片內(nèi)部ABA含量, 促進(jìn)葉片物質(zhì)交換與氣孔開(kāi)放[7], 提高葉片LAI和SPAD值, 進(jìn)而促進(jìn)光合作用。這可能與充足的氮素供應(yīng)使細(xì)胞分裂素合成關(guān)鍵基因上調(diào)表達(dá)密切相關(guān)[8]。目前, 有大量關(guān)于單一栽培管理措施對(duì)夏玉米葉片生理特性影響的研究, 但關(guān)于綜合農(nóng)藝管理措施對(duì)夏玉米葉片生理特性及其內(nèi)源激素含量變化的研究鮮見(jiàn)報(bào)道, 本研究通過(guò)大田試驗(yàn), 明確綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米葉片內(nèi)源激素含量的影響, 為夏玉米的高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

基于2009年起的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)[9-11], 本試驗(yàn)于2016—2017年在山東省泰安市岱岳區(qū)大汶口鎮(zhèn)(36°11'N, 117°06'E, 海拔178 m)進(jìn)行。以鄭單958 (ZD958)為試驗(yàn)材料, 設(shè)置綜合農(nóng)藝管理(將耕作方式、種植密度、施肥量、施肥時(shí)期和收獲時(shí)間等農(nóng)藝管理措施進(jìn)行系統(tǒng)性整合以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量和效率的協(xié)同提升)和施氮量試驗(yàn), 隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì), 等行距種植, 行距60 cm, 小區(qū)面積為240 m2, 每個(gè)處理4個(gè)重復(fù)。綜合農(nóng)藝管理試驗(yàn)中以當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的種植管理方式為T(mén)1 (農(nóng)民習(xí)慣處理); 在T1的基礎(chǔ)上, 增加種植密度, 降低施肥量, 并優(yōu)化施肥時(shí)期, 適時(shí)推遲收獲為T(mén)2 (高產(chǎn)高效處理); 在T2的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加種植密度和施肥量, 進(jìn)一步延遲收獲, 創(chuàng)造高產(chǎn)為T(mén)3 (超高產(chǎn)處理); 在T3的基礎(chǔ)上, 降低種植密度和施肥量, 進(jìn)一步優(yōu)化施肥時(shí)期為T(mén)4(優(yōu)化綜合農(nóng)藝管理處理)。具體的栽培管理方式見(jiàn)表1。同時(shí)設(shè)置0、129、184.5和300 kg N hm–2的4個(gè)施氮量試驗(yàn), 分別記為N0、N1、N2和N3(根據(jù)玉米生產(chǎn)的最佳施氮量設(shè)置N2處理, 在N2的基礎(chǔ)上減氮30%為N1, 過(guò)量施氮為N3, 以及不施氮對(duì)照為N0), 栽培管理方式和磷鉀肥的施用量及時(shí)期同T4。氮肥為尿素(含氮 46%), 磷肥為過(guò)磷酸鈣(含P2O517%), 鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)。各處理同一時(shí)間等量灌水。

表1 不同處理的栽培管理措施和肥料運(yùn)籌

播前T3基施30 kg hm–2的ZnSO4。VT: 抽雄期。T1、T2、T3和T4分別代表農(nóng)民習(xí)慣處理、高產(chǎn)高效處理、超高產(chǎn)處理和再高產(chǎn)高效處理。

Before sowing, T3 was applied with 30 kg hm–2ZnSO4. VT: tassel stage. T1, T2, T3, and T4 represent local conventional cultivation, an optimized combination of cropping system and fertilizer treatment, treatment based on high-yield studies, and further optimized combination of cropping system and fertilizer treatment, respectively. m/d: month/day.

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.2.1 干物質(zhì)積累量 分別于拔節(jié)期(V6)、大喇叭口期(V12)、抽雄期(VT)和乳熟期(R3)取有代表性的植株5株, 置烘箱內(nèi)110℃殺青30 min后80℃烘干至恒量, 稱(chēng)重。

1.2.2 葉面積指數(shù)(LAI) 分別于V6、V12、VT、R3和R6 (成熟期)選擇有代表性的植株, 每處理選10株, 測(cè)量每片玉米葉的長(zhǎng)度和最大葉寬值。

單葉葉面積(cm2) = 葉長(zhǎng)(cm) × 葉寬(cm) × 0.75

LAI = (單株葉面積× 每個(gè)小區(qū)的植株數(shù))/小區(qū)面積

1.2.3 功能葉片葉綠素含量 使用SPAD-502便攜式葉綠素儀(Soil-plant Analysis Development Section, Minolta Camera Co., Osaka, Japan)測(cè)定葉綠素相對(duì)含量值(SPAD)。分別于V6、V12、VT、R3和R6選取10株生長(zhǎng)一致的植株, 避開(kāi)葉脈, 在上午9:00—12:00測(cè)定SPAD值(V6和V12測(cè)定最新完全展開(kāi)葉, VT、R3和R6測(cè)穗位葉)。

1.2.4 葉片激素含量 分別于V4 (四葉期)、V6、V9 (小喇叭口期)和V12取最新完全展開(kāi)葉, 于VT和R3取穗位葉, 液氮速凍后置?40℃冰箱保存。用酶聯(lián)免疫法測(cè)定ZR、IAA、GA3和ABA含量[12], 酶聯(lián)免疫試劑盒由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)提供, 使用Bio-TEK Elx-800 全自動(dòng)酶標(biāo)儀測(cè)定激素含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SigmaPlot 10.0、CurveExpert 1.3進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、作圖, 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 LAI和SPAD

如圖1所示, 隨施氮量的增加, 夏玉米植株的LAI值顯著升高。VT時(shí), N2較N0處理的LAI增加了22.5%, N2和N3處理之間無(wú)顯著差異。綜合農(nóng)藝管理可顯著提高夏玉米的葉面積指數(shù), 總體趨勢(shì)為T(mén)3>T4>T2>T1。以VT為例, T2、T3和T4處理的LAI值分別比T1高9.4%、36.9%和19.9%。

夏玉米功能葉片SPAD值, 呈單峰曲線(xiàn)變化, VT時(shí)最高(圖1)。SPAD隨施氮量的增加逐漸增加, N2和N3處理間無(wú)顯著性差異; N1、N2和N3處理的SPAD值較N0處理分別增加9.9%、14.9%和12.9%。綜合農(nóng)藝管理處理的SPAD在V12到VT之間差異不大; V6時(shí)期T2、T3和T4處理分別比T1高3.5%、6.7%和2.7%; R3時(shí)期T2、T3和T4處理分別比T1高6.7%、4.7%和4.2%; R6時(shí)期T2、T3和T4處理分別比T1高5.5%、23.5%和5.3%。

圖1 綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米LAI和SPAD的影響(2017)

T1、T2、T3和T4分別代表農(nóng)民習(xí)慣處理、高產(chǎn)高效處理、超高產(chǎn)處理和再高產(chǎn)高效處理。N0、N1、N2和N3分別表示施0、129.0、184.5和300.0 kg N hm–2。V6、V12、VT、R3和R6分別為玉米拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄期、乳熟期和成熟期, 大約分別為播種后21、39、50、80和110 d。*和**分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著, ns表示處理之間差異不顯著。

T1, T2, T3 and T4 are local conventional cultivation, an optimized combination of cropping system and fertilizer treatment, treatment based on high-yield studies, and further optimized combination of cropping system and fertilizer treatment, respectively. N0, N1, N2, and N3 are 0, 129.0, 184.5, and 300.0 kg N hm–2, respectively. V6, V12, VT, R3, and R6 are jointing stage, loudspeaker mouth period, tasseling stage, milking stage and maturation stage of summer maize, which are about 21, 39, 50, 80, and 110 days after sowing, respectively.*and**: significantly different at< 0.05 and< 0.01, respectively, ns: not significant.

2.2 干物質(zhì)積累和比葉重

由圖2可知, 隨施氮量的增加, 夏玉米的單株干物質(zhì)積累呈先增加后降低的趨勢(shì), 2年趨勢(shì)一致, 其中收獲時(shí)N2處理的單株干物質(zhì)積累量較N0處理平均顯著增加36.7%。綜合農(nóng)藝管理可顯著提高夏玉米的干物質(zhì)積累, T2、T3和T4處理分別較T1處理平均增加12.3%、9.7%和12.6%。

隨施氮量的增加, 夏玉米比葉重顯著增加。以VT為例, N1、N2和N3處理的比葉重分別比N0高9.8%、24.5%和29.4%。綜合農(nóng)藝管理可顯著提高夏玉米的比葉重(表2)。VT時(shí)期T2、T3和T4處理的比葉重分別比T1高23.9%、21.5%和23.9%。抽雄后15 d, T2、T3和T4處理分別比T1高19.6%、15.6%和16.3%。R3時(shí)期T2、T3和T4處理分別比T1高15.0%、17.1%和6.4%。

圖2 綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米單株干物質(zhì)積累的影響(2016–2017)

縮寫(xiě)和處理同圖1。*和**分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著, ns表示處理之間差異不顯著。

The abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 1.*and**: significantly different at< 0.05 and< 0.01, respectively, ns: not significant.

表2 綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米比葉重的影響(2017)

縮寫(xiě)和處理同圖1。VT+15代表玉米抽雄后15 d。列內(nèi)數(shù)值后的不同字母表示差異顯著(< 0.05)。

The abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 1. VT+15 is 15 days after tasseling stage. Values within a column followed by different letters are significantly different at< 0.05.

2.3 葉片內(nèi)源激素含量變化

2.3.1 IAA 由圖3可知, 葉片中IAA的含量從V4到VT逐漸降低, VT后略有升高, 各處理趨勢(shì)一致。隨施氮量的增加, 葉片中IAA呈先升高后降低的趨勢(shì), N1、N2和N3分別較N0處理增加了14.8%、29.7%和25.8%; N3較N2處理降低了2.9%。綜合農(nóng)藝管理顯著影響夏玉米葉片IAA含量, 整體趨勢(shì)表現(xiàn)為T(mén)4>T2>T3>T1。T2、T3和T4處理的IAA總量分別較T1處理升高了17.7%、9.3%和23.1%。

2.3.2 ZR 在夏玉米的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中, 葉片中ZR的含量從V4到V12逐漸降低, 到VT略有升高后又降低, 各處理趨勢(shì)一致(圖4)。隨施氮量的增加, 葉片中ZR的含量先增加后降低。綜合農(nóng)藝管理對(duì)葉片中ZR的含量影響顯著, 其中T4處理的ZR總量最高, 較T1處理升高了9.8%; T2和T3處理較T1處理升高了5.6%和3.3%。

圖3 綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米葉片IAA含量的影響(2017)

V4和V9為玉米四葉期和九葉期, 為播種后16 d和29 d?？s寫(xiě)和處理同圖1。**表示在0.01水平上差異顯著。

V4 and V9 are the fourth leaf stage and ninth leaf stage of summer maize, which are about 16 and 29 days after sowing. The abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 1. **: significantly different at< 0.01.

圖4 綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米葉片ZR含量的影響(2017)

縮寫(xiě)和處理同圖1和圖3。**表示在0.01水平上差異顯著, ns表示處理之間差異不顯著。

The abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 1 and Fig. 3.**: significantly different at< 0.01; ns: not significant.

2.3.3 GA3在夏玉米的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中, 葉片中GA3的含量呈“M”型變化(圖5)。不同施氮量處理的GA3總量隨施氮量的增加呈先增后降的趨勢(shì), N1、N2和N3處理較N0處理分別增加了17.7%、32.7%和25.9%。綜合農(nóng)藝管理能顯著提高葉片中GA3的含量, 總體趨勢(shì)表現(xiàn)為T(mén)4>T2>T3>T1。T2、T3和T4處理的GA3總量分別較T1處理升高了11.2%、4.1%和14.7%。

2.3.4 ABA 由圖6可知, 葉片中的ABA含量在夏玉米V4到V12期間逐漸降低, 后逐漸升高, 各處理趨勢(shì)一致。增施氮肥后, 葉片中ABA總量降低, 其中N2處理最低, 較N0降低15.3%; N1和N3處理分別降低了7.9%和10.9%。綜合農(nóng)藝管理可顯著降低葉片中ABA含量。T2、T3和T4處理的ABA總量分別較T1處理降低了4.7%、5.1%和12.4%。

圖5 綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米葉片GA3含量的影響(2017)

縮寫(xiě)和處理同圖1和圖3。**表示在0.01水平上差異顯著, ns表示處理之間差異不顯著。

The abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 1 and Fig. 3.**: significantly different at< 0.01, ns: not significant.

圖6 綜合農(nóng)藝管理對(duì)夏玉米葉片ABA含量的影響(2017)

縮寫(xiě)和處理同圖1和圖3。**表示在0.01水平上差異顯著, ns表示處理之間差異不顯著。

The abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 1 and Fig. 3.**: significantly different at< 0.01, ns: not significant.

2.4 相關(guān)性分析

由表3可知, 產(chǎn)量與葉面積指數(shù)和單株干物質(zhì)重呈顯著正相關(guān), 相關(guān)系數(shù)分別為0.764和0.841。葉片LAI和SPAD值與IAA和ABA含量呈顯著負(fù)相關(guān), 與ZR/ABA、GA3/IAA和ZR/IAA呈顯著正相關(guān)。單株干物質(zhì)重與IAA含量呈顯著負(fù)相關(guān), 與GA3/IAA、ZR/IAA和ABA/(GA3+ IAA+ZR)呈顯著正相關(guān)。

3 討論

葉面積指數(shù)可以反映作物植株的營(yíng)養(yǎng)狀況及潛在光合能力, 且在生育后期維持較高的LAI有助于干物質(zhì)的積累和產(chǎn)量的提高[13-14]。籽粒灌漿期間, 較高的葉面積指數(shù)對(duì)最終干物質(zhì)積累和產(chǎn)量有重要的作用。大量研究表明, 種植密度過(guò)低, 會(huì)增加漏光損失; 但種植密度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致群體郁閉, 相互遮陰[15-16]。施肥量和施肥時(shí)期不合理, 會(huì)導(dǎo)致夏玉米生育后期的葉面積指數(shù)迅速下降, 影響群體光合, 進(jìn)而減少干物質(zhì)積累[17]。SPAD值是葉片葉綠素含量的相對(duì)值[18]。有研究表明, 施氮水平不會(huì)影響葉片的SPAD[19], 但也有研究表明, 隨施氮量的增加, 葉片SPAD值呈先增加后平穩(wěn)的趨勢(shì)[20]或隨施氮量的增加呈上升趨勢(shì)[21]。本研究表明, 隨施氮量的增加, LAI和SPAD值均呈先增加后平穩(wěn)的趨勢(shì)。前期研究結(jié)果表明, 施氮量不足會(huì)導(dǎo)致葉肉細(xì)胞葉綠體超微結(jié)構(gòu)變劣[17], 這是其葉片SPAD下降的重要原因。綜合農(nóng)藝管理可顯著提高夏玉米的LAI和SPAD值。T2、T3和T4處理LAI的增加一部分得益于種植密度的增加; 而T3處理在夏玉米生長(zhǎng)后期LAI值迅速下降, 主要是由于種植密度過(guò)高, 前期過(guò)高的葉面積指數(shù)導(dǎo)致群體郁閉, 使下部葉片早衰。T1處理葉片SPAD值在生育后期下降較快, 主要是肥料的一次性施入, 后期脫肥導(dǎo)致的。

表3 葉片性狀、單株干物質(zhì)重和產(chǎn)量與內(nèi)源激素含量的相關(guān)系數(shù)

表中數(shù)據(jù)后**和*分別表示相關(guān)性達(dá)0.01和0.05顯著水平。

**and*indicate significant correlation at< 0.05 and< 0.01, respectively.

種植密度、施肥量和施肥時(shí)期等農(nóng)藝管理措施均會(huì)影響夏玉米的干物質(zhì)積累。增加玉米的種植密度, 在一定范圍內(nèi)光能截獲率提高, 光溫資源利用率增加, 光合產(chǎn)物積累量增加; 但是若超過(guò)玉米品種的適宜種植密度, 將導(dǎo)致中下部葉層葉片早衰, 群體光合能力下降, 干物質(zhì)積累降低[22-23]。降低施氮量會(huì)造成養(yǎng)分供應(yīng)不足, 植株早衰; 過(guò)量施氮會(huì)導(dǎo)致作物徒長(zhǎng), 貪青晚熟, 營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率降低。同時(shí), 追氮和氮肥后移增加干物質(zhì)最大增長(zhǎng)速率, 但延后了干物質(zhì)最大增長(zhǎng)速率出現(xiàn)的天數(shù)[24]。本研究表明, 隨施氮量的增加, 夏玉米的單株干物質(zhì)積累先增加后降低, 過(guò)量施氮不利于夏玉米干物質(zhì)的積累, 而過(guò)量施氮葉片的比葉重增加可能是由于植株貪青晚熟, 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)的效率下降, 這可能是導(dǎo)致產(chǎn)量下降的重要原因。綜合農(nóng)藝管理可顯著提高夏玉米的干物質(zhì)積累, 但T3處理種植密度過(guò)高, 導(dǎo)致單株干物質(zhì)的積累量較T2和T4處理降低。T1處理肥料一次性施入, 導(dǎo)致生育后期脫肥, 更低的干物質(zhì)積累量限制其產(chǎn)量的形成。T4處理生育后期比葉重下降迅速, 說(shuō)明葉片中的營(yíng)養(yǎng)成分快速向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn), 有利于產(chǎn)量的形成。

植物激素在調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育中起著重要作用。氮素供應(yīng)影響內(nèi)源激素的合成代謝, 施氮可明顯降低葉片ABA 的含量, 促進(jìn)細(xì)胞分裂素合成, 增大葉片的氣孔導(dǎo)度, 提高凈光合速率, 增強(qiáng)硝酸還原酶活性, 提高葉片氮素同化能力[25-28]。增施氮、鉀肥料可提高葉片CTK含量, 降低ABA含量, 從而增加葉片葉綠素含量, 延緩葉片衰老[29]。養(yǎng)分供應(yīng)不足將導(dǎo)致植物葉片細(xì)胞分裂素含量降低, ABA含量增加, 加速植物衰老[29-30]。本研究表明, 葉片的生長(zhǎng)發(fā)育需要多種激素協(xié)同作用, 且與干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成密切相關(guān)。IAA、ZR和GA3的含量均隨施氮量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì); 且增施氮肥后ABA含量降低。不施氮, 葉片中IAA、ZR和GA3的含量顯著降低, ABA含量顯著升高, 這可能破壞了葉片葉綠體光合結(jié)構(gòu), 導(dǎo)致葉片SPAD值降低, 影響干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成。綜合農(nóng)藝管理可增加葉片中IAA、ZR和GA3含量, 降低ABA含量, 其中T4處理IAA、ZR和GA3含量最高, ABA 含量最低, 這可能是T4處理葉片的SPAD值增加, 光合特性改善, 促進(jìn)植株干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成的重要原因。

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Effect of integrated agronomic managements on leaf growth and endogenous hormone content of summer maize

YU Ning-Ning, ZHANG Ji-Wang*, REN Bai-Zhao, ZHAO Bin, and LIU Peng

State Key Laboratory of Crop Biology / Agronomy College of Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, Shandong, China

The leaves are the main place of photosynthesis directly related to the nutritional status, dry matter accumulation and yield formation of maize plants. The experiment was conducted using summer maize hybrid Zhengdan 958 with treatments of T1: local conventional cultivation practices; T2: based on T1, increasing planting density, delaying harvesting time, decreasing fertilizer application, and changing fertilization time; T3: based on T2, further increasing planting density, and further increasing fertilizer rate; T4: based on T3, decreasing planting density and the amount of fertilizer; and nitrogen treatments of N0, N1, N2, and N3, with 0, 129.0, 184.5, and 300.0 kg N hm-2, respectively. The contents of IAA, ZR, and GA3decreased and the content of ABA increased, resulting in the decreases of SPAD, leaf area index (LAI) and specific leaf mass, when nitrogen application was not enough. And the contents of IAA, ZR, and GA3increased, and ABA content decreased, and LAI, SPAD and dry matter accumulation per plant increased significantly with increasing nitrogen application. Integrated agronomic management practices could regulate the content of endogenous hormones in leaves. In T4 treatment, IAA, ZR, and GA3contents increased by 23.1%, 9.8%, and 14.7%, the ABA content decreased by 12.4%, resulting in a suitable LAI; SPAD and final dry matter accumulation per plant were by 4.2% and 12.6% higher, respectively, than those in T1 treatment. Integrated agronomic managements could coordinate endogenous hormone contents, increase leaf SPAD and specific leaf mass, and be beneficial to dry matter accumulation per plant under the condition of reducing nitrogen application combining with optimal agronomic managements, which might be one of the important reasons for increasing summer maize yield.

integrated agronomic management practices; leaf endogenous hormone; specific leaf mass; leaf area index; SPAD; dry matter accumulation

10.3724/SP.J.1006.2020.93050

本研究由國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFD0300304-02), 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31671629), 國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)(CARS-02-18)和山東省“雙一流”獎(jiǎng)補(bǔ)資金(SYL2017YSTD02)資助。

This study was supported by the National Key Research and Development Program of China (2017YFD0300304-02), the National Natural Science Foundation of China (31671629), the China Agricultural Research System (CARS-02-18), and the Funds of Shandong “Double Tops” Program (SYL2017YSTD02).

張吉旺, E-mail: jwzhang@sdau.edu.cn, Tel: 0538-8241485

E-mail: 1015317619@qq.com

2019-09-14;

2020-01-15;

2020-02-29.

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20200228.1812.002.html