普通玉米授高油玉米花粉后干物質(zhì)積累及光合特性的變化

孫振成　梁明磊　王金輝

摘要：通過對(duì)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(duì)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(duì)照高10.7％和3.4％，而授HOC4515花粉的百粒重比對(duì)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(duì)照。授HOC202、HOC115花粉的ND108葉綠素a、b總量在授粉后各個(gè)時(shí)期均大于對(duì)照，葉面積峰值出現(xiàn)的時(shí)間比對(duì)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(duì)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(hào)：S513.059

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A

文章編號(hào)：1001-4942(2009)07-0039-03

本試驗(yàn)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(yàn)材料

高油玉米選用近年來國(guó)家玉米改良中心(中國(guó)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(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)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(zhǎng)發(fā)育一致的普通玉米，然后用羊皮紙袋將雌穗套住。同時(shí)用大袋把高油玉米的雄穗套住，取高油玉米花粉對(duì)普通玉米進(jìn)行一次性飽和授粉。每個(gè)高油玉米授50穗普通玉米，并掛牌標(biāo)記。用普通玉米作對(duì)照。其它管理方式和一般高產(chǎn)田相同。

1.3測(cè)定項(xiàng)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(gè)處理取3株，取中部籽粒100粒烘干測(cè)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(cè)定葉面積1次，采用長(zhǎng)寬系數(shù)法，即葉片最大長(zhǎng)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(cè)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(jì)測(cè)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(duì)照高10.7％，授HOC115花粉的比對(duì)照高3.4％。而授HOCA515花粉的百粒重低于對(duì)照，成熟期百粒重比對(duì)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(duì)照，而授HOCA515花粉的ND108單株干物重、單株籽粒產(chǎn)量低于對(duì)照。以授粉后50d為例，授HOC202、HOC115花粉的ND108單株干物重分別較對(duì)照提高13.4％、6.9％，單株籽粒產(chǎn)量分別較對(duì)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(shì)，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(gè)時(shí)期均大于對(duì)照，而授HOCA515花粉ND108的葉綠素a、b總量較低，與對(duì)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(duì)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(duì)照外，其它時(shí)期比對(duì)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(dòng)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(jì)算出葉面積對(duì)時(shí)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(shí)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(duì)照，但授HOC202、HOC115花粉的ND108葉面積峰值出現(xiàn)的時(shí)間比對(duì)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(duì)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(shì)，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(yàn)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(shí)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(gè)時(shí)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。