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不同基因型玉米对磷素高效吸收和利用机理研究

作　者: 袁硕
导　师: 彭正萍
学　校: 河北农业大学
专　业: 植物营养学
关键词: 玉米 低磷 基因型差异 磷吸收 木质部和韧皮部运输
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


磷在土壤中有效性极低,目前已成为限制作物生长的主要因素之一。筛选和培育对低磷耐受力强和吸收、利用磷效率高的种质资源对解决土壤缺磷和保持农业的可持续发展具有重要意义。本文是在通过营养液培养试验进行不同磷效率玉米品种的初步筛选后,在高磷和低磷田间地力条件下分别设置施磷肥和不施磷肥处理,以玉米的最后籽粒产量为主,并结合磷效率组成的各项指标筛选出适宜河北省高磷和低磷环境种植的典型磷高效和磷低效玉米品种。继而,通过营养液与石英砂培养相结合的方法,深入研究了不同基因型玉米高效吸收和利用磷的机理,得到的主要结论如下:1、通过营养液培养和田间试验法明确,蠡玉16的生物量和籽粒产量在高、低磷水平下均最高,是典型的磷高效玉米,而冀单28的生物量和籽粒产量在高、低磷水平下均最低,是典型的磷低效玉米,宽诚10在低磷土壤上相对低产,居前2个玉米品种之间。2、在磷吸收机理方面,与供磷处理相比,缺磷的蠡玉16、宽诚10和冀单28的株高、地上部和整株干重及磷增长量均降低,根干重和根冠比均增加;根长依次增加61%、62%和17%,根半径降低19%、29%和4%,根表面积分别增加31%、18%和13%;总吸收面积和比表面积降低;pH值分别降低1.3、0.8和0.7个单位;吸收H2PO4?和耐低磷能力提高;根组织中酸性磷酸酶活性提高。缺磷时,蠡玉16干重增长最大,原因是其较冀单28和宽诚10有较大的根长和根表面积,较活跃的根系吸收活性,较多的质子分泌,较强的耐低磷能力,较大的吸收速率和根内酸性磷酸酶活性。3、在磷利用机理方面,培养期间,与供高磷相比,低磷显著降低蠡玉16、宽诚10和冀单28各器官的干物质积累量、吸磷量和木质部中运输的磷量,增加了磷在韧皮部中的再循环;并且从各部位叶片活化出的磷主要是通过韧皮部循环至根中后,再经过木质部运向上部新生叶的;体内光合产物和磷向上部新生叶的运输是不同步的过程。蠡玉16的根冠比显著高于宽诚10和冀单28,并与供磷水平无关。低磷时,与宽诚10和冀单28比,蠡玉16的整株干重分别高32.8%、26.9%;吸磷量分别提高8.8%、12.0%;磷吸收效率分别高8.8%、12.1%;磷利用效率分别高22.1%、13.3%;木质部总磷向上部叶运输的比例分别高4.7%、27.5%;说明低磷条件下磷高效玉米品种生物量大是由于具有较大的根冠比、木质部中更大比例的磷被分配到上部新生叶、较高的磷吸收和利用效率。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-16
  1.1 研究背景  9
  1.2 国内外研究进展  9-14
    1.2.1 关于植物磷效率的研究进展  9-10
    1.2.2 不同磷效率作物品种的筛选  10-11
    1.2.3 与磷吸收有关的生理特性研究  11-14
    1.2.4 养分在植物体内的循环和运输  14
  1.3 研究内容  14-15
    1.3.1 不同磷效率玉米基因型的筛选  14-15
    1.3.2 不同基因型玉米根系磷吸收特性研究  15
    1.3.3 不同基因型玉米体内磷利用效率研究  15
  1.4 技术路线  15-16
2 材料与方法  16-24
  2.1 营养液培养条件下不同磷效率玉米品种的筛选  16-17
    2.1.1 供试玉米  16
    2.1.2 试验处理及方法  16
    2.1.3 测定项目及方法  16-17
  2.2 田间试验条件下不同磷效率玉米品种的筛选  17-18
    2.2.1 试验材料  17
    2.2.2 试验处理及方法  17-18
    2.2.3 测定项目及方法  18
  2.3 不同基因型玉米磷高效吸收机理  18-21
    2.3.1 试验材料  18-19
    2.3.2 试验处理及方法  19
    2.3.3 测定项目及方法  19-21
  2.4 不同基因型玉米磷高效利用机理的研究  21-23
    2.4.1 供试材料  21
    2.4.2 试验处理及方法  21-22
    2.4.3 测定项目及方法  22-23
  2.5 数据处理  23-24
    2.5.1 磷循环模式图的计算方法  23
    2.5.2 统计分析与制图  23-24
3 结果与分析  24-49
  3.1 营养液培养条件下不同磷效率玉米品种的筛选  24-28
    3.1.1 缺磷对不同基因型玉米生长及根/冠比的影响  24
    3.1.2 缺磷对不同基因型玉米根系形态的影响  24-25
    3.1.3 缺磷对不同基因型玉米根系活性的影响  25-26
    3.1.4 缺磷对不同基因型玉米养分吸收和运转率的影响  26-27
    3.1.5 植株干重与各指标之间相关性  27-28
    3.1.6 小结  28
  3.2 田间试验条件下不同磷效率玉米品种的筛选  28-36
    3.2.1 缺磷对不同玉米生物量的影响  28-29
    3.2.2 缺磷对不同地力水平上玉米产量及其构成因素的影响  29-33
    3.2.3 缺磷对不同玉米品种氮磷钾吸收的影响  33-34
    3.2.4 缺磷对不同玉米叶绿素含量的影响  34-35
    3.2.5 小结  35-36
  3.3 不同基因型玉米磷高效吸收机理  36-41
    3.3.1 缺磷对不同玉米品种生长的影响  36-37
    3.3.2 缺磷对不同玉米品种的根系形态的影响  37
    3.3.3 缺磷对不同玉米品种的根系活力的影响  37-38
    3.3.4 缺磷对不同玉米品种根系生理特性的影响  38-41
    3.3.5 小结  41
  3.4 不同基因型玉米磷高效利用机理的研究  41-49
    3.4.1 缺磷对不同玉米各器官的干重分配的影响  41-42
    3.4.2 缺磷对不同玉米植株日蒸腾量的影响  42-43
    3.4.3 缺磷对不同玉米磷的吸收、运输和分配的影响  43-45
    3.4.4 缺磷对不同玉米各器官磷积累的影响  45-46
    3.4.5 缺磷对不同磷水平下各玉米基因型磷效率的影响  46-47
    3.4.6 缺磷对不同玉米各器官钙积累的影响  47-48
    3.4.7 小结  48-49
4 讨论与展望  49-53
  4.1 不同磷效率玉米品种的筛选  49-50
  4.2 不同玉米品种的磷高效吸收机理  50-51
  4.3 不同玉米品种的磷高效利用机理  51-52
  4.4 研究展望  52-53
5 结论  53-54
参考文献  54-61
在读期间发表的学术论文  61-62
作者简历  62-63
致谢  63-64

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 玉米（玉蜀黍）
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