叶面喷施炭吸附聚谷氨酸对玉米生长发育的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2022.02.022

摘要/Abstract

摘要：

为探究一种新型炭吸附聚谷氨酸水溶肥对玉米光合性能、渗透调节、养分吸收及产量的影响。以郑单958和郑单1868为材料,采用田间小区试验,在拔节期设置喷施清水（CK）和喷施炭吸附聚谷氨酸（T）2个处理,15d后比较2个处理叶片的叶绿素含量、光合作用强度、水分利用率、气孔、抗氧化酶活性、渗透调节物含量、植株氮、磷和钾含量、百粒鲜重和产量。结果表明,与CK处理相比,T处理极显著提高了郑单958和郑单1868叶片的叶绿素含量、净光合速率、水分利用率和气孔张开数目,同时二磷酸核酮糖加氧酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶的活性,脯氨酸含量及关键酶基因（ZmSOD、ZmPOD、ZmAPX和ZmP5CR）的表达量也显著提高。T处理提高了郑单958和郑单1868植株的氮、磷和钾含量、百粒鲜重和产量。灰色关联分析表明,光合作用、气孔张开程度、抗氧化酶活性和百粒重与产量密切相关。

关键词: 玉米, 炭吸附聚谷氨酸, 生理生化, 抗氧化酶, 产量

Abstract:

To explore the effects of a new type of carbon-adsorbed polyglutamic acid water-soluble fertilizer on photosynthetic performance, osmotic regulation, nutrient absorption and yield of maize. Zhengdan 958 (ZD958) and Zhengdan 1868 (ZD1868) were used as materials. Field plot experiments were carried out, set two treatments of spraying clear water (CK) and spraying carbon to adsorb polyglutamic acid (T) in jointing stage. After 15 days of treatment, the chlorophyll contents, net photosynthetic rates, water use efficiency, stomata, antioxidant enzyme activities, contents of osmotic regulators, plant nitrogen, phosphorus and potassium contents, 100-seed fresh weight and the yield of the two treatments were compared. Compared with CK treatment, T treatment significantly increased chlorophyll content, photosynthetic intensity, water use efficiency, and open-stomata number of leaves, the activities of superoxide dismutase, peroxidase, ascorbate peroxidase, Pro content and the expression levels of key enzyme genes (ZmSOD, ZmPOD, ZmAPX and ZmP5CR). T treatment significantly increased the nitrogen, phosphorus and potassium contents, 100-seed fresh weight and yield of maize. In addition, the gray correlation analysis showed that photosynthesis, open-degree of the stomata, the activities of antioxidant enzyme and the 100-seed weight were closely related to the yield.

Key words: Maize, Carbon-adsorbed polyglutamic acid, Physiology and biochemistry, Antioxidant enzyme, Yield

曹丽茹, 鲁晓民, 王国瑞, 党尊, 邱天, 邱建军, 田云峰, 王振华, 党永富. 叶面喷施炭吸附聚谷氨酸对玉米生长发育的影响[J]. 作物杂志, 2022 (2): 158–166

Cao Liru, Lu Xiaomin, Wang Guorui, Dang Zun, Qiu Tian, Qiu Jianjun, Tian Yunfeng, Wang Zhenhua, Dang Yongfu. Effects of Foliar Spraying with Carbon-Adsorbed Polyglutamic Acid on Growth and Development of Maize[J]. Crops, 2022(2): 158–166

图/表 13

表1

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参考文献 37

[1]	王荣基. 我国玉米国际竞争力研究. 北京: 北京工商大学, 2016.
[2]	燕树锋, 刘海芳, 孙书库, 等. 玉米抗茎秆倒伏相关因素的影响. 分子植物育种, 2017, 15(6):2353-2358.
[3]	鲁晓民, 张军, 曹丽茹, 等. 不同基因型玉米自交系拔节期与抽雄期干旱胁迫的生理响应机制. 江苏农业科学, 2019, 47(16):97-102.
[4]	鲁晓民, 曹丽茹, 张新, 等. PEG胁迫下玉米自交系苗期抗旱性鉴定及评价. 河南农业科学, 2017, 46(5):39-44.
[5]	王亮, 丰光, 李妍妍, 等. 玉米倒伏与植株农艺性状和病虫害发生关系的研究. 作物杂志, 2016(2):83-88.
[6]	陈艳萍, 孔令杰, 赵文明, 等. 种植密度对玉米光合特性和产量的影响. 作物杂志, 2016(3):68-72.
[7]	李培夫, 霄明德. 植物生长调节剂的作用机理. 应用调节剂技术讲座, 1990(5):53.
[8]	周卫东, 文秀金, 刘春莲, 等. 棉花高密度栽培的化控关键技术. 中国棉花, 2005(9):35.
[9]	王翠翠, 樊小林, 王南南, 等. 化控对砂糖橘成花数和磷素的影响及相关性分析. 热带作物学报, 2009, 30(12):1770-1775.
[10]	李宇航, 杜天庆, 龚芮, 等. 叶面喷锌对糯玉米生理特性、籽粒锌含量及产量的影响. 河南农业科学, 2020, 49(10):26-32.
[11]	刘玉兰, 汪勇, 范文忠, 等. 叶面喷施光碳核肥对水稻产量和品质的影响. 河南农业科学, 2020, 49(10):20-25.
[12]	朱林波, 李敬伟, 李明锐, 等. 施用多效唑对玉米幼苗生长、重金属含量与累积量的影响. 贵州农业科学, 2014, 42(1):29-32.
[13]	王庆燕, 管大海, 潘海波, 等. 油菜素内酯对春玉米灌浆期叶片光合功能与产量的调控效应. 作物学报, 2015, 41(10):1557-1563.
[14]	赵春玲, 王秀萍, 董朋飞, 等. 化学调控对玉米抗倒防衰及产量和品质的影响. 河南农业科学, 2013, 42(5):41-44.
[15]	汪家铭. 聚γ-谷氨酸增效复合肥的发展与应用. 硫磷设计与粉体工程, 2010(1):20-24,58.
[16]	杨俊雪, 石如岳. 氨基酸叶面肥应用现状. 农村经济与科技, 2019, 30(24):28,112.
[17]	郑华章. 谷乐丰牌聚谷氨酸肥剂在大棚草莓上的应用效果. 农业科技通讯, 2019(11):191-192.
[18]	李映龙, 单守明, 刘成敏, 等. 叶面喷施聚谷氨酸对金昌1号红枣光合作用和果实品质的影响. 农业科学研究, 2019, 40(4):61-64.
[19]	吉庆勋, 杨曼利, 李志明, 等. 炭吸附聚谷氨酸对土壤肥力和作物产量的影响. 黑龙江农业科学, 2019(7):53-58.
[20]	张晓松, 王薇, 孟春玲, 等. 白菜施用聚谷氨酸肥料增效剂保肥思效果初探. 黑龙江农业科学, 2015(10):65-69.
[21]	陈东义, 华振亮, 卿树政, 等. “炭吸附聚谷氨酸有机水溶肥”对玉米田减肥增产的作用. 农学学报, 2017, 7(4):25-28.
[22]	孙红, 李民赞, 张彦娥, 等. 玉米生长期叶片叶绿素含量检测研究. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(9):2488-2492.
[23]	邹琦. 植物生理学实验指导. 北京: 中国农业出版社, 2001.
[24]	曾韶西, 王以柔, 刘鸿先. 低温光照下与黄瓜子叶叶绿素降低有关的酶促反应. 植物生理学报, 1991, 17(2):177-182.
[25]	Liang J S, Zhang J H. Effects of periodical soil drying and leaf water potential on the sensitivity of stomatal response to xylem ABA. Journal of Integrative Plant Biology, 1999, 41(8):855-861.
[26]	贾亚雄, 孙蕾, 何峰, 等. 利用原子吸收光谱法分析盐胁迫对野生披碱草营养元素吸收和积累的影响. 光谱学与光谱分析, 2008, 28(12):2984-2988.
[27]	孙扣忠, 赫明涛. 4种植物生长调节剂对玉米产量及抗性的调节效应. 江苏农业科学, 2015, 43(12):80-81.
[28]	杨青华, 郑博元, 李蕾蕾, 等. 外源NO供体对水分亏缺下玉米叶片碳同化关键酶及抗氧化系统的影响. 作物学报, 2018, 44(9):1393-1399.
[29]	宫磊. 五谷丰素和玉黄金配施对玉米生长及产量的影响. 哈尔滨:东北农业大学, 2019.
[30]	杨振芳, 顾万荣, 魏湜, 等. 化控对不同种植密度下东北春玉米光合特性及产量的影响. 玉米科学, 2015, 23(5):66-74.
[31]	张浩, 郑云普, 叶嘉, 等. 外源钙离子对盐胁迫玉米气孔特征、光合作用和生物量的影响. 应用生态学报, 2019, 30(3):923-930.
[32]	Kanwar M K, Poonam B R. Arsenic induced modulation of antioxidative defense system and brassinosteroids in Brassica juncea L. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2015, 115:119-125. doi: 10.1016/j.ecoenv.2015.02.016
[33]	Szabados L, Savouré A. Proline:a multifunctional amino acid. Trends in Plant Science. 2010, 15(2):95-97.
[34]	曹丽, 孙振元, 义鸣放, 等. 多年生黑麦草P5CS基因的cDNA克隆、表达及亚细胞定位. 园艺学报, 2010, 37(9):1477-1484.
[35]	李秀枝, 黄智鸿, 袁进成, 等. 植物生长调节剂对玉米籽粒灌浆特性及粒重的影响. 河北北方学院学报(自然科学版), 2015, 31(2):41-44.
[36]	魏湜, 杨振芳, 顾万荣, 等. 化控剂玉黄金对玉米品种东农253穗部和抗倒性影响. 东北农业大学学报, 2015, 46(12):1-7,15.
[37]	郭金生, 鲁晓民, 曹丽茹, 等. 不同生育时期干旱胁迫下玉米自交系生理指标与产量的关系及抗旱性评价. 河南农业科学, 2018, 47(11):18-24.

相关文章 15

[1]	王健, 许爱玲, 杨娜, 王珂, 席吉龙, 卫晓东, 张建诚, 席天元. 运城盆地不同播期小麦干热风发生风险评价[J]. 作物杂志, 2022, (2): 104–112
[2]	郝瑞煊, 孙敏, 任爱霞, 林文, 王培如, 韩旭阳, 王强, 高志强. 宽幅条播冬小麦水分利用与干物质积累、品质的关系及播种密度的调控研究[J]. 作物杂志, 2022, (2): 119–126
[3]	周煜庄, 王瑞, 姚照胜, 张伟军, 刘涛, 孙成明. 不同土壤表面结构对小麦生长发育及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 127–133
[4]	马瑞琦, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 赵广才, 常旭虹. 追氮量对不同品质类型小麦产量及光合性能的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 134–142
[5]	袁璟亚, 李万明, 庞雪芹, 黄淋华, 戚兰, 王胜谋, 谢正伟, 邱一彪, 赖泉淏, 秦娜娜. 花期不同打尖层数对蚕豆农艺性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 167–173
[6]	刘攀锋, 秦杰, 郝爽楠, 王丹立, 杨武德, 冯美臣, 宋晓彦. 硒肥浓度、施用时期和施肥方式对不同谷子品种产量和籽粒硒含量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 182–188
[7]	郭永新, 周浩, 孙鹏, 王雅情, 马珂, 李晓瑞, 董淑琦, 郭平毅, 原向阳. 种植方式对不同地区张杂谷10号抗倒伏特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 195–202
[8]	卢军, 钱宇, 杨柳, 王勇, 陈玉蓝. 贮藏时间对烟草品种红花大金元种子萌发和生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 211–214
[9]	李丰, 高桐梅, 苏小雨, 魏利斌, 王东勇, 田媛, 李同科, 杨自豪, 卫双玲. 施氮量和种植密度对芝麻光合速率、产量和氮肥利用率的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 215–221
[10]	韩丽君, 薛张逸, 谢昊, 顾骏飞. 干湿交替灌溉与硝化抑制剂对水稻产量及土壤性状的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 222–229
[11]	李忠南, 王越人, 车丽梅, 邬生辉, 曲海涛, 宋涛, 李福林, 李光发. 通玉179六世代和DH世代4个穗部性状对比分析研究[J]. 作物杂志, 2022, (2): 64–68
[12]	房孟颖, 闫鹏, 卢霖, 王庆燕, 董志强. 乙矮合剂对不同氮水平夏玉米氮代谢及产量的调控效应[J]. 作物杂志, 2022, (2): 96–103
[13]	石雄高, 裴雪霞, 党建友, 张定一. 小麦微喷（滴）灌水肥一体化高产优质高效生态栽培研究进展[J]. 作物杂志, 2022, (1): 1–10
[14]	刘梦红, 王志君, 李红宇, 赵海成, 吕艳东. 施肥方式和施氮量对寒地水稻产量、品质及氮肥利用的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 102–109
[15]	何宇轩, 李雅娟, 周明卓, 眭锋, 吕伟生, 张俊, 曾勇军, 黄山. 秸秆全量还田下施用过氧化钙对南方双季稻产量和稻田温室气体排放的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 116–123

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基因Gene	基因号Gene ID	正向序列Forward sequence 5'-3'	反向序列Reverse sequence 5'-3'
ZmSOD	LOC103639134	CACCAGAAGATGAGAACC	CATTGATATTAGCAACACCAT
ZmPOD	GRMZM2G135108	GGCTTCTACGACAGGACATGC	CAGGTTGCCTACCGTGTCG
ZmAPX3	GRMZM2G004211	CCAGATCTGCGAATAAACACAA	AAATACATGTGCACAGAACTGAAA
ZmP5CR	GRMZM2G06866	GCCGCCTGTCCAGCCTGTGC	ATGGGCATTGGTTTGGAGCA
ACTIN	18S	GTCCATGAGGCCACGTACAA	CCGGACCAGTTTCGTCATA

品种 Variety	处理 Treatment	气孔密度 Stomata density per square millimeter	气孔长度 Stomata length (μm)	气孔宽度 Stomata width (μm)
ZD958	CK	252.00±2.12a	21.80±0.92a	5.91±0.42a
	T	261.00±2.03a	22.10±1.12a	5.93±0.28a
ZD1868	CK	257.00±2.22a	21.90±0.94a	5.97±0.35a
	T	264.00±2.27a	22.30±1.32a	5.95±0.51a

品种Variety	处理Treatment	N	P	K
ZD958	CK	175.8	170.1	165.8
	T	220.0^*	217.0^*	198.0^*
ZD1868	CK	226.2	273.6	210.8
	T	287.0^**	347.0^**	245.0^*

因子 Factor	关联度 Correlation degree	关联序 Correlation order
X₁	0.95	1
X₁₁	0.94	2
X₄	0.71	3
X₅	0.66	4
X₁₂	0.63	5
X₁₄	0.62	6
X₂	0.52	7
X₁₀	0.49	8
X₃	0.48	9
X₁₃	0.47	10
X₆	0.42	11
X₇	0.40	12
X₈	0.40	13
X₁₅	0.36	14
X₉	0.33	15