作物杂志,2016, 第6期: 38–43 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.06.007

所属专题: 玉米专题

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

高产氮高效玉米品种的筛选及其指标研究

崔文芳,高聚林,于晓芳,王志刚,孙继颖,胡树平,苏治军,谢珉   

  1. 内蒙古农业大学农学院,010019,内蒙古呼和浩特
  • 收稿日期:2016-09-07 修回日期:2016-11-01 出版日期:2016-12-15 发布日期:2018-08-26
  • 作者简介:崔文芳,博士,主要从事玉米生理生态的研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(31260300);国家粮食丰产科技工程(2011BAD16B13,2012BAD04B04,2013BAD07B04,2011BAD16B14);“973”计划项目(2009CB118601)

Screening on Indexes of Nitrogen Efficient Maize Varieties

Cui Wenfang,Gao Julin,Yu Xiaofang,Wang Zhigang,Sun Jiying,Hu Shuping,Su Zhijun,Xie Min   

  1. Agricultural College,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019,Inner Mongolia,China
  • Received:2016-09-07 Revised:2016-11-01 Online:2016-12-15 Published:2018-08-26

摘要:

试验在施氮肥条件下以产量和耐低氮胁迫指数筛选氮高效品种,并对筛选指标进行分析。结果表明,郑单958、金山27和郑单17是高产氮高效型玉米品种。不施氮肥条件下,灌浆期茎叶总氮量、吐丝期叶绿素SPAD值和穗位叶氨基酸浓度是氮高效筛选的有效指标;施氮肥条件下,吐丝期茎叶总氮量和穗位叶氨基酸浓度是氮高效辅助筛选指标。高产氮高效型玉米品种无论在施氮肥还是不施氮肥条件下,其营养器官生育后期氮积累能力均强于低产氮低效型玉米品种的,且吐丝期叶绿素SPAD值也具有显著优势。

关键词: 玉米, 高产, 氮高效, 筛选指标

Abstract:

Using nine super-high-yield maize varieties as materials, under nitrogen and no-nitrogen applied conditions, high efficient varieties were screened by using yield and indexes in nitrogen conditions, and screening indexes were analyzed. The results showed that Zhengdan 958, Jinshan 27 and Zhengdan 17 were nitrogen-efficient high-yield varieties. The accumulation ability of vegetative organs of nitrogen-efficient high-yield maize varieties was stronger than those of low-yield inefficient varieties from silking stage to filling stage, and the SPAD values of the silking stage had significant advantage.

Key words: Maize, High-yield, Nitrogen use efficiency, Screening indexes

表1

不同施氮肥条件下玉米杂交种氮效率及相关指标方差分析"

变异来源
Variation source
自由度
Degree of freedom
氮利用
效率
NUE
成熟期全株总氮
Total nitrogen of mature period
吐丝期茎叶总氮
Total nitrogen of stems and leaves at silking stage
灌浆期茎叶总氮
Total nitrogen of stems and leaves at filling stage
成熟期茎叶总氮
Total nitrogen of stems and leaves at mature period
氮水平Nitrogen level 1 ** ** ** ** **
品种Variety 8 ** ** ** ** **
氮水平×品种
Nitrogen level×Variety
8 ** ** ** ** **
变异来源
Variation source
自由度
Degree of freedom
子粒吸
氮量
N of grain
灌浆期SPAD值
SPAD value of silking stage
穗位叶叶面积
Area of ear leaf
硝态氮
Nitrate nitrogen
氨基酸
Amino acid content
氮水平Nitrogen level 1 ** ** ** * *
品种Variety 8 ** ** ** * *
氮水平×品种
Nitrogen level×variety
8 ** ** ** * *

表2

不同施氮条件下玉米杂交种NUE与氮积累量相关分析"

氮水平
Nitrogen level
指标Index 氮效率
NUE
茎叶总氮Total nitrogen of stems and leaves 植株氮积累量
N accumulation
of plant
子粒吸氮量
Amount of nitrogen
absorption of grain
吐丝期
Silking stage
灌浆期
Filling stage
成熟期
Maturation stage
施氮肥
Nitrogen
吐丝期茎叶总氮 0.8932*
灌浆期茎叶总氮 0.2311 0.5479
成熟期茎叶总氮 0.1966 -0.1609 -0.1488
植株氮积累量 0.5444 0.3342 -0.1369 0.4694
子粒吸氮量 -0.0575 0.1440 -0.2296 -0.8920* -0.1815
氮收获指数 -0.3988 -0.1319 -0.0501 -0.8728 -0.7904 0.7458
不施氮肥
No nitrogen
吐丝期茎叶总氮 -0.3280
灌浆期茎叶总氮 0.9352* -0.1276
成熟期茎叶总氮 -0.8426 0.6654 -0.7556
植株氮积累量 0.5406 0.9581* -0.3458 0.8432
子粒吸氮量 -0.2316 0.8383 -0.1655 0.7114 0.8551
氮收获指数 0.3709 0.2250 0.2384 0.1201 0.1928 0.6716

图1

高产氮高效品种的筛选"

表3

不同施氮条件下玉米杂交种氮效率与生理指标相关分析"

氮水平
Nitrogen level
指标Index 氮利用效率
NUE
穗位叶叶面积
Area of ear leaf
吐丝期SPAD值
SPAD value of silking stage
灌浆期SPAD值
SPAD value of filling stage
硝态氮浓度
Nitrate nitrogen
施氮肥 Nitrogen 穗位叶叶面积 0.1752
吐丝期叶绿素SPAD 0.5844 0.5143
灌浆期叶绿素SPAD 0.4205 0.1159 0.8344
硝态氮浓度 0.2926 0.8791 0.3592 -0.1863
氨基酸浓度 0.8793* 0.2197 0.4863 0.5379 0.0826
不施氮肥
No nitrogen
穗位叶叶面积 0.4081
吐丝期叶绿素SPAD 0.8820* 0.6782
灌浆期叶绿素SPAD -0.0334 0.4096 -0.0728
硝态氮浓度 0.6283 0.5338 0.4088 0.3471
氨基酸浓度 -0.8903* -0.0815 -0.7579 0.5703 -0.2358

表4

两种类型玉米杂交种高产氮高效筛选指标比较"

氮水平 Nitrogen level 类型 Type 杂交种Hybrid 氮效率(kg/kg)
NUE
吐丝期茎叶总氮(g/株)
Total N of stems and
leaves at silking stage
灌浆期茎叶总氮(g/株)
Total N of stems and leaves at filling stage
吐丝期SPAD值
SPAD value of silking stage
氨基酸浓度(μg/mL)
Amino acid content
施氮肥
Nitrogen
高产氮高效型 郑单958 23.08 3.10 3.42 57.05 0.054
金山27 22.99 2.98 3.92 56.63 0.023
郑单17 21.02 2.88 4.60 55.95 0.016
均值 22.36 2.99 3.98 56.54 0.031
低产氮低效型 内单314 20.39 2.77 3.43 57.35 0.011
京单28 19.82 2.44 2.86 52.40 0.015
均值 20.11 2.61 3.15 54.88 0.013
不施氮
No nitrogen
高产氮高效型 郑单958 258.23 2.10 2.91 56.40 0.056
金山27 245.21 2.44 2.95 57.40 0.064
郑单17 244.04 2.46 2.74 55.05 0.065
均值 249.16 2.33 2.87 56.28 0.062
低产氮低效型 内单314 103.37 2.72 2.84 53.45 0.136
京单28 118.38 2.16 2.40 54.05 0.080
均值 110.88 2.44 2.62 53.75 0.108
[1] 吴永升, 周瑞阳, 韦新兴 , 等. 广西主要玉米自交系氮利用效率评价. 西南农业学报, 2012,43(9):1330-1335.
[2] 吕鹏, 张吉旺, 刘伟 , 等. 施氮时期对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响. 植物营养与肥料学报, 2011,17(5):1099-1107.
doi: 10.11674/zwyf.2011.0489
[3] Guo J H, Liu X J, Zhang Y , et al. Significant acidification in major Chinese croplands. Science, 2010,327(5968):1008-1010.
doi: 10.1126/science.1182570 pmid: 20150447
[4] 张维理, 武淑霞, 冀宏杰 . 中国农业面源污染形势估计及控制对策I.21世纪初期中国农业面源污染的形势估计. 中国农业科学, 2004,37(7):1008-1017.
[5] 孙志梅, 武志杰, 陈利军 , 等. 农业生产中的氮肥施用现状及其环境效应研究进展. 土壤通报, 2006,37(4):782-786.
[6] 刘建安, 米国华, 张福锁 . 不同基因型玉米氮效率差异的比较研究. 农业生物技术学报, 1999,7(3):248-254.
[7] 刘建安, 米国华, 陈范骏 , 等. 玉米杂交种氮效率基因型差异. 植物营养与肥料学报, 2002,8(3):276-281.
doi: 10.3321/j.issn:1008-505X.2002.03.004
[8] Presterl T, Groh S, Landbeck M , et al. Nitrogen uptake and utilization efficiency of European maize hybrids developed under conditions of low and high nitrogen input. Plant Breed, 2002,121:480-486.
doi: 10.1046/j.1439-0523.2002.00770.x
[9] 陈范骏, 米国华, 刘向生 , 等. 玉米氮效率性状的配合力分析. 中国农业科学, 2003,36(2):134-139.
[10] 汤继华, 谢惠玲, 黄绍敏 , 等. 缺氮条件下玉米自交系叶绿素含量与光合效率的变化. 华北农学报, 2005,20(5):10-12.
doi: 10.3321/j.issn:1000-7091.2005.05.002
[11] Ma B L, Dwyer L M . Nitrogen uptake and use of two contrasting maize hybrids differing in leaf senescence. Plant Soil, 1998,199:283-291.
doi: 10.1023/A:1004397219723
[12] 春亮, 陈范骏, 张福锁 , 等. 不同氮效率玉米杂交种的根系生长、氮素吸收与产量形成. 植物营养与肥料学报, 2005,11(5):615-619.
doi: 10.3321/j.issn:1008-505X.2005.05.008
[13] Subedi K D, Ma B L . Effects of N-deficiency and timing of N supply on the recovery and distribution of labeled 15N in contrasting maize hybrids . Plant Soil, 2005,273:189-202.
doi: 10.1007/s11104-004-7540-7
[14] 颜军, 杨德光 . 4个玉米品种氮素利用效率的比较研究. 玉米科学, 2010,18(2):91-95.
[15] 陈国平, 杨国航, 赵明 , 等. 玉米小面积超高产创建及配套栽培技术研究. 玉米科学, 2008,16(4):1-4.
[16] 陈国平, 高聚林, 赵明 , 等. 近年我国玉米超高产田的分布、产量构成及关键技术. 作物学报, 2012,38(1):80-85.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2012.00080
[17] 李少昆, 王克如, 谢瑞芝 , 等. 实施密植高产机械化生产,实现玉米高产高效协同.作物杂志, 2016(4):1-6.
[18] 李合生 . 植物生理生化实验原理和技术.北京: 高等教育出版社,2005:23-25, 35-37.
[19] Moll R H, Kamprath E J, Jackson W A . Analysis and interpretation of factors which contribute to efficiency of nitrogen utilization. Agronomy Journal, 1982,74:562-568.
doi: 10.2134/agronj1982.00021962007400030037x
[20] 米国华, 陈范骏, 春亮 , 等. 玉米氮高效品种的生物学特征. 植物营养与肥料学报, 2007,13(1):155-159.
doi: 10.3321/j.issn:1008-505X.2007.01.026
[21] 黄高宝, 张恩和, 胡恒觉 . 不同玉米品种氮素营养效率差异的生态生理机制. 植物营养与肥料学报, 2001,7(3):293-297.
doi: 10.11674/zwyf.2001.0308
[22] Lafitte H R, Edmeades G O . Association between traits in tropical maize inbred lines and their hybrids under high and low soil nitrogen. Maydica, 1995,40:259-267.
[23] 陈范骏, 米国华, 张福锁 . 玉米氮高效组合杂种优势分析. 玉米科学, 2006,14(4):125-128.
[24] 张兴华, 薛吉全, 刘万峰 , 等. 不同玉米品种耐低氮能力鉴定与评价. 西北农业学报, 2010,19(8):65-68.
[25] 冯学民, 向春阳, 田秀萍 , 等. 黑龙江省几个玉米杂交种氮效率差异的分析. 黑龙江八一农垦大学学报, 2004,16(1):1-6.
doi: 10.3969/j.issn.1002-2090.2004.01.001
[26] 王康, 沈荣开, 唐友生 . 用叶绿素测值(SPAD)评估夏玉米氮素状况的实验研究. 灌溉排水学报, 2002,21(4):1-12.
[27] Laffitte H R, Edmeades G O . Improvement for tolerance to soil nitrogen in tropical maize.Ⅲ.Variation in yield across environment. Field Crops Research, 1994,39:27-38.
doi: 10.1016/0378-4290(94)90068-X
[28] 陈范骏, 米国华, 春亮 . 玉米氮效率的杂种优势分析. 作物学报, 2004,30(10):1014-1018.
[1] 陈广周 王广福 渠建洲 司雷勇 金 岩 徐淑兔 薛吉全 路海东. 不同玉米自交系子粒脱水速率及其#br# 与主要影响性状的相关分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 33–39
[2] 苏桂华 李春雷, 苏义臣. 吉林省22 份主推玉米品种区域试验评价[J]. 作物杂志, 2018, (5): 63–70
[3] 吴荣华 庄克章 刘 鹏 张春艳. 鲁南地区夏玉米产量对气象因子的响应[J]. 作物杂志, 2018, (5): 104–109
[4] 李少昆 张万旭, 王克如 韩冬生 杨小霞 陈永生. 北疆玉米大田机械粒收质量调查[J]. 作物杂志, 2018, (5): 127–131
[5] 高文俊 杨国义 高新中 玉 柱 许庆方 原向阳 孙耀武. 氮磷钾肥对青贮玉米产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 144–149
[6] 李少昆,张万旭,王克如,俞万兵,陈永生,韩冬生,杨小霞,刘朝巍,张国强,王浥州,柳枫贺,陈江鲁,杨京京,谢瑞芝,侯鹏,明博. 北疆玉米密植高产宜粒收品种筛选[J]. 作物杂志, 2018, (4): 62–68
[7] 章星传, 黄文轩, 朱宽宇, 王志琴, 杨建昌. 施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 69–78
[8] 樊艳丽,董会,卢柏山,史亚兴,高宁,史亚民,徐丽,席胜利,张翠芬,刘焱辉. 播期对不同糯玉米品种淀粉糊化特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 79–83
[9] 李红燕,王永宏,赵如浪,张文杰,明博,谢瑞芝,王克如,李璐璐,高尚,李少昆. 宁夏引/扬黄灌区玉米子粒脱水模型的构建与应用[J]. 作物杂志, 2018, (4): 149–153
[10] 杨京京,陈江鲁,谢瑞芝,张小伟,丁变红,吴新明,李少昆,李东方. 玉米种子粒重差异对相关发芽指标整齐度的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 180–184
[11] 李少昆,王克如,王延波,赵海岩,沈玉忠,蔡丹丹,肖万欣,姜文野,黄兆福,翟立超,谢瑞芝,侯鹏,明博. 辽宁中部地区玉米机械粒收质量及其限制因素研究[J]. 作物杂志, 2018, (3): 162–167
[12] 史磊,王国宏,王延波,王大为,赵海岩. 玉米杂交种及其亲本子粒脱水速率初步研究[J]. 作物杂志, 2018, (3): 84–89
[13] 王克如,李少昆,王延波,赵海岩,沈玉忠,蔡丹丹,肖万欣,姜文野,黄兆福,翟立超,李璐璐,谢瑞芝,侯鹏,明博. 辽宁中部适宜机械粒收玉米品种的筛选[J]. 作物杂志, 2018, (3): 97–102
[14] 李璐璐,谢瑞芝,王克如,明博,侯鹏,李少昆. 去苞叶对玉米子粒脱水过程的影响[J]. 作物杂志, 2018, (2): 114–117
[15] 李锐,白建荣,王秀红,张丛卓,张效梅,闫蕾,杨瑞娟. 144份甜玉米群体的遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2018, (2): 17–24
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .