5-氨基乙酰丙酸和乙烯利对东北春玉米功能叶光合生理特性和产量的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2021.01.019

作物杂志,2021, 第1期: 135–142 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.01.019

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5-氨基乙酰丙酸和乙烯利对东北春玉米功能叶光合生理特性和产量的影响

李瑞杰¹^,²(), 闫鹏¹, 王庆燕¹, 许艳丽¹, 卢霖¹, 董志强¹(), 张凤路²()

¹中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态与栽培重点开放实验室,100081,北京
²河北农业大学农学院,071001,河北保定

收稿日期:2020-05-08 修回日期:2020-07-16 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-02-23
通讯作者: 董志强,张凤路
作者简介:李瑞杰,研究方向为作物栽培生理与化学调控,E-mail： lrj15176380796@163.com
基金资助:
国家重点研发计划-新型高效植物生长生长调节剂和生物除草剂研发项目(2017YFD0201301);国家自然科学基金面上项目(31470087)

Effects of 5-Aminolevulinic Acid and Ethephon on Photosynthetic Physiology of Leaves and Yield of Spring Maize in Northeast China

Li Ruijie¹^,²(), Yan Peng¹, Wang Qingyan¹, Xu Yanli¹, Lu Lin¹, Dong Zhiqiang¹(), Zhang Fenglu²()

¹Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Ministry of Agriculture and Rural Affairs Key Laboratory of Crop Eco-Physiology and Cultivation, Beijing 100081, China
²College of Agronomy, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, Hebei, China

Received:2020-05-08 Revised:2020-07-16 Online:2021-02-15 Published:2021-02-23
Contact: Dong Zhiqiang,Zhang Fenglu

摘要/Abstract

摘要：

以中单909为材料,设置5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）和乙烯利（ETH）不同浓度复配组合,于拔节期（V6）进行叶面喷施。研究5-ALA-ETH复配剂对缓解东北春玉米冠层郁闭效应、提高叶片净光合效率（P_n）、增强叶片的光合产物供给能力、保障春玉米稳产增产的调控效应。结果表明,A2E1（22.5g/hm² 5-ALA+450mL/hm² ETH）处理能够增强叶片的光合生理活性,调控效果最佳,其中V7期叶片叶绿素含量相比对照（CK）显著提高8.9%,V12期叶片RuBP羧化酶（RuBPCase）和PEP羧化酶（PEPCase）活性比CK分别显著提高65.2%和87.1%,V8和V12期叶片P_n比CK分别显著提高14.8%和24.5%。同时,该处理提高了叶片蔗糖的合成能力,其中V12期叶片蔗糖合酶（SS）活性比CK显著提高85.0%,V11期蔗糖磷酸合酶（SPS）活性比CK显著提高33.1%,V7、V9和V12期叶片蔗糖含量比CK分别显著提高69.2%、16.8%和78.6%。在玉米收获期,A2E1处理显著增加了玉米穗长、穗粒数和产量,相比CK分别提高了5.4%、6.2%和5.4%,玉米秃尖长显著缩短50.4%。综上所述,5-ALA（22.5g/hm²）和ETH（450mL/hm²）复配能够改善东北春玉米生育期内光合生理特性,提高收获穗粒数和产量,增强其抵抗冠层郁闭效应胁迫的能力。

关键词: 5-氨基乙酰丙酸-乙烯利复配剂, 春玉米, 冠层郁闭效应, 生理活性, 产量

Abstract:

Field experiments were conducted with maize variety Zhongdan 909 aiming to investigate the effect of 5-aminolevulinic acid (5-ALA) and ethephon (ETH) combined solution, spraying at jointing growth stage, on relieving canopy closure stress, improving net photosynthetic efficiency (P_n), enhancing organic supply capacity and ensuring stable and high yield in the Northeast China. The results showed that A2E1 (22.5g/hm² 5-ALA+450mL/hm² ETH) treatment was better than other treatments and improved maize leaf physiological activity significantly. Under the A2E1 treatment, leaf chlorophyll content at V7 stage, the activities RuBP carboxylase (RuBPCase) and PEP carboxylase (PEPCase) at V12 stage were significantly increased by 8.9%, 65.2% and 87.1%, respectively, and the P_n at V8 and V12 stages were 14.8% and 24.5% higher than that of the control at the same growth stage. Meanwhile, leaf sucrose synthase (SS) activity at V12 stage and sucrose phosphate synthase (SPS) activity at V11 stage were increased by 85.0% and 33.1%, respectively. Leaf sucrose contents at V7, V9 and V12 stage were increased by 69.2%, 16.8% and 78.6%, respectively. At harvest stage, ear length, kernel number per ear, and yield were increased by 5.4%, 6.2%, and 5.4%, respectively, and the bare tip length was shortened by 50.4%. Based on the above results, the 5-ALA and ETH combined solution could improve the physiological activity of maize leaves, increase kernel number per ear, and yield, and thus enhance the resisting canopy closure ability.

Key words: 5-ALA-ETH combined solution, Spring maize, Canopy closure effect, Physiological activity, Yield

李瑞杰, 闫鹏, 王庆燕, 许艳丽, 卢霖, 董志强, 张凤路. 5-氨基乙酰丙酸和乙烯利对东北春玉米功能叶光合生理特性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2021 (1): 135–142

Li Ruijie, Yan Peng, Wang Qingyan, Xu Yanli, Lu Lin, Dong Zhiqiang, Zhang Fenglu. Effects of 5-Aminolevulinic Acid and Ethephon on Photosynthetic Physiology of Leaves and Yield of Spring Maize in Northeast China[J]. Crops, 2021(1): 135–142

图/表 8

表1

图1

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表2

参考文献 36

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处理Treatment	5-ALA (g/hm²)	ETH (mL/hm²)
对照(CK)	0.00	0
A1	11.25	0
A2	22.50	0
A3	33.75	0
E1	0.00	450
A1E1	11.25	450
A2E1	22.50	450
A3E1	33.75	450
E2	0.00	900
A1E2	11.25	900
A2E2	22.50	900
A3E2	33.75	900

处理 Treatment	穗长 Ear length (cm)	秃尖长 Bare tip length (cm)	穗粗 Ear diameter (mm)	穗粒数 Kernel number	千粒重 1000-grain weight (g)	产量 Yield (kg/hm²)
CK	18.1±0.6bc	1.2±0.2abc	42.8±2.3ab	512.2±2.7abcd	376.4±6.9ab	13 357.5±233.8bc
A1	17.8±0.6c	0.9±0.1c	41.9±2.9ab	498.3±15.7cd	364.9±1.6abc	13 560.1±185.4bc
A2	18.9±0.2ab	1.4±0.1a	39.0±5.3ab	527.1±27.7abc	365.1±7.1abc	13 506.3±165.8bc
A3	18.4±0.6abc	1.2±0.2abc	45.3±0.3a	504.7±32.9bcd	378.7±3.1a	13 169.1±275.4c
E1	18.5±0.2abc	1.0±0.3bc	41.5±3.2ab	534.5±6.5ab	360.6±12.4abc	13 406.9±222.5bc
A1E1	18.2±0.3abc	1.1±0.1abc	36.7±2.1b	526.5±5.0abcd	360.2±5.0abc	13 645.0±126.1b
A2E1	19.1±0.4a	0.6±0.3d	39.9±5.3ab	544.1±27.3a	371.9±4.7abc	14 078.9±102.1a
A3E1	18.5±0.7abc	0.9±0.1cd	41.7±4.8ab	492.8±15.0d	357.6±12.8bc	13 497.2±266.7bc
E2	18.7±0.4abc	1.0±0.2abc	41.0±3.4ab	519.1±14.0abcd	369.8±1.9abc	13 218.0±105.3bc
A1E2	18.4±0.4abc	1.3±0.0ab	40.0±4.4ab	508.4±4.0bcd	371.4±9.9abc	13 231.4±348.6bc
A2E2	18.2±0.3abc	0.9±0.2bc	42.0±6.0ab	543.3±18.2a	354.9±21.7c	13 466.9±296.3bc
A3E2	18.3±0.4abc	1.1±0.1abc	46.1±0.4a	522.8±14.7abcd	363.1±15.8abc	13 294.5±149.6bc
5-ALA	ns	0.023	ns	ns	ns	ns
ETH	ns	ns	0.017	0.004	ns	ns
5-ALA×ETH	ns	0.001	ns	ns	ns	0.011

5-氨基乙酰丙酸和乙烯利对东北春玉米功能叶光合生理特性和产量的影响

Effects of 5-Aminolevulinic Acid and Ethephon on Photosynthetic Physiology of Leaves and Yield of Spring Maize in Northeast China

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