坡耕地垄侧栽培对玉米生理特性及生长发育的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.016

摘要/Abstract

摘要：

玉米垄侧栽培是我国东北山区推广应用多年的一种保护性耕作栽培方式，为明确其对玉米生长发育、光合特性、生理特性及产量的影响机理，在吉林省东部山区坡耕地进行了2年大田垄侧栽培模式（T1）和传统栽培模式（CK）的对比研究。结果表明，与CK相比，T1处理在抽雄期（V12）和吐丝期（VT）可显著提高玉米叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率。T1处理在拔节期（V8）对玉米叶片的过氧化物酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶有显著负影响，对超氧化物歧化酶、谷氨酰胺合成酶及核酮糖二磷酸羧化酶没有显著影响。在V12和VT期，垄侧栽培对碳代谢酶、氮代谢酶及叶片保护酶均没有显著影响。在V8和V12期，垄侧栽培在干物质积累方面没有明显影响，但在VT期，T1处理的干物质积累显著高于CK。T1处理在V8期对根系伤流有显著负影响，但在V12和VT期有显著正影响。T1处理对叶面积没有显著影响，可降低株高和穗位，增加玉米穗粒数、百粒重，提高玉米产量。上述研究结果表明，坡耕地垄侧栽培对玉米生长发育、光合特性及生理特性有重要影响，可提高玉米产量。

关键词: 玉米, 生理特性, 垄侧栽培, 坡耕地, 生长发育

Abstract:

Ridge side cultivation (RSC) of maize, a kind of conservation tillage method in sloping farmland, has been practiced for years in the mountain regions of Northeast China. In order to clarify the influencing machanism of RSC on maize growth and development, photosynthetic characteristics, physiological characteristics and yield, a comparative experiment of maize RSC (T1) and conventional cultivation (CK) was carried out for two years in sloping farmland of eastern mountainous area of Jilin province. The results showed that compared with CK, T1 could significantly increase net photosynthetic rate, stomatal conductance and transpiration rate at maize V12 and VT stages. T1 had significant negative impacts on peroxidase, catalase, nitrate reductase and PEP carboxylase, and hadn't significant impact on superoxide dismutase, glutamine synthetase and RuBP carboxylase at jointing (V8) stage, and hadn't significant impacts on maize carbon metabolic enzyme, nitrogen metabolic enzyme and leaf protect enzyme at V12 and VT stages. T1 didn't had significant impact on dry matter accumulation (DM) at V8 and V12 stages, whereas DM was significant higher in T1 treatment than CK at VT stage. T1 had significant negative impact on maize root bleeding in V8, whereas it had significant positive impacts at V12 and VT stages. T1 didn't have significant impact on leaf area. T1 could lower the plant height and ear height significantly, and increase number of maize grains per ear, 100-grain weight and yields. The findings showed that RSC could boost maize output and has significant impacts on photosynthetic and physiological traits as well as growth and development in maize.

Key words: Maize, Physiological characteristics, Ridge side cultivation, Sloping farmland, Growth and development

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图/表 6

图1

表1

图2

表2

表3

表4

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处理 Treatment	P_n [(μmol/(m²·s)]		G_s [mmol/(m²·s)]		T_r [mmol/(m²·s)]		C_i (μmol/mol)
处理 Treatment	V12	VT	V12	VT	V12	VT	V12	VT
T1	45.45±2.96a	23.34±7.92A	0.37±0.05A	0.18±0.17a	3.98±0.36A	3.72±0.23a	137.17±22.92a	136.64±7.45B
CK	39.10±2.64b	18.14±2.94B	0.15±0.01B	0.11±0.46b	1.58±0.82B	3.00±1.22b	118.08±10.04a	189.64±7.46A

生育期Growth stage	处理Treatment	可溶性糖SS (mg/g)	脱落酸ABA (μg/g)	生长素IAA (μg/g)	细胞分裂素CTK (μg/g)
V8	CK	211.58±2.33a	61.23±2.82b	17.65±0.88b	10.45±0.54a
	T1	213.71±2.82a	71.12±2.31a	19.87±0.53a	10.97±0.32a
V12	CK	207.46±3.45a	68.50±3.91a	18.91±0.82a	11.33±0.65a
	T1	192.52±4.16a	63.33±2.65a	19.58±0.81a	11.11±0.31a
VT	CK	211.64±4.24a	70.75±2.83a	19.93±0.46a	11.25±0.42a
	T1	220.62±3.67a	71.07±2.54a	19.41±0.94a	11.05±0.22a

生育期 Growth stage	处理 Treatment	抗氧化酶 Antioxidase			氮代谢酶 Nitrogen metabolism enzyme		碳代谢酶 Carbon metabolism enzyme
生育期 Growth stage	处理 Treatment	SOD	POD	CAT	GS	NR	RuBP	PEPC
V8	T1	969.69±28.14a	4.43±0.26b	90.16±4.35b	11.86±0.54a	34.29±1.36b	76.32±2.04a	4.88±0.15b
	CK	926.82±29.23a	5.06±0.14a	107.34±4.62a	11.80±0.55a	40.63±1.42a	82.62±4.23a	5.33±0.25a
V12	T1	905.20±106.45a	5.48±0.26a	104.39±5.93a	11.67±0.83a	33.66±1.44a	79.10±6.67a	5.01±0.28a
	CK	898.91±42.72a	5.06±0.33a	102.00±4.04a	12.61±0.31a	37.40±4.45a	77.26±7.12a	5.13±0.23a
VT	T1	960.54±88.76a	5.33±0.52a	99.33±2.31a	12.17±0.92a	36.56±2.63a	79.09±5.24a	4.48±0.32a
VT	CK	834.21±38.65a	4.73±0.27a	97.91±3.45a	12.84±0.41a	38.81±1.37a	83.00±1.73a	4.93±0.16a

处理 Treatment	产量 Yield (kg/hm²)	穗行数 Ear number per row	穗粒数 Grain number per ear	百粒重 100-seed weight (g)	穗长 Ear length (cm)
T1	724.66±26.84a	14.73±1.26a	657.42±11.24a	33.23±0.93a	18.03±2.57a
CK	678.33±16.57b	14.47±1.45a	607.93±26.43b	31.64±0.36b	17.95±3.54a