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1、吉 林 农 业 科 技 学 院 学 士 学 位 论 文 论 文 题 目： 干旱胁迫下不同施氮量对玉米开花期叶片 生理指标的影响 年 级 专 业： 10级植物科学与技术 学 生 姓 名： 学 号： 1007630016 指 导 教 师： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 2014年6月 12日 吉林农业科技学院干旱胁迫下不同施氮量对玉米开花期叶片生理指标的影响 摘 要 玉米是耗水量大、对缺水较为敏感的作物，不同生育时期干旱对玉米产量影响不同，本试验研究了水氮耦合对玉米开花期各项生理指标及产量影响，结果表明：叶绿素含量、净光合速率与蒸腾速率随着施氮量的增加呈上升趋势，3项生理指标对照区均大于干旱
2、胁迫区，在干旱胁迫区随着施氮量增加丙二醛含量呈下降趋势；当施氮量超出一定范围后，光合速率下降比叶绿素的含量较为迅速；对照区与干旱胁迫区玉米产量及百粒重的变化趋势相近，随着施氮量的增加玉米产量及百粒重均呈上升趋势，且均以N2值最高。研究结果为干旱条件下合理施氮及玉米的高产栽培提供了理论依据。关键词：干旱胁迫 施氮量 开花期 生理指标I Effect of drought stress under different nitrogen fertilizer on physiological index of leaves of maize blossom period Name: Jin Linf
3、eng Major: Plant science and technology Tutor: YU Haiyan Lv YanjieAbstract Corn is a large water consumption,are more sensitive to water crops,effect of drought at different growth stage son yield of Maize indifferent,this experiment was conducted to study the effect of water and nitrogen coupling b
4、lossom period,physiological indexes and yield of maize showed that:the chlorophyll content,net photosynthetic rate and transpiration rate increases with the increase of nitrogen application amount the control area,3 physiological indexes were higher than in drought stress,drought stress with the inc
5、rease of nitrogen content of MDA de creased;when the nitrogen rate beyond a certain range,the decline in photosynthetic rate than chlorophyll content is more quickly;control are a and drought stress in Maize Yield and 100 grain weight change trend similar,with maize yield and100 grain weight was inc
6、reased with the increase of nitrogen,and the maximum value of N2.To provide theoretical basis for high yield cultivation results for the rational nitrogen application under drought condition and maize research.Keywords: drought stress nitrogen application rate Blossom period physiological indexII目 录
7、摘 要IAbstractII目 录III1 前言12 材料与方法22.1 试验设计22.2 测定项目及方法22.3 数据分析23 结果与分析33.1 玉米开花期不同施氮量对光合指标的影响33.2 秸秆还田下玉米地上部氮累积量43.3 不同施氮量对玉米开花期叶片丙二醛含量的影响63.4 秸秆还田对玉米产量性状的影响74 结论8参考文献9致 谢10III1 前言水分是植物生长和发育的必要条件之一，土壤水分供应是否适宜，直接影响到作物的发芽、出苗及生长，决定着作物物质合成和生命进程1。吉林省是我国水资源缺乏区之一，水资源总量404亿立方米，耕地亩均水资源量672立方米，不足全国平均水平的一半，吉林省
8、80%的降水量集中在78月份，季节性干旱明显2。玉米是耗水量大、对缺水较为敏感的作物，干旱对玉米产量影响达20%50%3。玉米在生长期内，经常遭受到周期性干旱或间隙干旱的影响，玉米叶片是其最容易受到干旱影响的部位之一，干旱可加快植株的膜脂氧化进程和促进衰老的加速4。玉米不同生育时期干旱对玉米产量影响不同，玉米生育中后期的干旱胁迫严重影响子粒产量，导致减产5。合理施氮一直是调控玉米生长发育及产量形成的重要措施6，在适宜的范围内，叶片光合速率与含氮量呈显著的正相关7，施氮可以改善作物水分利用效率，在一定程度上缓解土壤干旱胁迫对玉米生长发育的影响89。本试验通过研究水氮耦合对玉米开花期各项生理指标影
9、响，为干旱条件下合理施氮及玉米的高产栽培提供理论依据。2 材料与方法2.1 试验设计试验地点位于吉林农业科技学院试验田。盆栽试验：设置不同氮水平：分别为施纯N 0、160、240、320kg/hm，P2O5 100kg/hm，K2O 90kg/hm，盆栽试验中每个处理装土16Kg，水分设两个梯度处理：干旱胁迫，土壤含水量占田间最大持水量的40% 45%；正常供水为对照区，土壤含水量占田间最大持水量的65%70%；开花期的水分胁迫于抽雄前10d左右停止供水，胁迫15天后采样测定各项指标。灌浆期复水至成熟，收获，考种获取产量及穗部相关性状。2.2 测定项目及方法玉米开花期叶片的生理指标：包括光合系
10、列指标：净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（GS）和细胞间CO2浓度（Ci）的测定；叶绿素含量，丙二醛含量。其中净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（GS）和细胞间CO2浓度（Ci）的测定，采用 LI-6400便携式光合仪，在上午 10:0011:30测定穗位叶中部的各项指标值，测定光强 为 1000molm-2s-1 ；叶绿素含量用日产SPAD-502型叶绿素计测定，每个重复测定1片叶，每片叶测定6次，求平均值,以SPAD值表示；MDA含量测定采用硫代巴比妥酸比色法，分别测定在532nm和600nm 波长下的光吸收值，计算MDA含量10。2.3 数据分析将数据用Micr
11、osoft Excel 2007整理后，采用SPSS16.0进行统计分析。3 结果与分析3.1 玉米开花期不同施氮量对光合指标的影响图3-1 不同施氮量对玉米开花期叶片叶绿素含量的影响从图3-1可以看出，不同施氮条件下，对照区开花期玉米叶片叶绿素含量高于干旱胁迫区，以N0、N1最明显，N1的叶绿素含量高于N0，随着施氮量的增加，N2的叶绿素含量下降，无论对照区还是干旱胁迫区，最低值均为N3。图3-2 不同施氮量对玉米开花期叶片净光合速率的影响净光合速率的变化为对照区高于干旱胁迫区（图3-2）。在对照区从N0到N2，随着施氮量的增加，净光合速率呈上升趋势，以N2的净光合速率最高，N3的净光合速率
12、较低，与N0接近。干旱胁迫区的平均净光合速率为18.04mol CO2 m-2 s-1，从N0到N2，随施氮量增加净光合速率呈上升趋势，但比对照区上升缓慢，对照区的平均净光合速率为24.28mol CO2 m-2 s-1，比干旱胁迫区高出34.6%。图3-3 不同施氮量对玉米开花期叶片蒸腾速率的影响 由图3-3可知，蒸腾速率的变化趋势与净光合速率相近，从N0到N2，随着施氮量的增加，蒸腾速率呈上升趋势，但N1在对照区的增幅较小，N2增幅较大，比N1增加42.1%，干旱胁迫区的蒸腾速率以N3最低（2.06mmol H2Om-2s-2），与N0比降低了17.3%。3.2 秸秆还田下玉米地上部氮累积
13、量 玉米地上部分氮素积累量变化如图3-4、3-5。结果表明，在不同施氮量处理不同生育时期的玉米植株氮素积累量都随着施氮量增加而提高，随着玉米生育期增长，玉米氮累积量总体呈增加趋势。从还田区不同时期对玉米全株氮素积累量上分析得出，在35天时，各个施氮量之间的差异不显著，这是因为在玉米生长前期，作物生长速度十分缓慢，养分累积也缓慢；在各个时期，不同施氮量处理的玉米氮累积量之间的差别并不显著，160 kg/hm和320kg/hm略高于其他施氮量。从对照区来看，每个时期的各个处理之间的氮积累量梯度较明显，相对于没有施氮处理也有明显差异。在各个时期，玉米地上部分的氮累积量随着施氮量的增加而增加。从两个图
14、中可以看出，玉米地上部分对照小区的氮累积量明显大于干旱胁迫下小区。 图3-4 对照区玉米地上部分氮累积量图3-5 干旱胁迫下玉米地上部分氮积累量 3.3 不同施氮量对玉米开花期叶片丙二醛含量的影响图3-6 不同施氮量对玉米开花期叶片丙二醛含量的影响干旱胁迫区中玉米开花期叶片中丙二醛含量的变化为N0处理含量最高，为82mol.g-1FW，是N2处理（44mol.g-1FW）的1.86倍，随着施氮量增加丙二醛含量呈下降趋势，说明在一定程度上施氮能缓解干旱对玉米生长的不良影响，N3处理丙二醛含量略有上升；对照区中以N0处理丙二醛含量最高，施氮后丙二醛含量迅速下降，N2处理中丙二醛含量最低，其中N3处
15、理比N2增加了19%。3.4 秸秆还田对玉米产量性状的影响图3-7 不同施氮量下玉米产量及百粒重的变化对照区与干旱胁迫区玉米产量及百粒重的变化趋势相近，随着施氮量的增加，对照区与干旱胁迫区玉米产量及百粒重均呈上升趋势，对照区产量以N2处理下产量最高为14123 kg/hm2，高于水分胁迫区9%，干旱胁迫区以N2处理下产量最高为12955kg/hm2，N0处理下产量最低仅为7798 kg/hm2，；百粒重的变化趋势和产量类似，随着施氮量的增加而呈上升趋势，但上升幅度比产量小，两个小区均以N2处理最高，对照区N3处理比N2降低了10%，干旱胁迫处理中N3比N2降低了1.5%。4 结论4.1 本试验
16、研究表明，叶绿素含量、净光合速率与蒸腾速率随着施氮量的增加呈上升趋势，3项生理指标对照区均大于干旱胁迫区，原因是低氮处理与干旱胁迫并存时可能会减弱叶绿体内光合作用固定CO2的能力，降低光合速率，加剧干旱对玉米叶片的伤害；丙二醛的含量测定也表明，在干旱胁迫区随着施氮量增加丙二醛含量呈下降趋势，说明在一定程度上施氮能缓解干旱对玉米生长的不良影响，当施氮量超出一定范围后，叶绿素的含量有下降趋势，叶片光合速率也下降，但光合速率下降较为迅速，这和王帅7、李玉英6、付芳婧11等人的研究结果一致。4.2 在一定施氮量下，增加施氮量可明显提高玉米干物质积累量，表明了无论是植株的营养生长还是干物质积累，都明显受
17、施氮量的影响。从总体来看，没有施氮处理的干物质积累量要明显低于施氮处理的干物质积累量。4.3 随着施氮量的增加，对照区与干旱胁迫区玉米产量及百粒重均呈上升趋势，说明适量施氮有利于玉米地上部干物质积累，缓解水分缺乏对玉米造成的伤害，对照区产量和百粒重两个小区均以N2处理最高，从而确定干旱胁迫下玉米适宜的施氮量为240kg/hm，为干旱条件下的玉米栽培提供理论参考。参考文献1宋玉伟,赵丽英,杨建伟.水分胁迫下玉米幼苗光合变化和生理特性分析J.河南大学学报(自然科学版),2009,39(4):387-391.2韩丽丽,郑凯.影响吉林省玉米生产的干旱类型及提高降水利用率J.吉林农业，2012,(10)
18、:152.3武明宇,郝楠.玉米抗旱性的研究进展J.现代农业科技,2008(9):124-127.4施关正,赵致,袁玉清.干旱胁迫下玉米杂交组合抗旱性及水分利用的研究J.玉米科学,2008,16(5):103-107.5唐怀君,刘成,孙宝成,等.干旱胁迫后玉米杂交种产量性状与抗旱性的关系研究J.新疆农业科学,2012,49(10):1773-1778.6李玉英,宋玉伟,程序,等. 施氮对灌漠土春玉米干物质积累和氮素吸收利用动态的影响J. 中国农业大学学报,2009,14(1):61-657王帅,杨劲峰,韩晓日,等.不同施肥处理对旱作春玉米光合特性的影响J.中国土壤与肥料,2008(6):23-2
19、7.8赵树仁,叶青江,荆绍凌,等.玉米抗旱性育种J.农业与技术,2008,(28):43-44.9Han X Y,Song F B,Wang B,Zhang L. Effects of Soil Water Stress on Photosynthetic Charateristics of Maize. Acta Agriculture Boreali-Sinica,2006,21(5):28-32.10李合生.植物生理生化实验原理和技术M.北京:高等教育出版社,2000:260-26111付芳婧,赵致,张卫星.水分胁迫下玉米抗旱性与光合生理指标研究J.山地农业生物学报,2004,23(6)
20、:471-474.致 谢时光飞逝，四年的大学时光就在不经意中即将结束了。人生最大的财富，莫过于岁月留下的记忆。当回首往事的时候，那些痛苦的和欢乐的往事，都会变成嘴角的一抹微笑。在我的校园里，所有的老师、同学，所有的人和事，都将成为我人生中最珍贵的一段记忆。首先，我要感谢我的导师吕艳杰和于海燕老师，从论文定题到论文最终完成，给予了我极大的帮助，在论文的每一环节都非常认真和严谨地给予我指导和建议，吕老师往返于长春和吉林之间，每次即使感觉疲惫也都会为我耐心指导我们完成试验，有很多实验也是吕老师亲自帮我们完成，这样的责任心和工作态度使我深受感动和鼓舞，对论文的完成有了充足的信心，于老师为我们提供药品和实验器材并为我们播种、浇水、以及叶绿素的测定等。在此，对吕老师、于老师表示衷心的感谢。其次要感谢我们一起奋斗在毕业前线的小伙伴们，在一起总是欢声笑语，是他们的陪伴温暖了我的毕业季节。最后感谢我待了四年的母校和教育我的所有老师，感谢你们四年里的谆谆教导，生活和学习上的鼓励，让我能够自信的踏上人生的舞台。不管人生的下一站将驶向何方，四年的大学读书生活都是我最难忘怀的。 10