玉米籽粒的結(jié)實(shí)能力及其與籽粒產(chǎn)量的相關(guān)性

玉米籽粒的結(jié)實(shí)能力及其與籽粒產(chǎn)量的相關(guān)性

玉米的授粉和精煉過(guò)程是玉米產(chǎn)量形成的重要環(huán)節(jié)。雌花和穗軸上的可溶性糖、淀粉、氨基酸和蛋白質(zhì)對(duì)玉米的授粉和精煉過(guò)程起著一定作用。同時(shí)，氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅等因素對(duì)精煉和提取也有一定影響。因此,研究有機(jī)營(yíng)養(yǎng)和礦質(zhì)養(yǎng)分在花絲和穗軸中的變化規(guī)律具有重要理論和實(shí)踐意義。本文主要就近年來(lái)有關(guān)方面的研究進(jìn)行了綜述。1有機(jī)營(yíng)養(yǎng)1.1花粉管及其他器官的淀粉含量糖是合成其它一些物質(zhì)的起始物質(zhì),而蔗糖是糖的主要物質(zhì)運(yùn)輸形式。高聚林等(1993)研究發(fā)現(xiàn),穗軸中蔗糖的含量呈現(xiàn)出單峰曲線變化趨勢(shì):散粉至乳熟末期蔗糖的含量逐漸增加,而后略有下降。而胡昌浩等(1982)認(rèn)為:在大喇叭口期至成熟期穗軸中可溶糖含量呈現(xiàn)出單峰曲線變化,且峰值出現(xiàn)在盛花期左右,穗軸蔗糖含量占干物重的26.5%。研究發(fā)現(xiàn),花粉管細(xì)胞質(zhì)中含有大量的糖,花粉管生長(zhǎng)時(shí)消耗本身的貯藏物質(zhì);而花絲花柱道和傳遞細(xì)胞可分泌用以新壁的形成和花粉管的生長(zhǎng)的物質(zhì),而這種分泌物的主要成分也是糖蛋白、糖酯等。這說(shuō)明,花粉管生長(zhǎng)即依賴于本身的糖類物質(zhì),也依賴于花絲中的營(yíng)養(yǎng),花絲當(dāng)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為花粉管順利到達(dá)子房完成受精提供條件。但花絲中的可溶性糖在整個(gè)生育過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化、對(duì)花粉管產(chǎn)生的影響及其對(duì)受精結(jié)實(shí)的作用前人尚無(wú)報(bào)道,在胡昌浩等的研究中也只是測(cè)定了盛花期和灌漿期的糖含量,缺乏動(dòng)態(tài)的研究。淀粉是玉米散粉后糖類物質(zhì)的最終累積形式。淀粉含量在雌穗及其各器官(苞葉、穗軸、籽粒)中存在大幅度升降變化:從散粉到灌漿期呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì),其中穗軸中的遞增幅度在10%~30%之間;苞葉及穗軸中的含量與籽粒之間存在著很大差異。有關(guān)研究證實(shí),授粉后花絲中的淀粉含量增加。但淀粉作為多糖是否也同可溶性糖一樣對(duì)花絲活力及果穗結(jié)實(shí)能力產(chǎn)生影響,目前尚無(wú)研究報(bào)道。1.2缺失血氨基酸的變化胡昌浩等(1993)證實(shí),在不同生育時(shí)期,雌穗(或穗軸)中的氨基酸含量表現(xiàn)為前、中期高,后期低的變化趨勢(shì);從大喇叭口期至完熟期,穗軸中氨基酸含量以抽雄期最高。而氨基酸含量受糖的影響,糖含量增加時(shí)氨基酸含量也增加。研究發(fā)現(xiàn):花絲組織在授粉后氨基酸含量增加。但這種增加趨勢(shì)是否直接或間接影響花絲的受精結(jié)實(shí),需要研究進(jìn)一步證實(shí);前人對(duì)花絲氨基酸的研究只對(duì)盛花期和灌漿期氨基酸含量進(jìn)行了測(cè)定,但其動(dòng)態(tài)變化如何對(duì)其產(chǎn)生影響仍為探討的問(wèn)題。對(duì)于蛋白質(zhì)在此方面的研究迄今還未見(jiàn)報(bào)道。2礦質(zhì)養(yǎng)分2.1授粉期和盛花期對(duì)含氮率的影響研究發(fā)現(xiàn),在整個(gè)生育期內(nèi),雌穗(或穗軸)中的含氮率呈現(xiàn)出前高后低逐漸下降的趨勢(shì)。王忠孝等(1989)及山東農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究認(rèn)為:授粉期是整個(gè)生育期含氮率的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。但王慶成等(1993)認(rèn)為:雌穗中的氮含量吐絲以前最高,授粉40d出現(xiàn)低谷,以后卻又回升。胡昌浩等(1993)對(duì)盛花期和灌漿期花絲的含氮率進(jìn)行了測(cè)定。氮具有調(diào)度碳水化合物的能力,其去向決定著碳水化合物的去向。在玉米植株當(dāng)中,氮素水平的提高會(huì)降低碳水化合物的含量,而碳水化合物水平的降低可能會(huì)限制花粉管的生長(zhǎng),影響受精結(jié)實(shí)。2.2成蟲(chóng)、吐絲時(shí)宿主的確定王忠孝等(1989)研究表明,雌穗中磷的變化為前期逐漸升高,以后降低,并在授粉后15d內(nèi)下降最明顯。王慶成等(1993)卻認(rèn)為,雌穗磷含量吐絲前最高,授粉40d出現(xiàn)低谷,后又回升。張鳳路等在研究敗育時(shí),對(duì)典型的禿尖果穗和正常果穗品種的穗軸中磷含量比較,得出了在穗軸中部和上部的磷質(zhì)量濃度變化不顯著并且品種間差異也不明顯的結(jié)論。從整個(gè)生育期看,玉米雌穗各器官的磷素動(dòng)態(tài)變化為前高后低的下降趨勢(shì)。授粉后,花絲組織中的磷含量增加。磷可促進(jìn)碳水化合物的運(yùn)輸,授粉期缺磷抽絲緩慢,影響授粉結(jié)實(shí)。2.3成的結(jié)論鉀含量在果穗發(fā)育前期高于后期,總體上表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢(shì)。山東農(nóng)業(yè)科學(xué)院(1989)的研究認(rèn)為,穗軸在授粉后15d,鉀素含量卻提高。王慶成也得出了類似的結(jié)論。王忠孝等(1989)認(rèn)為,雌穗中的鉀含量前期逐漸升高,以后降低,在授粉后15d內(nèi)含量下降最明顯。王海生等(1994)認(rèn)為,穗軸中含鉀量保持相對(duì)穩(wěn)定。張鳳路等對(duì)穗軸上部及中部鉀濃度的研究中也認(rèn)為其濃度變化不顯著。到目前為止,對(duì)于花絲中的鉀研究,只限于果穗在盛花期和灌漿期的含量測(cè)定上,缺乏在整個(gè)生育(期)過(guò)程中的研究。而鉀促進(jìn)糖的轉(zhuǎn)運(yùn)及碳水化合物的合成與轉(zhuǎn)化,缺鉀引起果穗發(fā)育不良而影響受精結(jié)實(shí)。2.4克氏原螯蝦植株對(duì)鈣、鎂的吸收與分配籽粒灌漿期,果穗中鎂、硫含量較吐絲前提高,而鈣基本上保持原水平。鈣、硫的這種變化在正常和禿尖果穗穗軸中的濃度差異并不顯著。但鐵及不同形態(tài)的氮素卻影響著植株體內(nèi)鈣、鎂的吸收與分配。據(jù)研究,穗軸中鈣、鎂含量大于花絲中的含量。對(duì)鈣、鎂、硫含量研究提出:在花絲和穗軸中,鈣含量吐絲以前變化比較劇烈并呈現(xiàn)上升趨勢(shì),吐絲以后含量略有下降,但變化相對(duì)平緩且維持在較高水平內(nèi),品種間差異不大。平展型品種的鎂、硫含量在吐絲后15d達(dá)到最大值。王慶成等(1993)卻認(rèn)為玉米生殖器官中的鈣含量低且保持穩(wěn)定,鎂在授粉后雌穗中的含量也沒(méi)有什么變化。而三種元素都會(huì)對(duì)糖氮代謝產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響授粉結(jié)實(shí)。2.5銅、錳、鋅的含量據(jù)前人研究,玉米各器官當(dāng)中的鐵、錳、銅、鋅元素含量以雌穗為最少,且鐵、錳、銅、鋅四種元素含量呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。穗軸中銅、錳的含量較其它器官(莖、葉、雄穗等)低,而鋅則居中。就鐵、錳、銅、鋅而言,濃度在正常和畸形果穗穗軸間的差異并不顯著。但張鳳路等認(rèn)為,禿尖果穗和正常果穗穗軸中鐵濃度存在顯著的差異。雖然這些元素在體內(nèi)的含量較少,但大都是酶的組成部分或酶的活化劑,并會(huì)直接或間接的影響糖氮代謝而影響受精結(jié)實(shí)。3不同施量、施氮、磷、鉀對(duì)玉米生化指標(biāo)的影響肥料影響可溶性糖含量的變化。一般說(shuō)來(lái),施肥量可減少植株葉片生長(zhǎng)后期可溶糖含量的下降;隨著氮肥量的增加,穗軸糖含量增加。但不同的施肥處理之間,籽粒(或雌穗)淀粉含量下降幅度差異不明顯。但在相同施肥條件下,不同玉米品種的淀粉含量下降程度不同。施氮也可影響籽粒氨基酸及蛋白質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量。此外,施用氮、磷、鉀肥促進(jìn)植株氮、磷、鉀的吸收,而且改變植株體內(nèi)各元素的含量,但并不影響它們的動(dòng)態(tài)變化。在玉米上使用鐵、錳、銅、鋅肥不但促進(jìn)玉米對(duì)氮、磷、鉀的吸收,改善體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)狀況,而且基施、拌種施用銅、鋅元素后,植株內(nèi)的銅、鋅含量也會(huì)增加。水對(duì)玉米的生理活動(dòng)起著重要作用。在水分脅迫條件下,玉米雌穗的生理代謝紊亂,呼吸消耗加強(qiáng),淀粉分解,