玉米籽粒的結(jié)實能力及其與籽粒產(chǎn)量的相關(guān)性

玉米籽粒的結(jié)實能力及其與籽粒產(chǎn)量的相關(guān)性

玉米的授粉和精煉過程是玉米產(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)對玉米的授粉和精煉過程起著一定作用。同時，氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅等因素對精煉和提取也有一定影響。因此,研究有機營養(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踐意義。本文主要就近年來有關(guān)方面的研究進行了綜述。1有機營養(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: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,花粉管生長時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。這說明,花粉管生長即依賴于本身的糖類物質(zhì),也依賴于花絲中的營養(yǎng),花絲當(dāng)中的營養(yǎng)物質(zhì)為花粉管順利到達子房完成受精提供條件。但花絲中的可溶性糖在整個生育過程中的動態(tài)變化、對花粉管產(chǎn)生的影響及其對受精結(jié)實的作用前人尚無報道,在胡昌浩等的研究中也只是測定了盛花期和灌漿期的糖含量,缺乏動態(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,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,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花絲活力及果穗結(jié)實能力產(chǎn)生影響,目前尚無研究報道。1.2缺失血氨基酸的變化胡昌浩等(1993)證實,在不同生育時期,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;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。但這種增加趨勢是否直接或間接影響花絲的受精結(jié)實,需要研究進一步證實;前人對花絲氨基酸的研究只對盛花期和灌漿期氨基酸含量進行了測定,但其動態(tài)變化如何對其產(chǎn)生影響仍為探討的問題。對于蛋白質(zhì)在此方面的研究迄今還未見報道。2礦質(zhì)養(yǎng)分2.1授粉期和盛花期對含氮率的影響研究發(fā)現(xiàn),在整個生育期內(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。王忠孝等(1989)及山東農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究認(rèn)為:授粉期是整個生育期含氮率的轉(zhuǎn)折點。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)對盛花期和灌漿期花絲的含氮率進行了測定。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,氮素水平的提高會降低碳水化合物的含量,而碳水化合物水平的降低可能會限制花粉管的生長,影響受精結(jié)實。2.2成蟲、吐絲時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,對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。從整個生育期看,玉米雌穗各器官的磷素動態(tài)變化為前高后低的下降趨勢。授粉后,花絲組織中的磷含量增加。磷可促進碳水化合物的運輸,授粉期缺磷抽絲緩慢,影響授粉結(jié)實。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。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穩(wěn)定。張鳳路等對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定上,缺乏在整個生育(期)過程中的研究。而鉀促進糖的轉(zhuǎn)運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。2.4克氏原螯蝦植株對鈣、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,吐絲以后含量略有下降,但變化相對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有什么變化。而三種元素都會對糖氮代謝產(chǎn)生影響,進而影響授粉結(jié)實。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。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,并會直接或間接的影響糖氮代謝而影響受精結(jié)實。3不同施量、施氮、磷、鉀對玉米生化指標(biāo)的影響肥料影響可溶性糖含量的變化。一般說來,施肥量可減少植株葉片生長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態(tài)變化。在玉米上使用鐵、錳、銅、鋅肥不但促進玉米對氮、磷、鉀的吸收,改善體內(nèi)的營養(yǎng)狀況,而且基施、拌種施用銅、鋅元素后,植株內(nèi)的銅、鋅含量也會增加。水對玉米的生理活動起著重要作用。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,淀粉分解,