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2005-2006年在沈阳农业大学试验基地,以玉米品种沈农87为材料,通过对不同纯度梯度下玉米群体形态、生理、生态指标的测定分析,探索种子纯度对玉米生长发育及产量的影响,为玉米生产及解决农商因种子纯度导致的纠纷提供理论依据。主要研究结果如下:
纯度与产量成极显著正相关,纯度降低,产量降低。其中,纯度从100%~90%和70%~50%,产量下降速率较其它范围产量下降速率快。
纯度与玉米百粒重和每穗粒数呈极显著正相关。纯度对杂交种和亲本子粒的百粒重影响不大,与杂交种每穗粒数呈极显著负相关。在试验纯度范围内,穗长和行粒数呈极显著正相关,和穗粗、穗轴粗呈显著正相关,穗行数也和行粒数呈极显著正相关,和穗粗、穗轴粗呈显著正相关。且穗长、穗行数和行粒数对穗粒重影响较大,其影响顺序为:穗长>行粒数>穗行数。倒伏率、病株率、空秆率和双穗率与纯度都呈极显著负相关,随着纯度降低,各项指标的值增加,其中倒伏率空秆率对群体产量的影响比病株率和双穗率明显。
株高与纯度呈极显著正相关,群体中杂交种和亲本株高随纯度的降低共同降低。随着纯度的降低,玉米群体株高整齐度随着生长进程呈下降趋势。株高群体整齐度与纯度的正相关在大喇叭口期之后达到极显著水平。茎粗与纯度呈极显著正相关,越到生育后期,茎粗与纯度的相关系数越大。与亲本相邻的杂交种茎粗大于与亲本相距较远的杂交种茎粗。不同处理间茎粗整齐度在开花期差异达到极显著水平,茎粗整齐度随纯度的降低呈下降趋势。穗位高也有相似变化,且处理间差异极显著。穗位高整齐度与纯度呈显著正相关,亲本植株在群体中所占比率对穗位高整齐度起负效应,且其对穗位高整齐度的影响最大。
开花期,平均叶片倾斜角度随纯度降低而增加,冠层叶片上冲趋势加强。100cm冠层以上,平均叶片倾斜角度随纯度降低而减小,低纯度群体杂交种上部叶片展开程度较高纯度群体大。群体叶面积指数最大增长速率随纯度的降低而降低,最大叶面积指数增长速率出现的天数差别不大,导致纯度低的玉米群体叶面积指数较低。纯度对干物质积累的影响越到生育后期,表现越明显。完熟期,各处理总干物重差异达到极显著水平。开花期以后,纯度对各器官的干重影响较大的是雌穗、叶片和茎鞘的干重,越到生育后期,它们与纯度的正相关越显著,雄穗干重与纯度相关性不大。纯度对比叶重的影响随着生育时期的不同而不同。苗期和开花期低纯度处理比高纯度处理比叶重高,但趋势有所减弱;蜡熟期,高纯度处理的比叶重要比低纯度处理比叶重高。蜡熟期棒三叶比叶重与全株比叶重总体的变化趋势相似。
纯度对叶绿素的影响在蜡熟期以后表现明显。杂交种植株的叶绿素含量大于亲本植株叶绿素含量。纯度对单株玉米叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率的影响主要表现在亲本上,杂交种的各项指标高于亲本,但差异不显著。拔节期高纯度处理的亲本叶片光合速率值大于低纯度处理;开花期,低纯度处理亲本叶片光合速率高于高纯度处理;蜡熟期,亲本叶片光合速率值随纯度的降低呈先降低后升高的趋势,在拔节期和蜡熟期,亲本叶片气孔导度和蒸腾速率随纯度的降低呈先降低后升高的趋势,从抽雄期到乳熟期则随着纯度的降低而升高。由于亲本在群体中所占比率小于杂交种,纯度对玉米群体整体的光合生理指标值影响不大。光在不同纯度玉米群体中的分布符合Beer-Lambert定律。拔节期,纯度与透光率呈极显著负相关,开花期,受株高影响,越到冠层上部,差异越明显。在棒三叶所在冠层中,高纯度处理截光多,导致棒三叶的光合能力高于低纯度处理。
纯度不同,改变了玉米生长发育的竞争环境,不同纯度群体通过个体和群体的协调生长,尽量弥补由亲本带来的产量损失,但这种协调能力是有限的,产量最终受到影响,从大幅度纯度梯度变化对玉米生长发育和产量的影响研究来看,种子纯度高于90%,才能保证玉米生产不受大的影响,而要取得玉米高产,种子纯度应控制在95%以上。