普通玉米授高油玉米花粉后干物质积累及光合特性的变化

孙振成　梁明磊　王金辉

摘要：通过对普通玉米农大108(ND108)授以高油202(HOC202)、高油115(HOC115)、高油4515(HOC4515)单交种玉米花粉，以ND108白交作对照，研究了授高油玉米花粉后普通玉米产量及植株生理生化的变化。结果表明：授HOC202、HOC115花粉的ND108百粒重分别比对照高10.7％和3.4％，而授HOC4515花粉的百粒重比对照低1.3％。从授粉后30d起，授HOC202、HOC115花粉的ND108单株干物重、单株籽粒产量明显大于对照。授HOC202、HOC115花粉的ND108叶绿素a、b总量在授粉后各个时期均大于对照，叶面积峰值出现的时间比对照早，后期叶面积下降缓慢，且授粉至成熟期单株叶面积持续期大于对照。

关键词：高油玉米；普通玉米；百粒重；生理生化特性

中图分类号：S513.059

文献标识号：A

文章编号：1001-4942(2009)07-0039-03

本试验以高油玉米单交种、普通玉米单交种两者的杂交当代为材料，研究授高油玉米花粉的普通玉米籽粒产量及植株生理特性的变化，为深入研究高油玉米利用技术提供依据。

1材料与方法

1.1试验材料

高油玉米选用近年来国家玉米改良中心(中国农业大学)育成的高油单交种高油202(HOC202)、高油115(HOC115)、高油4515(HOC4515)；普通玉米选用目前大面积推广的农大108(ND108)。高油玉米种植密度为52500株／hm²，普通玉米为60000株／hm²。

1.2试验设计

本试验在山东农业大学玉米科技园进行，6月13日播种，9月29日收获。在开花期选择生长发育一致的普通玉米，然后用羊皮纸袋将雌穗套住。同时用大袋把高油玉米的雄穗套住，取高油玉米花粉对普通玉米进行一次性饱和授粉。每个高油玉米授50穗普通玉米，并挂牌标记。用普通玉米作对照。其它管理方式和一般高产田相同。

1.3测定项目与方法

1.3.1百粒重及干物质积累

从授粉后10d起，每隔10d取样1次。每个处理取3株，取中部籽粒100粒烘干测定百粒重，植株剩于部分分茎、叶片、籽粒三部分，105℃杀青，75℃恒温烘干称重。

1.3.2叶面积花后每隔10d测定叶面积1次，采用长宽系数法，即叶片最大长度×最大宽度×0.75，并用Gaussian模型进行相关参数的模拟。

1.3.3叶绿素含量的测定叶绿素含量参照Arnon(1949)的方法用日本岛津公司产的UV－2450型双通道紫外一可见分光光度计测定。

2结果与分析

2.1授高油玉米花粉后普通玉米物质生产的变化

2.1.1授粉后百粒重的变化

由表1看出，授HOC202、HOC115花粉的ND108百粒重从授粉后40d起明显大于自交的。授HOC202花粉的ND108成熟期百粒重最大，比对照高10.7％，授HOC115花粉的比对照高3.4％。而授HOCA515花粉的百粒重低于对照，成熟期百粒重比对照低1.3％。

2.1.2授粉后干物质积累由表2看出，授高油玉米花粉后ND108单株干物重、单株籽粒产量均发生变化。从授粉后30d起，授HOC202、HOC115花粉的ND108单株干物重、单株籽粒产量明显大于对照，而授HOCA515花粉的ND108单株干物重、单株籽粒产量低于对照。以授粉后50d为例，授HOC202、HOC115花粉的ND108单株干物重分别较对照提高13.4％、6.9％，单株籽粒产量分别较对照提高15.0％、8.1％。说明高油玉米和普通玉米品种间杂交，通过选择粒重配合力高的组合可以提高玉米籽粒产量。

2.2授高油玉米花粉后普通玉米的光合相关特性变化

2.2.1穗位叶光合色素含量叶绿素是植物光合作用的基础，叶绿素含量和叶绿素a／b的值与植物的光合性能密切相关。从图1可看出，叶片中叶绿素a、b总量在授粉后都呈下降趋势，授不同高油玉米花粉ND108的叶绿素a、b总量有所不同。授HOC202、HOC115花粉的ND108叶绿素a、b总量在授粉后各个时期均大于对照，而授HOCA515花粉ND108的叶绿素a、b总量较低，与对照相近。

叶绿素a、b的比值在授粉后20d左右达最大值，以后逐渐下降。授HOC202、HOC115花粉后ND108叶绿素a、b的比值授粉后10d高于对照，之后差异不大。授HOCA515花粉的ND108叶绿素a、b的比值除授粉后10、50d高于对照外，其它时期比对照低。

2.2.2叶面积指数的变化授粉后各处理叶面积的动态变化可用Gaussian模型较好模拟(表3)，由模拟方程的相关参数可定量分析各品种叶面积的变化规律，根据方程可进一步计算出叶面积对时间(授粉后天数)的积分值，即授粉后叶面积持续期(LAD)。Gaussian模型中的参数a表示叶面积峰值，b表示峰值出现的时间，c表示曲线陡度。授高油玉米花粉后ND108的叶面积最大值低于对照，但授HOC202、HOC115花粉的ND108叶面积峰值出现的时间比对照早，后期叶面积下降缓慢，且授粉至成熟期单株叶面积持续期大于对照。授HOCA515花粉的ND108表现则相反。

3讨论与结论

合适的单交种搭配混种比单一种植增产。玉米单交种虽然最大地利用了F₁的杂种优势，但由于大面积种植同一单交种，有近亲交配的衰退现象。而授以其它杂交种特别是亲缘关系较远的杂交种花粉，籽粒的重量有所增加。

本试验结果表明，授HOC202、HOC115花粉后普通玉米百粒重、单株籽粒产量、单株生物产量提高；而授HOCA515花粉后普通玉米百粒重、单株籽粒产量、单株生物产量均降低。授HOC202、HOC115花粉后普通玉米叶面积指数增加，叶面积峰值出现的时间比普通玉米自交早，后期叶面积下降缓慢，且授粉至成熟期单株叶面积持续期大于普通玉米自交，叶绿素a、b总量在授粉后各个时期均大于普通玉米自交。

授高油玉米花粉的普通玉米与普通玉米自交相比产量提高或持平，并且由于花粉直感效应含油量也有较大提高，其内在生理生化变化应有其特殊性，需进一步研究。