【浅谈不同玉米品种的根系活力与产量性状关系】根系活力一般是多少

东北农业大学学士学位论文 学号：956B30421002 浅谈不同玉米品种的根系活力与产量性状关系 Discuss the different maize varieties root vigor and yield relationship 学生姓名：李辉粉 指导老师：付敏杰 所在院系：网络教育学院 所学专业：农 学 研究方向：农 学 东 北 农 业 大 学 中国·哈尔滨 2011年6月 摘 要 通过甲烯蓝吸附测定法研究不同玉米品种根系活力与产量性状之间的关系。并分析了不同玉米品种在种子发芽率、千粒重和幼苗时期的苗高、茎粗、根条数、苗鲜重、根鲜重、根系活力等苗期幼苗性状以及收获时期的产量性状和株高、穗位高度、单株绿叶数等植株性状进行了初步研究。结果表明：玉米的根系活力与产量关系成正相关；
玉米的根条数、主根长度、根鲜重、根体积等性状与产量有一定的关系。

关键词：玉米品种 根系活力 产量关系 Abstract Trough the methylene blue assay Research the relationship between maize root activity and the yield traits Analyzed the different maize varieties in the seed germination rate, grain weight. and seedlings period of seedling height, stem diameter, root number, seedling fresh weight, root fresh weight, root activity and other seedling traits, And harvest period of Yield Characters and plant height, ear height, number of green leaves per plant and other plant traits were studied. The results showed that: the root activity and yield of maize was positively correlated relationship; Maize root number, root length, root fresh weight, root volume and other traits with Yield have a certain relationship. Key words: Maize root activity production 目 录 摘 要 II Abstract III 1 前 言 1 2 试验材料和方法 1 2.1 试验材料 1 2.2 试验方法 2 2.3 试验地玉米品种种植安排 3 3 结果与分析 4 3.1 不同玉米品种苗期植株性状的分析 4 3.2 不同玉米品种根系活力的测定（甲烯蓝测定法） 5 4 小结与讨论 9 4.1 小结 9 4.2 讨论 10 参考文献 11 致 谢 12 1 前 言 玉米是世界上最主要的粮饲兼用和高产作物之一，杂种优势的利用是提高玉米产量的主要手段，玉米又是世界上杂种优势利用面积最大的作物。我国从20世纪80年代开始大量研究玉米的杂种优势，主要集中在籽粒性状、生理生化研究和品质性状等地上部植株性状的研究上。根系是植物生命活动中有着重要作用的器官， 它与植物的生长和产量的形成有密切的关系，近些年来，国际上已将根系研究作为进一步提高农作物生产力的一个极具潜力的基础性科研课题，开展了一系列研究，并取得了进展，但由于根系生长的特殊性和限于根系生理研究的技术手段，有关根系活性的资料则不多。

根系是作物的主要吸收器官，根系活力是反映植株吸收功能的综合指标，是衡量根系主动吸收能力大小的重要指标之一，玉米根系对水分、养分的吸收与其地上部生理过程密切相关，但关于玉米根系活力与不同品种的产量关系方面的研究并不多见，有关玉米根系活力的研究较少，把玉米根系活力变化及根系活力与产量性状的关系进行系统的研究更少。为此， 我们对玉米的根系活力变化及其与产量性状的关系进行了初步研究， 以期为玉米高产高效栽培及玉米生理育种提供理论依据。

研究方法：采用甲烯蓝法测定不同品种玉米的根系活力，田间种植比较玉米不同品种的产量性状。

2 试验材料和方法 2.1 试验材料 选用当前邯郸地区生产上大面积种植的玉米品种10个，分别是西玉3号、锐步1号，中科11，先玉335，郑单958，冀农3号，浚单20，武科2号，邢抗2号和先玉128。

试验设备：培养皿若干，穴盘若干，智能光照培养箱，分光光度计，移液管，烧杯，比色管，实验用沙，电子天平。

药品材料：
0.0002mol\L(0.064g\L)甲烯蓝 2.2 试验方法 2.2.1 玉米幼苗的培养（方法一：培养皿育苗） 2010年6月23日，取10个玉米品种，每个品种筛选出大小一致的40粒种子做好标记以备用。取40套培养皿并将其清洗干净，经计算每个培养皿装125g左右已消毒的沙子使其占培养基总质量的80%另加水31.25g左右，制成培养基，每个品种用4个培养基，每个培养基里放同一玉米品种的种子10粒，将写有玉米品种名称的标签贴在培养皿外沿边缘。将制做好的培养基依次放入G2P--250B智能光照培养箱里，设定状态为：温度28摄氏度，灭菌。每天定期浇水，观察。

6月26日观察并记载玉米品种的发芽势，7月1日观察并记载玉米品种的发芽率,7月2日制作植物根系活力标准曲线。

2.2.2 甲烯蓝标准曲线的制作原理 根据沙比宁等的理论，植物对溶质的吸收具有表面吸附的特性，并假定被吸附物质在根系表面形成一层均匀的单分子层；
当根系对溶质的吸附达到饱和后，根系的活跃部分能将吸附着的物质进一步转移到细胞中去，并继续产生吸附作用。在测定根系活力时常用甲烯蓝作为吸附物质，其被吸附量可以根据吸附前后甲烯蓝浓度的改变算出，甲烯蓝浓度可用比色法测定。已知1mg甲烯蓝形成单分子层时覆盖的面积为1.1m2，据此可算出根系的总吸收面积。从吸附饱和后再吸附的甲烯蓝的量，可算出根系的活跃吸收表面积，作为根系吸收活力的指标。

2.2.3 甲烯蓝标准曲线的制作 将甲烯蓝溶液配成0、1、2、4、6、8、10ug\ml的系列溶液，于分光光度计660nm处比色测OD值，以甲烯蓝溶液浓度为横坐标，OD值为纵坐标，绘制标准曲线。

7月2日分别测10个玉米品种的苗高、叶数、茎粗、苗鲜重、根条数、主根长度、根线重、根体积以及玉米根系活力的测定即在分光光度计660nm处比色测的OD值。做好记录以备分析。

2.2.4 玉米幼苗的培养（方法二：穴盘育苗） 每个穴盘长为10个小格，宽为5个小格，每个穴盘分为两部分，每个品种种25株，共用5个穴盘。

6月26日下午进行穴盘育苗，操作过程如下，将无土育苗基质倒入盆中约为盆体积的3\4左右，倒入水搅拌使其适度湿度在70%---80%左右，即手抓起一把基质可凝聚在一起但不会溢出水；
将搅拌好的基质倒入穴盘中，以填平小格即好；
筛选10个玉米品种种子各25粒，以粒大饱满为好；
放置好一个品种后，用记号笔在带绳的小标签上写上玉米品种名称及标号，将小标签放于穴盘一侧以便于区分；
依次放置各个品种；
将处理好的穴盘放入实验室外空地上并浇适量水,并做好试验记录。

7月7日分别测不同玉米品种的苗高、叶数、茎粗、苗鲜重、根条数、主根长度、根鲜重、根体积以及玉米根系活力的测定即用分光光度计测660nm处的OD值。做好记录以备分析。

2.3 试验地玉米品种种植安排 2.3.1 玉米种植 播种时间为2010年6月15日播种；
试验在河北工程大学试验农场玉米试验田进行，试验田为中产水平地块；
不同玉米品种播种采用大田对比法，东西两边设置保护行（6行），保护行种植的玉米品种为郑单958，其他每品种种植8行，行距70cm，株距24cm，行长10m，小区面积56m2，重复3次，亩密度4000株左右。玉米生育期间的管理同一般大田。

2.3.2 玉米产量与植株性状的测定 2010年9月28日在试验田测定玉米的株高、穗高、穗节数、绿叶数、 穗位节、粒数和产量性状。并将每个品种的每个重复收获的玉米果穗材料各30个带回实验室，做风干处理。2010年10月20日，将风干的不同玉米品种的果穗材料进行测量穗粒数、单穂重量和千粒重，以确定不同品种玉米的实际产量。

3 结果与分析 3.1 不同玉米品种苗期植株性状的分析 3.1.1 玉米苗期植株性状的测定 每个品种分为3组，每一组测量5株。分别测定10个玉米品种的发芽势、发芽率、苗高、单株叶数、茎粗、幼苗鲜重、单株根条数、主根长度、根鲜重和根体积等植株性状，然后求得平均值，其数值如表1所示。

表1 玉米苗期植株性状的测定 发芽势 发芽率 苗高 叶数 茎粗 苗鲜重 根条数 主根长度 根鲜重 根体积 （%） （%） （cm） (叶) （cm） （g） （条） （cm） （g/根） （ml/根） 浚单20 85 97.50 22.89 3 0.313 1.070 9.93 14.65 1.008 1.20 冀农3号 80 97.50 22.00 3 0.327 1.010 9.8 14.45 0.976 1.00 郑单958 80 95.00 22.71 3 0.307 0.871 9.60 15.23 0.973 0.90 武科2号 80 97.50 22.01 3 0.323 0.843 8.80 10.19 0.830 0.81 西玉3号 80 92.50 20.03 3 0.287 0.827 8.40 10.37 0.877 0.80 中科11 80 92.50 21.79 3 0.286 0.815 8.13 9.89 0.873 0.80 先玉335 80 92.50 19.35 3 0.240 0.830 7.67 9.51 0.797 0.77 锐步1号 80 90.00 19.12 3 0.243 0.696 6.53 8.57 0.610 0.67 邢抗2号 75 88.50 19.71 3 0.247 0.644 7.00 8.50 0.607 0.62 先玉128 55 77.50 19.37 3 0.234 0.604 6.53 7.35 0.587 0.65 对表1中的玉米植株性状分析：比较不同玉米品种的发芽势和发芽率可以看出，郑单958、冀农3号、浚单20、武科2号等最高，其次是西玉3号、中科11、先玉335、锐步1号；

发芽势和发芽率较低的为邢抗2号和先玉128；
比较玉米苗期地上部幼苗性状即苗高、茎粗、苗鲜重分析得出浚单20、冀农3号、郑单958、武科2号、西玉3号、中科11的地上部性状较好；
较弱的是先玉335、锐步1号、邢抗2号、先玉128；
比较不同玉米品种地下根部性状如根条数、主根长度、根鲜重和根体积可看出地下根部性状较好的是浚单20、冀农3号、郑单958；
较差的是锐步1号、邢抗2号、先玉128。

由上述分析可以总结，不同玉米品种在苗期（三叶期）整体性状最好的是浚单20、冀农3号、郑单958，较差的是锐步1号、邢抗2号、先玉128；
其余品种如武科2号、西玉3号、中科11、先玉335的苗期整体性状处于中间水平。

3.2 不同玉米品种根系活力的测定（甲烯蓝测定法） 3.2.1 标准曲线的绘制 根据表2，以甲烯蓝浓度为横坐标，以OD值为纵坐标，绘制根系活力标准曲线 表2甲烯蓝浓度和OD值 甲烯蓝溶液浓度mg\ml 0．000 0.001 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 OD值 0．000 0.125 0.290 0.672 0.925 1.262 1.538 3.2.2 根系活力的测定 在测定根系活力时常用甲烯蓝作为吸附物质，其被吸附量可以根据吸附前后甲烯蓝浓度的改变算出，甲烯蓝浓度可用比色法测定。已知1mg甲烯蓝形成单分子层时覆盖的面积为1.1m2，据此可算出根系的总吸收面积。从吸附饱和后再吸附的甲烯蓝的量，可算出根系的活跃吸收表面积，作为根系吸收活力的指标。记录如表3 表3 不同玉米品种的活跃吸收面积和比表面积 浚单 冀农 郑单 武科 西玉 中科 先玉 锐步 邢抗 先玉 20 3号 958 2号 3号 11 335 1号 2号 128 活跃吸收面积（%） 65.7 63.5 65.7 55.0 49.7 49.5 49.0 35.3 35.0 34.3 比表面积（m2\cm-3）0.640 0.636 0.633 0.620 0.619 0.617 0.618 0.598 0.583 0.580 从表3中可以看出浚单20，冀农3号，郑单958等3个品种的根系活力最高，而锐步1号，邢抗2号，先玉128的根系活力最差，其余品种在二者之间。这与不同玉米品种苗期幼苗地下根部性状中的根条数、主根长度、根鲜重、根体积等性状的表现相一致。

3.2.3 不同玉米品种收获期产量性状，记录如表4 表4玉米收获期产量性状的测定 穗粒数（粒） 千粒重（g） 穗重量（g/穗） 亩穗数（穗/亩） 产量 （Kg/亩） 浚单20 521 293.2 152.8 4020 614.4 冀农3号 561 274.8 154.0 4013 618.6 郑单958 518 295.6 153.1 4000 612.3 武科2号 498 303.2 151.0 4011 605.7 西玉3号 500 278.8 139.4 4005 558.5 中科11 515 275.6 141.9 4010 569.8 先玉335 489 268.7 131.4 4000 525.5 锐步1号 494 252.6 124.8 3995 498.6 邢抗2号 503 239.7 120.7 4009 483.8 先玉128 500 243.6 121.8 3989 485.8 从表4中分析得出不同玉米品种的产量较高的是浚单20，冀农3号，郑单958，武科2号；
而锐步1号，邢抗2号，先玉128的产量相对较低，其余品种如武科2号，西玉3号，中科11，先玉335的产量在10个品种属于中间水平。进一步对玉米产量的构成因素进行分析可以看出，亩穗数基本相同，决定玉米品种产量的主要因素为穗重量，影响玉米穗重量的因素是穗粒数和千粒重，所以不同玉米品种产量的高低与玉米单穗重量的高低是一致的。

3.2.5 不同玉米品种收获期植株性状比较见表5 表5 不同玉米品种的植株性状比较 株高（cm） 穗位高（cm） 绿叶数（片） 穗位节数（节） 浚单20 204.4 99.3 7.1 9.7 冀农3号 197.5 98.6 7.1 9.5 郑单958 200.2 95.5 7.0 9.9 武科2号 209.7 98.0 7.1 9.8 西玉3号 227.4 87.7 8.5 8.3 中科11 217.7 87.3 8.6 8.5 先玉335 189.2 87.0 8.0 8.6 锐步1号 198.3 80.9 5.3 7.9 邢抗2号 200.0 83.0 5.6 7.9 先玉128 201.5 79.0 6.0 7.3 从表5中可以看到，不同品种的玉米在收获期的植株性状没有明显变化。

3.2.6 不同玉米品种的根系活力与产量关系的比较如表6 表6 不同玉米品种的根系活力与产量性状之间的关系 浚单 冀农 郑单 武科 西玉 中科 先玉 锐步 邢抗 先玉 20 3号 958 2号 3号 11 335 1号 2号 128 活跃吸收面积（%） 65.7 63.5 65.7 55.0 49.7 49.5 49.0 35.3 35.0 34.3 根系活力百分（%） 191.5 185.1 191.5 160.3 144.9 144.3 142.8 102.9 102.0 100 产量（kg/亩） 614.4 618.6 612.3 605.7 558.5 569.8 525.5 498.6 483.8 485.8 产量百分比（%） 126.5 127.3 126.0 124.7 115.0 117.3 108.2 102.6 99.5 100.0 由表6中可以看出：不同玉米品种的根系活力高的其产量也高。浚单20和冀农3号的根系活力最高其产量也最高，而先玉128和邢抗2号的根系活力最低其产量也最低，其他品种的根系活力与产量之间的关系也是随根系活力的提高而产量增加。进一步对不同玉米品种根系活力和产量的百分比分析得出：玉米的根系活力越高，其玉米品种的产量越高。

4 小结与讨论 4.1 小结 4.1.1 不同玉米品种的根系活力与产量之间成正相关的关系，不同玉米品种的产量随根系活力的提高而增加 不同玉米品种的根系活力高的与产量最高的是浚单20，冀农3号；
而锐步1号，邢抗2号，先玉128的根系活力较差而且产量较低；
其余品种的根系活力和产量之间的关系是随根系活力的提高而产量增加；
进一步对不同玉米品种根系活力和产量的百分比分析得出：玉米品种的根系活力越好，其收获期的产量越高。

4.1.2 不同玉米品种苗期地下部根系性状与产量有一定的关系 比较不同玉米品种地下根部性状如根条数、主根长度、根鲜重和根体积等可看出地下根部性状较好的是浚单20、冀农3号、郑单958；
较差的是锐步1号、邢抗2号、先玉128；
其它品种的根部性状处于中间水平，这与玉米的产量高低趋势表现相一致。

4.1.3不同玉米品种苗期地上部植株性状与产量亦有一定的关系 玉米苗期地上部植株性状即苗高、茎粗、苗鲜重分析得出浚单20、冀农3号、郑单958的地上部分植株性状较好；
地上部植株性状较差的是邢抗2号、先玉128，这与玉米的产量高低趋势表现基本一致。

上述分析可知，不同玉米品种产量高低与玉米苗期地下地上植株性状有一定的关系；
不同玉米品种产量高低与玉米根系活力呈正比关系；
这在玉米育种和选育良种的过程中通过苗期玉米根系活力的测定，就可大致判断玉米产量的高低，为玉米高产高效栽培及玉米生理育种提供理论依据。

4.2 讨论 本试验是初步研究，只研究观察了玉米苗期根系活力及植株性状与玉米产量关系，再进一步研究时应进行玉米全生育期根系活力、植株性状与玉米产量关系的研究，以进行更加全面深度的探讨。

参考文献 1. 宋海星等，玉米根系活力及吸收面积的空间分布变化[J] 西北农业学报2005，14（1）：137-141 2. 周广生 梅方竹 陈艳华等，冬小麦根系活力与产量性状关系的研究[J] 华中农业大学学报 Dec,2001,531-534 3. 王空军等, 我国玉米品种更替过程中根系生理特性的演进[J] 作物学报 Mar,2002,185-189 4. 常程，张书萍，刘晶等．密度对不同株型玉米产量和农艺性状的影响[J] 辽宁农业科学，2008(2)：27—29． 5. 汪君利，姚彩杰，曲金平施肥对土壤养分变化及玉米产量的影响[J] 现代农业科技。2007(24)：108—109． 6. 华东师范大学生物系生理教研组，《植物生理学实验指导》，人民教育出版社，1980：71-73 7. 上海师大生物系，上海市农业学校，《水稻栽培生理》，上海科技出版社，1978：303-308 8. 山东农学院，西北农学院，《植物生理学实验指导》，山东科技出版社，1980：197-180 9. D.F. 格雷伯（颜启传译），《农业种子四氮唑测定手册》，1979 10. LLSTA:Proc.Int.Seed Test.Assoc.1968（31），1-62 11. 吉田武彦，根的活力测定法，《土壤肥料杂志》，1966:63-68 12. 宋学之等，《植物生理学通讯》，1981:38-41 13. 张雄等，《植物生理学通讯》，1982:48-50 14. G.Dey et al，Indian Journal of Plant Physiology.1982：81-87 致 谢 在此论文撰写过程中，要特别感谢我的指导老师——付敏杰老师的指导与督促，同时感谢他的谅解与包容。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。本论文从选题到完成，几易其稿，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血，在此我向付老师表示深切的谢意与祝福！ 本论文的完成也离不开其他各位老师、同学和朋友的关心与帮助, 求学历程是艰苦的，但又是快乐的。感谢各位任课老师在这两年对我的教导与帮助。在这两年的学期中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。在此，也对他们表示衷心感谢。同时还要感谢专业的同学们，在科研过程中给我以许多鼓励和帮助。回想整个论文的写作过程，虽有不易，却让我除却浮躁，经历了思考和启示，也更加深切地体会了农学的精髓和意义，因此倍感珍惜。

谢谢我的父母，没有他们辛勤的付出也就没有我的今天，在这一刻，将最崇高的敬意献给你们！

相关热词搜索：