不同玉米品種的根系活力與產(chǎn)量性狀關(guān)系的初步研究

劉彩麗

晉州市是河北省主要玉米產(chǎn)地，常年種植面積在33萬畝左右，平均畝產(chǎn)550公斤左右。隨著現(xiàn)代科技水平的發(fā)展，玉米的用途越來越廣泛，如飼料、制藥等用量逐年增加，對(duì)玉米單產(chǎn)和總產(chǎn)都有更高的要求。 我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始大量研究玉米的雜種優(yōu)勢(shì)，主要集中在籽粒性狀、生理生化研究和品質(zhì)性狀等地上部植株性狀的研究上。根系是植物生命活動(dòng)中有著重要作用的器官， 它與植物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的形成有密切的關(guān)系，近些年來，國(guó)際上已將根系研究作為進(jìn)一步提高農(nóng)作物生產(chǎn)力的一個(gè)極具潛力的基礎(chǔ)性科研課題，開展了一系列研究，并取得了進(jìn)展，但由于根系生長(zhǎng)的特殊性和限于根系生理研究的技術(shù)手段，有關(guān)根系活性的資料則不多。

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綜合指標(biāo)，是衡量根系主動(dòng)吸收能力大小的重要指標(biāo)之一，玉米根系對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收與其地上部生理過程密切相關(guān)，但關(guān)于玉米根系活力與不同品種的產(chǎn)量關(guān)系方面的研究并不多見，有關(guān)玉米根系活力的研究較少，把玉米根系活力變化及根系活力與產(chǎn)量性狀的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)的研究更少。為此， 我們對(duì)玉米的根系活力變化及其與產(chǎn)量性狀的關(guān)系進(jìn)行了初步研究， 以期為玉米高產(chǎn)高效栽培及玉米生理育種提供理論依據(jù)。

研究方法：采用甲烯藍(lán)法測(cè)定不同品種玉米的根系活力，田間種植比較玉米不同品種的產(chǎn)量性狀。

一、試驗(yàn)材料和方法

1.試驗(yàn)材料：

選用當(dāng)前石家莊地區(qū)生產(chǎn)上大面積種植的玉米品種10個(gè)，分別是偉科702、銳步1號(hào)，中科11，先玉335，鄭單958，蠡玉35，浚單20，蠡玉68，三北21和連成21。

試驗(yàn)設(shè)備：培養(yǎng)皿若干，穴盤若干，智能光照培養(yǎng)箱，分光光度計(jì)，移液管，燒杯，比色管，實(shí)驗(yàn)用沙，電子天平。

藥品材料： 0.0002mol＼L（0.064g＼L）甲烯藍(lán)

2.試驗(yàn)方法：

（1）玉米幼苗的培養(yǎng)（方法一：培養(yǎng)皿育苗）。2012年6月23日，取10個(gè)玉米品種，每個(gè)品種篩選出大小一致的40粒種子做好標(biāo)記以備用。取40套培養(yǎng)皿并將其清洗干凈，經(jīng)計(jì)算每個(gè)培養(yǎng)皿裝125g左右已消毒的沙子使其占培養(yǎng)基總質(zhì)量的80%另加水31.25g左右，制成培養(yǎng)基，每個(gè)品種用4個(gè)培養(yǎng)基，每個(gè)培養(yǎng)基里放同一玉米品種的種子10粒，將寫有玉米品種名稱的標(biāo)簽貼在培養(yǎng)皿外沿邊緣。將制做好的培養(yǎng)基依次放入G2P--250B智能光照培養(yǎng)箱里，設(shè)定狀態(tài)為：溫度28攝氏度，滅菌。每天定期澆水，觀察。6月26日觀察并記載玉米品種的發(fā)芽勢(shì)，7月1日觀察并記載玉米品種的發(fā)芽率，7月2日制作植物根系活力標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（2）甲烯藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作原理。根據(jù)沙比寧等的理論，植物對(duì)溶質(zhì)的吸收具有表面吸附的特性，并假定被吸附物質(zhì)在根系表面形成一層均勻的單分子層;當(dāng)根系對(duì)溶質(zhì)的吸附達(dá)到飽和后，根系的活躍部分能將吸附著的物質(zhì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到細(xì)胞中去，并繼續(xù)產(chǎn)生吸附作用。在測(cè)定根系活力時(shí)常用甲烯藍(lán)作為吸附物質(zhì)，其被吸附量可以根據(jù)吸附前后甲烯藍(lán)濃度的改變算出，甲烯藍(lán)濃度可用比色法測(cè)定。已知1mg甲烯藍(lán)形成單分子層時(shí)覆蓋的面積為1.1m2，據(jù)此可算出根系的總吸收面積。從吸附飽和后再吸附的甲烯藍(lán)的量，可算出根系的活躍吸收表面積，作為根系吸收活力的指標(biāo)。

（3）甲烯藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。將甲烯藍(lán)溶液配成0、1、2、4、6、8、10ug＼ml的系列溶液，于分光光度計(jì)660nm處比色測(cè)OD值，以甲烯藍(lán)溶液濃度為橫坐標(biāo)，OD值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。7月2日分別測(cè)10個(gè)玉米品種的苗高、葉數(shù)、莖粗、苗鮮重、根條數(shù)、主根長(zhǎng)度、根線重、根體積以及玉米根系活力的測(cè)定即在分光光度計(jì)660nm處比色測(cè)的OD值。做好記錄以備分析。

（4）玉米幼苗的培養(yǎng)（方法二：穴盤育苗）。每個(gè)穴盤長(zhǎng)為10個(gè)小格，寬為5個(gè)小格，每個(gè)穴盤分為兩部分，每個(gè)品種種25株，共用5個(gè)穴盤。6月26日下午進(jìn)行穴盤育苗，操作過程如下，將無土育苗基質(zhì)倒入盆中約為盆體積的3＼4左右，倒入水?dāng)嚢枋蛊溥m度濕度在70%---80%左右，即手抓起一把基質(zhì)可凝聚在一起但不會(huì)溢出水;將攪拌好的基質(zhì)倒入穴盤中，以填平小格即好;篩選10個(gè)玉米品種種子各25粒，以粒大飽滿為好;放置好一個(gè)品種后，用記號(hào)筆在帶繩的小標(biāo)簽上寫上玉米品種名稱及標(biāo)號(hào)，將小標(biāo)簽放于穴盤一側(cè)以便于區(qū)分;依次放置各個(gè)品種;將處理好的穴盤放入實(shí)驗(yàn)室外空地上并澆適量水，并做好試驗(yàn)記錄。7月7日分別測(cè)不同玉米品種的苗高、葉數(shù)、莖粗、苗鮮重、根條數(shù)、主根長(zhǎng)度、根鮮重、根體積以及玉米根系活力的測(cè)定即用分光光度計(jì)測(cè)660nm處的OD值。做好記錄以備分析。

二、試驗(yàn)地玉米品種種植安排

1.播種時(shí)間為2012年6月15日播種;試驗(yàn)在晉州市農(nóng)牧局良種場(chǎng)試驗(yàn)田進(jìn)行，試驗(yàn)田為中產(chǎn)水平地塊;不同玉米品種播種采用大田對(duì)比法，東西兩邊設(shè)置保護(hù)行（6行），保護(hù)行種植的玉米品種為鄭單958，其他每品種種植8行，行距70cm，株距24cm，行長(zhǎng)10m，小區(qū)面積56m2，重復(fù)3次，畝密度4000株左右。玉米生育期間的管理同一般大田。

2.玉米產(chǎn)量與植株性狀的測(cè)。2012年9月28日在試驗(yàn)田測(cè)定玉米的株高、穗高、穗節(jié)數(shù)、綠葉數(shù)、 穗位節(jié)、粒數(shù)和產(chǎn)量性狀。并將每個(gè)品種的每個(gè)重復(fù)收獲的玉米果穗材料各30個(gè)帶回實(shí)驗(yàn)室，做風(fēng)干處理。2012年10月20日，將風(fēng)干的不同玉米品種的果穗材料進(jìn)行測(cè)量穗粒數(shù)、單穂重量和千粒重，以確定不同品種玉米的實(shí)際產(chǎn)量。

三、結(jié)論

1.不同玉米品種的根系活力與產(chǎn)量之間成正相關(guān)的關(guān)系，不同玉米品種的產(chǎn)量隨根系活力的提高而增加。不同玉米品種的根系活力高的與產(chǎn)量最高的是浚單20，蠡玉35;而銳步1號(hào)，三北21號(hào)，連成21的根系活力較差而且產(chǎn)量較低;其余品種的根系活力和產(chǎn)量之間的關(guān)系是隨根系活力的提高而產(chǎn)量增加;進(jìn)一步對(duì)不同玉米品種根系活力和產(chǎn)量的百分比分析得出：玉米品種的根系活力越好，其收獲期的產(chǎn)量越高。

2.不同玉米品種苗期地下部根系性狀與產(chǎn)量有一定的關(guān)系。比較不同玉米品種地下根部性狀如根條數(shù)、主根長(zhǎng)度、根鮮重和根體積等可看出地下根部性狀較好的是浚單20、蠡玉35、鄭單958;較差的是銳步1號(hào)、三北21、連成21;其它品種的根部性狀處于中間水平，這與玉米的產(chǎn)量高低趨勢(shì)表現(xiàn)相一致。

3.不同玉米品種苗期地上部植株性狀與產(chǎn)量亦有一定的關(guān)系。玉米苗期地上部植株性狀即苗高、莖粗、苗鮮重分析得出浚單20、蠡玉35、鄭單958的地上部分植株性狀較好;地上部植株性狀較差的是三北21、連成21，這與玉米的產(chǎn)量高低趨勢(shì)表現(xiàn)基本一致。

上述分析可知，不同玉米品種產(chǎn)量高低與玉米苗期地下地上植株性狀有一定的關(guān)系;不同玉米品種產(chǎn)量高低與玉米根系活力呈正比關(guān)系;這在玉米育種和選育良種的過程中通過苗期玉米根系活力的測(cè)定，就可大致判斷玉米產(chǎn)量的高低，為玉米高產(chǎn)高效栽培及玉米生理育種提供理論依據(jù)。