【摘要】：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,γ-聚谷氨酸(γ-PGA)作為肥料增效劑在大多數(shù)蔬菜作物及果樹上取得了很好的應用效果,但在糧食作物上尤其在夏玉米上還缺乏有力的數(shù)據(jù)支撐。為探明γ-PGA對夏玉米生長代謝和養(yǎng)分吸收利用的調(diào)控作用,本研究應用盆栽試驗和大田小區(qū)試驗相結(jié)合的方法,探究不同施氮水平下γ-PGA對夏玉米植株形態(tài)特征、養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量、保護酶活性、光合作用等性狀的影響,來明確γ-PGA對夏玉米的作用效果,并對其作用機理進行初步探究。主要研究結(jié)果如下:1.盆栽試驗研究結(jié)果表明:1)噴施γ-PGA顯著提高夏玉米營養(yǎng)生長階段地上部干物質(zhì)積累量。正常施氮水平下,噴施γ-PGA促進前期夏玉米對鉀的吸收,后期對磷效果明顯,前后期均能促進氮的吸收,尤其0.27 mg?株~(-1)處理能促進氮磷鉀全面吸收,還顯著增產(chǎn)28.35%,0.54 mg?株~(-1)處理次之,顯著增產(chǎn)18.35%;而在減氮30%水平下,0.27和1.08 mg?株~(-1)處理均明顯促進前后期磷鉀的全面吸收,還促進前期氮的吸收,分別顯著增產(chǎn)19.44%、23.90%。2)噴施γ-PGA 0.54~2.16mg?株-1處理均可以提高夏玉米葉長或葉寬而促進葉部生長,前期促進作用較大,而0.27 mg?株-1處理在正常施氮水平下促進葉部生長,但具有一定滯后效應;3)噴施γ-PGA后,葉片保護酶SOD和POD活性均有增強,在減氮30%水平下,尤其在成熟期,葉片SOD和POD活性顯著提高且增幅遠高于前期;噴施γ-PGA還顯著提高葉片CAT活性。4)葉面噴施γ-PGA還增加夏玉米前期根系總吸收表面積,增幅達25.80%~38.02%,根系鮮重在低劑量下顯著增加18.94%,而到后期時噴施處理根系無明顯變化。5)噴施γ-PGA能提高夏玉米光合能力,隨著噴施劑量的增加,增幅逐漸減小。2.兩年大田試驗下噴施γ-PGA和谷氨酸的增效試驗表明:1)γ-PGA處理下,低、高劑量處理均通過提高穗粒數(shù)來實現(xiàn)增產(chǎn),干物質(zhì)積累總量顯著增加,且均明顯促進大喇叭口期至開花吐絲期階段的干物質(zhì)積累,高劑量處理還明顯促進開花吐絲期至灌漿期的積累,氮磷鉀積累總量也顯著增加;谷氨酸處理下,無明顯增效作用。2)正常施氮水平下,噴施γ-PGA低劑量處理增產(chǎn)不明顯,但顯著增加干物質(zhì)積累總量,而高劑量處理通過增加穗粒數(shù)顯著增產(chǎn)3.43%,干物質(zhì)積累總量增加不明顯,而兩處理氮磷鉀積累量均顯著增加,兩劑量間均無顯著差異;減氮30%水平下,噴施γ-PGA高劑量處理通過提高穗粒數(shù),顯著增產(chǎn)3.07%,而低劑量處理穗粒數(shù)和百粒重均有明顯增加,顯著增產(chǎn)4.70%,兩劑量下干物質(zhì)顯著增加,還提高氮磷鉀積累量,且低劑量處理促進作用更好。兩種施氮水平下,谷氨酸處理增效作用均不明顯。3)高產(chǎn)年份(2017年)下,噴施γ-PGA高劑量處理顯著增產(chǎn)2.54%,而就干物質(zhì)和氮磷鉀積累總量而言,與對照處理相比,兩劑量處理均有顯著增加,兩劑量間差異不顯著;而低產(chǎn)年份(2018年)下,低、高劑量處理均顯著提高穗粒數(shù),低劑量處理百粒重也明顯增加,分別顯著增產(chǎn)4.37%、4.14%,低劑量處理的干物質(zhì)和養(yǎng)分積累量顯著高于對照和高劑量處理。對谷氨酸處理而言,僅有2018年低劑量處理通過增加穗粒數(shù),使得產(chǎn)量有明顯增加,但效果低于γ-PGA。綜上所述,噴施γ-PGA主要促進夏玉米葉片生長,提高光合作用能力,還可促進開花前后干物質(zhì)積累,提高夏玉米干物質(zhì)積累,增加前期根系總吸收表面積,提高養(yǎng)分吸收能力,促進養(yǎng)分積累,通過增加夏玉米穗粒數(shù)來提高產(chǎn)量;而噴施谷氨酸無明顯增產(chǎn)效果。可見,γ-PGA的增產(chǎn)增效并非是分解的谷氨酸起主要作用。大田試驗中減氮30%水平下和低產(chǎn)年份下噴施γ-PGA增產(chǎn)作用大于正常環(huán)境下。正常施氮下高劑量增產(chǎn)效果更好;減氮30%水平下低劑量效果更好,并且γ-PGA低劑量處理正常施氮對照減氮30%對照,這說明減氮30%水平下噴施低劑量γ-PGA可達到減肥增效的目的。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S513

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