不同玉米品種的根系活力與產量性狀關系的初步研究

劉彩麗

晉州市是河北省主要玉米產地，常年種植面積在33萬畝左右，平均畝產550公斤左右。隨著現代科技水平的發(fā)展，玉米的用途越來越廣泛，如飼料、制藥等用量逐年增加，對玉米單產和總產都有更高的要求。 我國從20世紀80年代開始大量研究玉米的雜種優(yōu)勢，主要集中在籽粒性狀、生理生化研究和品質性狀等地上部植株性狀的研究上。根系是植物生命活動中有著重要作用的器官， 它與植物的生長和產量的形成有密切的關系，近些年來，國際上已將根系研究作為進一步提高農作物生產力的一個極具潛力的基礎性科研課題，開展了一系列研究，并取得了進展，但由于根系生長的特殊性和限于根系生理研究的技術手段，有關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，是衡量根系主動吸收能力大小的重要指標之一，玉米根系對水分、養(yǎng)分的吸收與其地上部生理過程密切相關，但關于玉米根系活力與不同品種的產量關系方面的研究并不多見，有關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量性狀的關系進行系統(tǒng)的研究更少。為此， 我們對玉米的根系活力變化及其與產量性狀的關系進行了初步研究， 以期為玉米高產高效栽培及玉米生理育種提供理論依據。

研究方法：采用甲烯藍法測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量性狀。

一、試驗材料和方法

1.試驗材料：

選用當前石家莊地區(qū)生產上大面積種植的玉米品種10個，分別是偉科702、銳步1號，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。

試驗設備：培養(yǎng)皿若干，穴盤若干，智能光照培養(yǎng)箱，分光光度計，移液管，燒杯，比色管，實驗用沙，電子天平。

藥品材料： 0.0002mol＼L（0.064g＼L）甲烯藍

2.試驗方法：

（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個玉米品種，每個品種篩選出大小一致的40粒種子做好標記以備用。取40套培養(yǎng)皿并將其清洗干凈，經計算每個培養(yǎng)皿裝125g左右已消毒的沙子使其占培養(yǎng)基總質量的80%另加水31.25g左右，制成培養(yǎng)基，每個品種用4個培養(yǎng)基，每個培養(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，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準曲線。

（2）甲烯藍標準曲線的制作原理。根據沙比寧等的理論，植物對溶質的吸收具有表面吸附的特性，并假定被吸附物質在根系表面形成一層均勻的單分子層;當根系對溶質的吸附達到飽和后，根系的活躍部分能將吸附著的物質進一步轉移到細胞中去，并繼續(xù)產生吸附作用。在測定根系活力時常用甲烯藍作為吸附物質，其被吸附量可以根據吸附前后甲烯藍濃度的改變算出，甲烯藍濃度可用比色法測定。已知1mg甲烯藍形成單分子層時覆蓋的面積為1.1m2，據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。

（3）甲烯藍標準曲線的制作。將甲烯藍溶液配成0、1、2、4、6、8、10ug＼ml的系列溶液，于分光光度計660nm處比色測OD值，以甲烯藍溶液濃度為橫坐標，OD值為縱坐標，繪制標準曲線。7月2日分別測10個玉米品種的苗高、葉數、莖粗、苗鮮重、根條數、主根長度、根線重、根體積以及玉米根系活力的測定即在分光光度計660nm處比色測的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）。每個穴盤長為10個小格，寬為5個小格，每個穴盤分為兩部分，每個品種種25株，共用5個穴盤。6月26日下午進行穴盤育苗，操作過程如下，將無土育苗基質倒入盆中約為盆體積的3＼4左右，倒入水攪拌使其適度濕度在70%---80%左右，即手抓起一把基質可凝聚在一起但不會溢出水;將攪拌好的基質倒入穴盤中，以填平小格即好;篩選10個玉米品種種子各25粒，以粒大飽滿為好;放置好一個品種后，用記號筆在帶繩的小標簽上寫上玉米品種名稱及標號，將小標簽放于穴盤一側以便于區(qū)分;依次放置各個品種;將處理好的穴盤放入實驗室外空地上并澆適量水，并做好試驗記錄。7月7日分別測不同玉米品種的苗高、葉數、莖粗、苗鮮重、根條數、主根長度、根鮮重、根體積以及玉米根系活力的測定即用分光光度計測660nm處的OD值。做好記錄以備分析。

二、試驗地玉米品種種植安排

1.播種時間為2012年6月15日播種;試驗在晉州市農牧局良種場試驗田進行，試驗田為中產水平地塊;不同玉米品種播種采用大田對比法，東西兩邊設置保護行（6行），保護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10m，小區(qū)面積56m2，重復3次，畝密度4000株左右。玉米生育期間的管理同一般大田。

2.玉米產量與植株性狀的測。2012年9月28日在試驗田測定玉米的株高、穗高、穗節(jié)數、綠葉數、 穗位節(jié)、粒數和產量性狀。并將每個品種的每個重復收獲的玉米果穗材料各30個帶回實驗室，做風干處理。2012年10月20日，將風干的不同玉米品種的果穗材料進行測量穗粒數、單穂重量和千粒重，以確定不同品種玉米的實際產量。

三、結論

1.不同玉米品種的根系活力與產量之間成正相關的關系，不同玉米品種的產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量最高的是浚單20，蠡玉35;而銳步1號，三北21號，連成21的根系活力較差而且產量較低;其余品種的根系活力和產量之間的關系是隨根系活力的提高而產量增加;進一步對不同玉米品種根系活力和產量的百分比分析得出：玉米品種的根系活力越好，其收獲期的產量越高。

2.不同玉米品種苗期地下部根系性狀與產量有一定的關系。比較不同玉米品種地下根部性狀如根條數、主根長度、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、三北21、連成21;其它品種的根部性狀處于中間水平，這與玉米的產量高低趨勢表現相一致。

3.不同玉米品種苗期地上部植株性狀與產量亦有一定的關系。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，這與玉米的產量高低趨勢表現基本一致。

上述分析可知，不同玉米品種產量高低與玉米苗期地下地上植株性狀有一定的關系;不同玉米品種產量高低與玉米根系活力呈正比關系;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定，就可大致判斷玉米產量的高低，為玉米高產高效栽培及玉米生理育種提供理論依據。