不同玉米品种的根系活力与产量性状关系的初步研究

刘彩丽

晋州市是河北省主要玉米产地，常年种植面积在33万亩左右，平均亩产550公斤左右。随着现代科技水平的发展，玉米的用途越来越广泛，如饲料、制药等用量逐年增加，对玉米单产和总产都有更高的要求。 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標之一，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。

一、试验材料和方法

1.试验材料：

选用当前石家庄地区生产上大面积种植的玉米品种10个，分别是伟科702、锐步1号，中科11，先玉335，郑单958，蠡玉35，浚单20，蠡玉68，三北21和连成21。

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.试验方法：

（1）玉米幼苗的培养（方法一：培养皿育苗）。2012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）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。

（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。

（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。

二、试验地玉米品种种植安排

1.播种时间为2012年6月15日播种;试验在晋州市农牧局良种场试验田进行，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.玉米产量与植株性状的测。2012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。2012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。

三、结论

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，蠡玉35;而锐步1号，三北21号，连成21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。

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、蠡玉35、郑单958;较差的是锐步1号、三北21、连成21;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。

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、蠡玉35、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三北21、连成21，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。