低rfr对玉米光合性能和单株产量的影响毕业论文(编辑修改稿)

低rfr对玉米光合性能和单株产量的影响毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

为第一大 粮食 作物 的玉米，属于雌雄同株， 含有多种 营养。 主 要生产区域位于世界第三大玉米带 —中国松辽平原玉米带 [1]。 玉米 总的种植面积 超过 1200平方公里， 在 粮食作物 方面 ，饲料来源 方面 和工业原料 方面 ， 都占有很重要的地位。 玉米在人类发展进程中 也 起着 至关重要 的作用，因此， 通过 各种 途径把玉米的产量 提 高上去 是国内外专家 坚持不懈的研究的课题之一。 除了选育 优良 品种外，目前的研究大多覆盖在为玉米创造良好的生存环境上，一方面，从玉米的种子入手，培育 产量高 、 抗性好 的 品种来提高产量；另一方面，为玉米的生长发育营造良好的外部环境条件，比如适时，适量的灌溉，科学的水肥一体化，适合的温度和有效的光照条 件等等。 然而在我国农业生产起点低、任务重、压力大、 人均占有土地面积小， 耕地面积逐渐减少的情况下，合理密植 提高玉米产量， 成为了 解决粮食问题的 一条必经之路。 目前，培育耐密植品种是育种工作的一大方向，合理的水肥以及 科学的 田间管理也是为了让玉米在一定程度上耐密植。 众所周知，密植会带来一系列生态因子的变化，如田间通光透气性降低，玉米同质竞争中，地上部分和地下部分加剧 [14]，红光与远红光的比值（ R/FR）降低，光照强度降低等。 其中，每一种因素都能 对 玉米最终的产量产生影响。 万物生长靠太阳。 在众多的影响最终产量的因素中 ，光是必不可少的一个重要因素，作物主要通过不同 类型 的光受体感受不同波长的光 [2,11]， 不同波长的光对作物的影响也各不一样，植物体内的各种光受体 经过内部调控和相互作用来指导 植物的 生长发育 [2]。 在 高密度种植 条件下， R/FR比 值会有所降低， 这种 光谱成分比例的变化必然导致原来的光合作用发生改变从而对产量造成影响。 基于此 本文通过实验，设计了一套方法， 即 在正常条件下生长的玉米上方添加一个远红光LED灯，使得玉米叶片上方 R/FR比 值降低，以此来模拟密植条件下的低 R/FR比值，对照组 为 不添加远红光灯 的玉米，分析单一变量 ，得到最终的研究结果， 探究高密度种植的本质， 从而为密植高产玉米的研究提供支持。 1 红光 与 远红光对 植物 的作用 对大多数的植物和农作物来说，红光（ 660 nm） 是自然光中有效光合辐射的重要组成部分，它 的强弱对作物光合 作用 、物质积累起 着 重要作用 [3]。 光质对高等植物的碳水化合物和蛋白质代谢有调节作用 [2]。 有研究称， 在红光下生长的作 4 物 大多具有 较高 的碳水化合物含量 [5]。 730 nm 的远红光虽然对 改变 光合作用 的效果 不明显 ，但 它的 强弱及其与 660 nm 红光 之 间 形成 的比例 （即 R/FR比值） ，对作物 的 株高、节间 的 长 度 等形态建成，具有重要 的影响 [6]。 红光对叶绿素合成本身的促进效应大于对叶片生长的促进效应 [2,12]。 还有研究称， 调节 光谱中的 R/FR比 值 已经开始在建成植物形态 ，调节植株高度 等方面 得到 应用 ， R/FR比值已成为控制植株形态的一个重要评价参数 [3]。 R/FR比值不仅影响植株的高度 和 根部的发育 ， 而且对某些物种的腋芽分化 、叶绿素含量 、 气孔指数以及叶面积等均有不同程度的影响 [3]。 红光 具有 降低茎的伸长速率 的效应 ，但施加远红光可以抵消这一效应 [2]。 因此，补 充 远红光 可以对植株 节间长度的 生长和 发育 起到促进作用 [5]。 有 研究表明，红光不利于菊花总茎长 度 的增加， 用 红光处理 过的总茎长 比对照少 %， 另外还有 报道称 红光 对农 作物茎杆 的 粗度 有增加 的 效应 [2]。 红光 还 可以改变 植物 体内某些激素的含量，比如 600700nm红光能 阻碍 植物体内赤霉素 （ GA） 的 合成 ，通过调节 GA含量来 减少节间长度和 降低 植株高度 [9]； 而远红光的作用与红光 恰好相反 ， 远红光 能提高 GA的含量 ， 从而增加节间长度和植株高度。 利用 这一原理 ，可以通过人工控制植物生长环境中的红光 和 远红光的量 ， 改变 R/FR的比值，来调节植株的形态 [6]。 另 有研究称 ，低 R/FR值有利于 草莓叶片 中 类胡萝卜素含量的增加 [4]， 还 有的 研究结果表明，与白光相比，黄光、红光、蓝光都降低了叶用莴苣 中 类胡萝卜素的含量 [7]。 2 实验 设施 LED 的现状 LED 的优点 LED即发光二极管（ light emitting diode）的英文简称，在同样光照效果的情况下， LED 耗电量是白炽灯的八分之一，是荧光灯的二分之一，与 其他 含有 金属的 人工光源相比， LED 为全固体发光体，不含汞，耐冲击，不易破碎，废弃物可回收利用，是一种无污染的绿色光源。 此外， LED 的使用寿命可达 50000h以上，是普通光源的 数十倍 [6]。 LED能够发出植物生长所需要的单色光光谱，容易被植物吸收，光能有效利用率可达 80%90%。 同时， LED 散热少，属于 冷光源，近距离地照射植物 不会对植物周围的温度发生改变，这样就 大大提高 了 空间的利用效率。 LED光源中， 5 通过调节红色 LED和远红色 LED光源的数量，可根据 实际具体要求 灵活改变 R/FR的比值 [7]。 LED在农业上应用的前景 目前常用于植物室内培养的日光灯属于冷光源，其光谱组成中，黄光和绿光较 多， 是不被植物所需要的， 而对植物生长发育起关键性作物的红光和远红光甚微 [9]， 不能用来准确 模拟作物田间实际光环境 [7]。 因此， LED灯成为了闭锁式植物工厂中的必备设施 [8]。 在未来的精细化农业， “工厂化 ”农业的建立和发展中，LED将 会 被广泛的应用， 它 将 会 在农业上，尤其是在育苗、育种和栽培上起到 重要的作用。 1 材料与方法 试验材料 供试玉米品种为郑单 958 和 鲁单 981， 郑单 958 是 由 河南省农业科学院粮食作物研究所研制的， 鲁单 981 是 黄淮海区域的主推品种 ， 是 由 山东省农科院玉米所选育的，适合黄淮海地区套种和夏季直播 的 品种。 盆栽所用的桶， 型 号 规格是上口直径为 38cm，下口直径为 33cm，高为 44cm。 试验基质为珍珠岩、沙子、细土三者混合物，混合比例为 2： 1： 3。 试验地点 盆栽试验地点在青岛市青岛农科院 14 号大棚。 试验设计 试验为随机区组设计，两个供试品种，每个品种有两个 R/FR 比值处理，实验组添加远红光灯的低 R/FR 比值处理，对照组做正常光照处理 ； 同时， 每个 R/FR比值处理有两个施 氮 方式处理： 只 施 基肥的 HL 处理和 不施加基肥，拔节期和大口期追肥 的 LH 处理 ，两个施 氮 方式的施 氮 量相同。 2 测定项目与方法 测定项目与方法 玉米单株产量测定 玉米成熟后 ，取回样品，自然晒干，进行 考种。 每项单一处理取三个样品，分别 测定穗重、籽粒重、穗轴重； 统计 穗行数、行粒数。 6 叶绿素 以及光合速率 的测定 测定时期 ： 玉米的拔节期、八叶期、大口期、吐丝期期间，晴天天气。 叶绿素测定 采用 SPAD 仪测定穗位叶的叶绿素 含量 ，每个处理分别取 3 株进行测量，测量时选取叶片中间部位（避开叶脉）测定十次。 光合速率测定 采用 LI6400 型便携式光合分析仪测定穗位叶的 光合速率 ，每个处理分别取 3 株玉米进行测定，光源采用仪器内置的红蓝光，光照强度梯度在八叶期设置为 0、 200、 400、 800、 1200、 1600μmolm2s 1，大口期和吐丝期设置为 0、 100、 200、 400、 800、 1200、 1600、 1800μmol。