东北地区是我国最大的商品粮生产基地,也是我国最大的玉米优势种植区,对国内粮食市场影响巨大。而辽宁省地处东北黄金玉米带,是我国最大的玉米生产省份之一,但近年来,在辽宁省玉米生产中出现了许多障碍性因素,一个突出的因素就是玉米早衰,特别是辽北地区玉米早衰频发,严重影响了玉米的持续增产和农民增收。大量试验表明,玉米早衰是由于生育后期营养不足,施肥不合理造成的,其中氮素是影响最为重要的营养元素。因此,本研究采用盆栽试验方法,研究了不同施氮量和不同施氮时期对玉米叶绿素含量、可溶性蛋白含量、叶片形态变化、叶片生理生化指标、叶绿体超微结构等的影响,以揭示氮肥对玉米生育后期叶片衰老的作用机理,为玉米科学施肥提供理论依据。取得的主要结果有:1.不同施氮量和施氮时期对玉米的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、叶片形态变化、叶片生理生化指标均有不同程度的影响。与不施氮肥相比,氮肥的施用明显改善了以上各项指标。随着施氮量的增加提高了玉米生育后期叶片的叶绿素含量和穗位叶中可溶性蛋白含量、保护酶SOD、POD活性,降低了叶片枯黄比例和MDA含量,但在乳熟期以后高氮处理又抑制了叶绿素含量、可溶性蛋白含量、保护酶SOD、POD活性的增加。施氮量在247.5 kghm-2时,玉米在各生育期的情况都比较好,能达到推迟衰老延缓早衰的效果。在施氮量相同的情况下,随着追肥次数的增加,玉米叶片的叶绿素含量和穗位叶中可溶性蛋白含量、保护酶SOD、POD活性呈升高趋势,叶片枯黄比例和MDA含量逐渐降低。当氮肥分别在基施、拔节期与大喇叭口期1:3:1施用时,玉米抗衰老能力最强。2.不施氮肥处理,玉米穗叶叶绿体和细胞壁破裂解体,线粒体内外膜和脊模糊,基粒和基质片层结构膨胀,导致叶片的叶绿素含量下降、光合能力降低而出现早衰。与不施氮肥相比,氮肥施用明显改善玉米叶肉细胞的超微结构,有利于玉米的生长发育。随着施氮量的增加,叶绿体和线粒体结构逐渐完整,基粒片层变密且沿叶绿体长轴方向规律排列;叶绿素含量逐渐增加,叶片的功能期逐渐延长。在施氮量相同的情况下,当氮肥分别在基施、拔节期与大喇叭口期1:3:1施用时,叶绿素含量最高,叶绿体和线粒体结构完整,基粒和基质片层结构丰富;当追肥次数逐渐减少直至一次施肥时,叶绿素含量逐渐降低,叶绿体形状由长椭圆形趋于圆形,叶绿体被膜不断破裂,片层结构由排列整齐变为混乱,线粒体膜被破坏,脊的数量减少。因此合理的增加追肥次数能提高叶绿素含量,有效改善叶绿体的超微结构,延缓衰老。
