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磷是植物生长发育所必需的最主要的大量元素之一。土壤中磷的缺乏对玉米的产量和品质都将产生重大影响。在我国乃至世界,由于磷的特殊化学性质决定了土壤全磷含量高,有效磷普遍缺乏的状况。施入土壤中的大部分磷肥作为无效态(难溶态)在土壤中积累,固定态磷由于溶解度很低,无法满足一般作物的生长需求,在遗传学上称作土壤磷素的所谓“遗传学缺乏”(而不是“土壤学缺乏”)。提高作物对磷肥的利用效率主要有两条途径:一是改善土壤供磷状况,即通过改土和合理施肥提高土壤中磷的有效性;二是改良作物利用磷肥的能力,即通过遗传育种的方法开发和培育能充分利用土壤磷素(包括缓效磷和难溶性磷)的作物品种。显然,通过鉴定、筛选耐低磷玉米种质资源,培育耐低磷玉米品种是提高我国玉米生产力的一条费省效宏措施。本研究利用35份杂交种在苗期和开花期,以及5份自交系在苗期评价它们的磷效率情况,分析了它们在不同磷水平下的利用效率,主要结果如下:
⑴在低磷胁迫下,以低磷下生物产量和以低磷下产量和苗期缺素症为指标,选出部分磷高效玉米白交系和磷低效玉米自交系。它们可以用来培育磷高效玉米杂交种。筛选出部分耐低磷的杂交种,它们能高效的利用土壤中的磷。
⑵在盆栽条件下,25个供试玉米品种开花期的地上部生物量、根干重、根长、根表面积在高低磷处理下存在显著的基因型差异,华玉106、华玉104、华玉107、桂单22、兴黄单939、农大68在低磷处理下具有较好的耐低磷性,正大619、类玉米、农大108耐低磷性较差。桂单1号、农大108、正大619、华玉105、华玉106、桂三5号、宝单2166和农大68在高磷处理下表现较好,华玉101和类玉米表现较差。相对值分析结果表明,华玉101、华玉8号、华玉104、华玉106、华玉107、兴黄单936为磷高效品种,农大108、正大619和桂单1号为磷低效品种。用Lynch对磷效率的评价方法,结果表明,华南地区高效敏感型品种相当缺乏,大部分品种处于低效不敏感型。所以需要加大高效敏感型品种资源的筛选和新品种选育。
⑶通过对23个杂交种和5个自交系的苗期盆栽试验,认为相对生物产量可以作为各品系磷利用效率指标。通过对它们的地上部分性状和地下部分性状分析发现,不同性状结果有很大不一致。在23个杂交种中,综合株高、叶片数、叶绿素含量、茎粗、地上部干重、根长和根系表面积7个性状表现,桂单22、桂玉505、BR205、类玉米、桂三5号、华玉108、华玉102、非洲杂交种等在低磷水平下表现为明显的缺磷症状,中磷水平下类玉米、BR205、桂玉505、桂单22和非洲杂交种仍表现缺磷症状,在高磷水平下缺磷症状才能消失。表现较好的杂交种为:华玉8、中农玉99、华玉109、粤单2号、阳单82、DH3769。5个自交系种在低磷水平下以8415和丹598对磷反应较为敏感,丹598在中磷的水平下缺磷症状恢复较快,而8415在中磷的情况下表现为缺磷症状,在高磷的水平下缺磷症状才恢复。在5个自交系中京4和粤农9号选—5表现最好,在低磷水平下也没显示缺磷症状。
⑷5个自交系和它们组合的杂交种华玉8号、华玉101、华玉102、华玉108和华玉109相比,杂交种在株高、叶片数、叶绿素含量、茎粗、地上部干重、根长和根系表面积等性状方面都具有明显的杂种优势。