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我国北方地区低温冷害频发,是玉米生产中一种主要自然灾害,因灾害隐蔽不易察觉,对玉米的出苗、籽粒灌浆和产量造成严重影响。本研究通过室内人工控制温度和大田播期调整的方法来创建低温条件,通过人工气候箱以及大田提前播种来研究低温对玉米出苗和幼苗生长的影响机理及不同化学调控的缓解效应,通过籽粒离体培养和大田晚播来研究灌浆期低温对玉米籽粒灌浆的影响及其机理,以及化学调控缓解效果,通过研究低温对籽粒发芽出苗状况、幼苗形态变化、物质积累、生理变化、干物质生产转运、后期籽粒灌浆特征、淀粉合成、碳代谢酶类活性、内源激素变化及产量的影响及不同化学调控方法的缓解效应,以期为北方玉米充分利用热量资源、实现抗逆稳产提供理论依据。主要研究结果如下:1、利用响应面优化设计方法开发出的“6GA”(6-苄氨基嘌呤+赤霉素+尿囊素)复配剂,能够促进玉米在低温下的发芽率、发芽势、胚乳物质转运、胚根胚芽形态指标、内源激素含量、种子胚乳淀粉酶活性以及幼苗可溶性糖含量,表现优于单一调节剂。在郑单958、东单90、东单60三个品种的发芽对比试验中,其对郑单958和东单90有着较好的促进作用。在不同时间长度低温胁迫砂培试验中,“6GA”能够提高砂培出苗率、出苗指数,且在持续低温环境中,以及恢复到常温环境后,都表现出对幼苗生长发育的促进作用,能显著的促进茎和根伸长生长,促使根系和茎的协同生长,保持合理的根冠比。2、“6GA”复配剂在4月1日和4月15日两个播种期应用,提高了早播玉米的出苗率和出苗指数,郑单958、东单90、东单60三个品种出苗率分别较对照提高了 8.9%、59.6%、14.4%,“6GA”对低温敏感品种的作用效果强于耐低温品种。使用“6GA”复配剂可以显著提高早播玉米出苗期的株高和茎粗,加快叶片的伸展速度,增加了根系的总长度、根系平均直径、根系总表面积、根系总体积,有效提高根系的物质积累量,提高幼苗的根冠比。但随着播期的推迟,“6GA”药剂作用不再显著。3、通过籽粒离体培养以及大田推迟播种期的方法,发现玉米籽粒在灌浆期的生长发育过程受低温影响较大,籽粒干物质积累量籽粒离体培养表现为NT>MT>LT(NT为常温25℃培养,MT为授粉后20天开始15℃培养,LT为授粉后3天开始15℃培养),大田播期试验表现为6/15>7/1>7/15(6/15为6月15日播种,7/1为7月1日播种,7/15为7月15日播种),表明低温持续时间越长,物质积累量越少。低温显著延长了灌浆时间,降低灌浆的平均灌浆速率和最大灌浆速率,推迟最大灌浆速率出现的时间,降低籽粒理论最大干重,且灌浆期低温持续时间越长,降低程度越大,籽粒理论最大干重与最大灌浆速率和平均灌浆速率的相关性证明,粒重的降低是由于低温对灌浆速率的影响而导致的。低温降低了籽粒淀粉的含量,降低了灌浆过程SAI(Soluble acid invertase,SAI)、SS(Sucrosesynthase,SS)、SSS(Soluble starchsynthase,SSS)、APGase(ADP-glucose pyrophosphorylase,APGase)的活性,且对弱势粒的影响大于强势粒。在灌浆前期对SAI及SS活性降低明显,导致前期蔗糖转化为淀粉合成底物受阻,灌浆中后期SSS及APGase酶活性下降趋势快,导致籽粒淀粉合成受到影响。低温还降低了IAA(Indole-3-acetic acid)和 GA(Gibberellic acid)的含量,扰乱 了籽粒 ZR(Zeatin riboside)和ABA(Abscisicacid)的含量变化,导致籽粒灌浆过程中生长发育受阻,物质积累减少,导致最终籽粒千粒重显著降低,严重减产。4、使用BB(6-苄氨基嘌呤+甜菜碱)和OP(欧帕),药剂处理后,提高了籽粒的物质积累,增大了玉米籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率,增加了籽粒物质积累的效率,减缓了低温下玉米前期的淀粉积累速率,增加了低温下籽粒的SAI、SS、SSS、APGase的活性,且对灌浆中后期碳代谢相关酶促进作用更明显,在灌浆中后期,籽粒内源激素IAA、GA、ZR含量都显著高于对照,而ABA含量的变化受药剂影响不显著。药剂增长了 7/15播期玉米的穗长,增加了玉米籽粒的千粒重,两个播期都表现为BB>OP>CK,最终导致产量较对照显著增加。