论文题目： 品种、氮肥和密度对玉米（籽粒和秸秆）产量与品质的影响
研究生姓名：邰书静
专业名称：作物栽培学与耕作学
研究方向：作物高产优质高效栽培
研究生类别：博士生
指导教师： 史俊通 教授 廖允成 教授
答辩时间：2010年4月30日下午4:30
答辩地点：玉米所实验室
主席：贾志宽教授 作物栽培学与耕作学
委员：
郝明德研究员 土壤学
王朝辉教授 植物营养学
冯佰利教授 植物资源学
张保军教授 作物栽培学与耕作学
摘要：
论文以玉米产量与品质协同调优、双促双高（促籽粒和促秸秆、高产和高养分）为目标，首先建立了玉米秸秆饲用品质快速测定的近红外光谱（NIRS）分析模型，然后分析了44个不同玉米品种籽粒和秸秆的产量与品质状况并进行了聚类分析，在此基础上，选用2个综合性状表现优异的代表性品种陕单8806和郑单958，研究了玉米籽粒和秸秆的产量与品质对氮肥、种植密度的响应，以期为饲用玉米品种选育和高产优质高效生产提供理论和实践依据。主要研究内容及结果如下：
1．基于近红外光谱（NIRS）技术，应用偏最小二乘法（PLS），采用一阶导数+中心化+多元散射校正的光谱数据预处理方法，构建了玉米秸秆体外干物质消化率（IVDMD）、酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF） 和可溶性糖（WSC）含量的NIRS分析模型。所建立的IVDMD、ADF、NDF和WSC含量的NIRS校正模型决定系数（R2cal）分别为0.9906、0.9870、0.9931和0.9802，交叉验证决定系数（R2cv）分别为0.9593、0.9413 、0.9678和0.9342，外部验证决定系数（R2val）分别为0.9549、0.9353、0.9519和0.9191，各项标准差（SEC、SECV和SEP）为0.935～1.904，相对分析误差（RPD）均大于3。结果表明，各参数的NIRS分析模型可用于玉米秸秆饲用品质的分析和品种选育的快速鉴定。
2．以44个不同玉米品种为试材，研究了玉米品种籽粒产量和营养品质的变异度和相关性。结果表明品种间籽粒产量和营养性状存在极显著差异。籽粒营养品质性状近似正态分布，表现为典型的数量性状变异。44个玉米品种籽粒产量、粗蛋白、粗脂肪、淀粉和赖氨酸含量的变异幅度分别为7024.5~11463.0 kg/hm2、8.15%~9.91%、2.85%~4.43%、68.54%~72.78%、0.20%~0.28%，变异系数分别为12.14%、4.47%、11.42%、1.41%。相关分析表明，籽粒产量与粗蛋白含量呈不显著负相关，与粗脂肪含量显著负相关，与淀粉含量极显著正相关。粗蛋白含量与粗脂肪含量表现为不显著正相关，与淀粉含量显著负相关。粗脂肪含量与淀粉含量呈极显著负相关性。赖氨酸含量与粗蛋白含量存在极显著的正相关。
3．以44个不同玉米品种为试材，研究了玉米品种秸秆产量和饲用品质的的变异度和相关性。结果表明品种对玉米秸秆产量和饲用品质具有极显著影响。44个玉米品种秸秆体外干物质消化率（IVDMD）、酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF） 和可溶性糖（WSC）含量近似正态分布，各性状变化范围分别为5400.0~14400.0 kg/hm2（秸秆产量）、38.60%~51.74%（IVDMD）、27.01%~35.67%（ADF）、51.55%~65.81%（NDF）和4.69%~12.21%（WSC）。各性状变异程度不同，WSC含量变异系数最大，达23.59%，秸秆产量次之，为20.91 %。相关分析表明，秸秆产量与秸秆IVDMD和WSC含量显著正相关，与ADF含量显著负相关，与NDF含量极显著负相关。IVDMD与ADF和NDF含量极显著负相关，与WSC含量极显著正相关。WSC含量与NDF和ADF含量极显著负相关。ADF与NDF含量极显著正相关。筛选出5个秸秆饲用品质较好的玉米品种。
4．采用动态聚类分析将44个玉米品种划归为3类，其中第3类（综合性状表现较好）品种所占的份额为29.55%。相关分析表明，籽粒产量与秸秆产量、秸秆IVDMD和秸秆WSC含量不显著正相关，而与秸秆ADF和NDF含量不显著负相关。籽粒粗蛋白、粗脂肪和赖氨酸含量与秸秆产量、IVDMD及WSC、 ADF和NDF含量的相关性均未达到显著水平。籽粒淀粉含量与秸秆IVDMD和WSC含量表现为极显著正相关，与ADF和NDF含量表现为极显著负相关。通过对性状进行二维排序和联合寻优，筛选出郑单958、陕单8806、登海11和东单60等4个籽粒和秸秆、产量与品质综合表现优良的品种。
5．选用2个综合性状表现优异的品种陕单8806和郑单958，研究了玉米籽粒和秸秆的产量与品质对氮肥的响应。结果表明，适量施用氮肥可促进玉米品质的改善、产量的提高。在施氮量0~337.5 kg/hm2范围内，随着施氮量的增加，2个品种籽粒和秸秆产量、秸秆IVDMD均表现为递增趋势，秸秆ADF和NDF含量则呈递减趋势，籽粒粗脂肪和淀粉含量呈先增加后降低，且均在施氮量225 kg/hm2时最高。陕单8806籽粒粗蛋白表现为先增加后降低，施氮量225 kg/hm2时最高，而郑单958籽粒粗蛋白表现为递增趋势。考虑玉米籽粒和秸秆的产量与品质协同调优，陕单8806和郑单958的适宜施氮量均为337.5 kg/hm2。
6．选用2个综合性状表现优异的品种陕单8806和郑单958，研究了玉米籽粒和秸秆的产量与品质对种植密度的响应。结果表明，适宜的种植密度可增加产量、改善品质。在种植密度45000~75000株/hm2范围内，随着种植密度的增加，2个品种的秸秆产量呈递增趋势，籽粒粗蛋白和粗脂肪含量呈递减趋势。陕单8806的籽粒产量和淀粉含量及秸秆ADF和NDF含量表现为先增加后降低，秸秆IVDMD则表现为先降低后增加。郑单958的籽粒产量、秸秆ADF和NDF含量呈递增趋势，籽粒淀粉含量和秸秆IVDMD则呈递减趋势。考虑玉米籽粒和秸秆的产量与品质协同调优，陕单8806和郑单958的适宜种植密度均为60000株/hm2。
