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第1章 玉米高产与养分高效的影响因素1

1.1 品种更替1

1.1.1 地上部变化1

1.1.2 根系变化3

1.1.3 国内外玉米品种根冠比及根系大小比较4

1.2 种植密度9

1.2.1 种植密度对群体产量的影响10

1.2.2 种植密度对个体生长的影响11

1.3 氮肥施用14

1.3.1 不同供氮水平对产量的影响14

1.3.2 植株和土壤临界氮浓度14

1.4 磷肥施用18

参考文献21

第2章 玉米生长发育和养分吸收规律27

2.1 地上部生长发育规律28

2.1.1 干物质累积和叶面积变化28

2.1.2 地上部养分累积变化29

2.2 根系生长发育规律29

2.2.1 节根发生及根长的变化规律30

2.2.2 地上部与根系发生的同步性31

2.2.3 根系在土壤中的空间分布32

2.2.4 轴根与侧根及根系的更新34

2.3 玉米根分泌蛋白质组35

2.3.1 玉米根系分泌蛋白质组鉴定36

2.3.2 玉米根系分泌蛋白质组功能分类36

2.3.3 玉米根系分泌蛋白代谢组分析37

2.3.4 玉米根系分泌蛋白质组与拟南芥、油菜和豌豆根系分泌蛋白质组比较37

2.3.5 玉米根系分泌蛋白质组结构分析39

2.3.6 玉米根系分泌蛋白参与糖代谢及细胞壁功能40

2.3.7 玉米根系分泌蛋白中抑制活性氧功能的蛋白40

2.3.8 玉米根系分泌的抗胁迫蛋白41

2.3.9 与植物养分吸收相关的蛋白41

参考文献41

第3章 玉米冠根关系48

3.1 地上部对根系生长和养分吸收的影响49

3.1.1 叶片在玉米生长和氮素吸收中的作用49

3.1.2 雌穗对玉米生长和养分吸收的影响52

3.2 根系对地上部生长和养分吸收的影响57

3.2.1 限根对地上部生长和养分吸收的影响57

3.2.2 节根对地上部生长和养分吸收的影响63

3.3 冠根间氮素循环67

3.3.1 植物生长和氮素吸收67

3.3.2 蒸腾量和水分利用效率68

3.3.3 氮素在体内的分配和循环69

3.4 冠根间磷素循环71

3.5 木质部汁液蛋白组73

参考文献78

第4章 吐丝后光合产物运输和养分吸收与分配86

4.1 氮对玉米花粉和雌穗发育的影响87

4.1.1 低氮导致玉米花粉萌发率下降87

4.1.2 低氮使花粉母细胞四分体中微核数量增加导致花粉萌发率下降87

4.1.3 氮对玉米雌穗发育的重要作用91

4.1.4 不同供氮水平对玉米抽雄前幼穗中蛋白质累积的影响92

4.1.5 不同供氮水平对幼穗发育的多种代谢途径影响95

4.1.6 不同供氮水平引发的植物一般性胁迫响应机制98

4.1.7 不同供氮水平对玉米抽雄前幼穗中激素代谢、穗发育及碳／氮代谢的影响99

4.2 吐丝后光合作用及同化产物向籽粒运输100

4.2.1 吐丝后叶片光合作用的昼夜变化100

4.2.2 吐丝后叶片碳水化合物积累的昼夜变化103

4.2.3 缺氮对叶片中光合产物向淀粉和蔗糖分配及代谢的影响104

4.2.4 缺氮对叶片中蔗糖输出的影响107

4.2.5 雌穗中碳水化合物的累积规律108

4.2.6 茎注射蔗糖对缺氮玉米叶片与雌穗中碳水化合物积累的影响111

4.3 吐丝后光合产物和养分的累积与分配112

4.3.1 吐丝后光合产物的累积与分配112

4.3.2 吐丝后氮磷钾养分的累积与分配113

4.4 吐丝后氮素向籽粒运输117

4.4.1 吐丝后叶片衰老与氮素转移117

4.4.2 吐丝后叶片中的主要含氮化合物变化118

4.4.3 玉米吐丝后不同时间氮素吸收与转移119

4.4.4 氮素由穗轴向籽粒转运123

4.5 吐丝后磷向籽粒运输125

4.5.1 吐丝后营养器官中磷的再转移125

4.5.2 玉米籽粒中磷的累积127

参考文献132

第5章 玉米根系生长分布与土壤速效养分的关系146

5.1 田间根系研究方法146

5.2 土壤中速效养分的变化147

5.2.1 土壤中速效养分的测定方法147

5.2.2 土壤浸提液与抽提液中速效氮磷钾浓度比较147

5.3 地上部氮磷钾累积与根际养分耗竭152

5.3.1 玉米地上部氮磷钾累积规律152

5.3.2 根际和非根际土壤中氮磷钾浓度的动态变化153

5.4 不同年代玉米根系空间分布差异与养分吸收的关系154

5.4.1 不同年代玉米根系在土壤中的空间分布特征及差异154

5.4.2 玉米根系空间分布与土壤氮磷钾速效养分分布的关系158

5.5 玉米根鞘形成与功能162

5.5.1 植物根鞘的生理功能及生态意义163

5.5.2 单子叶禾本科植物形成根鞘的普遍性163

5.5.3 根鞘形成的可能机理164

5.5.4 玉米生育期内根鞘的形成规律164

5.5.5 玉米不同轮次节根的根鞘、根际和原土体土壤中无机氮浓度和微量元素浓度165

5.5.6 根鞘形成对土壤粒径分布和pH的影响167

参考文献168

第6章 玉米根系对氮磷缺乏的适应性反应174

6.1 根系皮层空腔形成175

6.2 田间不同供氮水平对玉米根系根长和分布的影响176

6.3 玉米根系对硝态氮非均匀分布的响应180

6.3.1 玉米根系在生育后期仍然可以响应非均匀分布的硝酸盐180

6.3.2 不同根系类型响应非均匀分布硝酸盐的形态可塑性差异182

6.3.3 局部高浓度硝酸盐诱导玉米吐丝期节根上侧根起始的生理及分子机制184

6.3.4 局部高浓度硝酸盐诱导玉米不同类型根系侧根起始机制的差异191

6.4 根系对缺磷的形态和生理响应195

6.4.1 玉米和豆科植物根系对缺磷的形态响应195

6.4.2 玉米根系对缺磷的生理响应200

参考文献208

第7章 根系与土壤微生物相互作用217

7.1 丛枝菌根真菌对侧根起始的影响218

7.2 田间菌根真菌对玉米根系的侵染及受土层的影响219

7.3 根系转录组与根中的真菌群落结构223

7.4 土壤微生物对玉米生长及根系转录组的影响228

参考文献232