授粉期高温胁迫对夏玉米植株形态、叶片光合及产量的影响

针对黄淮海地区花期高温影响夏玉米安全生产的问题,本研究以热敏感型品种‘先玉335’为试验材料,以大田常温为对照(CK),设置授粉期高温处理(HT),研究授粉期高温胁迫对夏玉米植株形态、叶片光合特性、干物质积累与分配及产量形成的影响。结果表明:2021年和2022年,HT处理的冠层最高温度超过40℃的天数分别为7 d和8 d,高温处理期间冠层最高温度分别较CK高1.7~6.8℃和1.5~4.6℃。HT处理显著提高了夏玉米株高和穗位高,对茎粗和叶面积无显著影响,但延缓了生育后期叶片衰老,2021年和2022年成熟期的叶面积较CK分别显著提高34.69%和163.72%。高温处理期间,HT处理的玉米叶片气孔导度、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度显著升高(P<0.05,P<0.01),叶片羧化效率、气孔限制值和水分利用效率显著降低(P<0.05,P<0.01);叶片净光合速率随处理温度而变化,处理温度过高(一般>40℃时)则显著降低(P<0.05),反之则显著升高(P<0.05)或无显著变化,叶片整体光合性能下降。高温胁迫解除后,HT处理的叶片光合性能相关参数逐渐与CK趋于一致。经授粉期高温胁迫处理后,玉米茎秆、叶片、苞叶、穗轴和单株干重降低,其中穗轴干重降幅最大,而雄穗和花丝干重增加,使得干物质向茎秆、叶片、雄穗、花丝等部位的分配比例增加,而向穗轴的分配比例显著减少(P<0.05)。至成熟期,HT处理造成玉米籽粒和单株干重显著减少48.32%和16.71%(P<0.05),而玉米茎秆和叶片干重显著增加35.01%和9.48%(P<0.05)。HT处理的结实率和穗粒数分别显著下降54.43%和53.19%(P<0.05),百粒重显著提高10.13%(P<0.05),但籽粒产量显著降低46.82%(P<0.05)。综上,授粉期高温胁迫增强了玉米叶片气孔蒸腾,增加了胞间CO_(2)浓度,降低了叶片羧化效率和水分利用效率,导致植株整体光合性能下降,制约了光合同化物积累及向穗部的转移分配,导致结实率显著下降,穗粒数显著减少,制约了花后光合同化物从“源”(茎秆和叶片)向“库”(籽粒)的转运,最终导致籽粒产量大幅下降。

大喇叭口及灌浆期倒伏对夏玉米产量损失的研究

【目的】研究不同生育时期和倒伏类型对夏玉米干物质积累、产量及产量构成因素的影响,定量评估倒伏对夏玉米造成的产量损失。【方法】以浚单20为试验材料,开展2个生长季夏玉米倒伏田间控制试验,分别在大喇叭口期和灌浆期进行不同类型人工倒伏模拟。大喇叭口期倒伏处理为:轻度根倒伏(BR1)、重度根倒伏(BR2)、低节位茎倒伏(BSL)和高节位茎倒伏(BSH);灌浆期倒伏处理分别为:轻度根倒伏(FR1)、重度根倒伏(FR2)、低节位茎倒伏(FSL)和高节位茎倒伏(FSH)。研究倒伏后夏玉米的叶面积指数、干物质量、产量及产量构成因素(穗长、穗粗、秃尖率、穗粒数和百粒重)的变化,计算表征玉米受害程度的相对损失率。【结果】倒伏会显著降低叶面积指数,其中灌浆期茎倒伏损失率最大,成熟期叶面积指数较对照分别降低38.9%(FSL)和50.7%(FSH)。倒伏后地上部干物质积累量减少,除灌浆期轻度根倒伏(FR1)外,其他时期及类型倒伏总干物质积累量均显著降低(P<0.05),其中灌浆期茎倒伏处理干物质积累量降低最显著,乳熟后期总干物质积累量不增反降,分别较对照降低34.9%(FSL)和46.8%(FSH)。同时,倒伏影响干物质在茎、叶和穗中的分配,茎、叶干物质量所占比例增加,穗干物质量比例降低,其中灌浆期茎倒伏茎秆干物质量比例显著增高,较对照提高9.2%(FSL)和3.7%(FSH),穗干物质量显著降低,较对照减少9.9%(FSL)和7.0%(FSH)(P<0.05)。倒伏使穗变短、变细,秃尖增加。灌浆期倒伏穗长显著缩短,比对照短3—4 cm,穗粗显著降低(P<0.05),2年试验中除FSL(2012年)处理外,灌浆期倒伏的秃尖率均显著高于对照(P<0.05),大喇叭口期倒伏秃尖率与对照差异不显著,其中FSH(2011年)处理秃尖率最高,达27.4%。倒伏灾害同时影响穗粒数和百粒重,倒伏后均表现出减少趋势,与产量的相关系数分别为0.729和0.842(P<0.01)。受2年试验条件差异影响,2011年各倒伏处理的穗粒数显著低于对照,2012年仅灌浆期茎倒伏与对照差异显著。倒伏影响百粒重,其中灌浆期处理最显著(P<0.05)。穗粒数和百粒重与产量显著相关,相关系数分别为0.729和0.842(P<0.01)。倒伏显著降低产量,除大喇叭口期轻度根倒伏BR1外,其他倒伏处理的产量均显著低于对照(P<0.05)。大喇叭口期倒伏BR2、BSL和BSH产量损失率2年平均分别为13.9%、27.9%和27.1%;灌浆期倒伏FR1、FR2、FSL和FSH产量损失率,2年平均分别为29.0%、38.4%、45.0%和48.3%。【结论】相同倒伏类型,灌浆期倒伏较大喇叭口期倒伏影响更大;在同一生育时期,茎倒伏比根倒伏影响更明显,但茎倒伏高、低节位处理之间产量损失差异不显著。各倒伏处理的产量损失表现为灌浆期茎倒伏最高,大喇叭口期根倒伏最低。

基于降水距平的黄淮平原夏玉米干旱评估指标研究

以降水和产量资料为基础,研究确定了夏玉米干旱评估指标。首先对历史产量序列进行处理,利用三次多项式拟合趋势产量,分离相对气象产量;分析不同生育阶段降水距平和相对气象产量的相关关系,结果表明,玉米出苗~抽雄期降水距平与相对气象产量呈显著的正相关;通过统计分析,建立了它们之间的回归方程,并结合农业干旱划分标准,确定了夏玉米生长季不同等级的农业气象干旱指标,即降水负距平〈20%、20%~50%、50%~80%、〉80%时,分别出现轻旱、中旱、重旱和严重干旱,产量分别减少〈10%、10%~20%、20%~30%、〉30%。

气候变化对河南省夏玉米主栽品种发育期的影响模拟

为模拟气候变化对夏玉米发育期影响,本文将河南省划分为4个夏玉米主栽区,分区进行主栽品种遗传参数调试验证,确定各区域品种平均遗传参数。将未来气候变化情景（A 2和B 2）下,2 0 2 0 s、2 0 5 0 s和2 0 8 0 s各时段的温度和降水增量加上基准值,模拟未来气候变化对河南省夏玉米发育期的影响。模型调参验证结果表明：各区域品种遗传参数存在一定差异,豫西地区当前种植品种播种-开花所需积温高于其它地区,而豫北和豫东当前种植品种开花-成熟所需积温高于其它地区;各区开花期调参和验证误差R M S E为2-4 d,相对误差N R M S E均小于1 0%;各区域成熟期调参误差R M S E均小于4 d,验证误差R M S E为3-7 d,除豫西区外,各区域调参及验证期间的成熟期相对误差N R M S E均小于1 0%。表明C E R E S-M a i z e模型对河南省各区域夏玉米发育期模拟精度均较高。未来气候变化影响模拟结果表明：A 2和B 2情景下,夏玉米营养生长期平均缩短4.7 d和3.1 d,全生育期平均缩短1 2.9 d和8.6 d。夏玉米生育期缩短日数与各时段增温幅度趋势一致,全省4个区域中豫西区生育期日数缩短最多。

基于气候适宜度的河南夏玉米发育期预报模型

准确预报作物发育期是开展农业气象条件分析评估和灾害监测预警等工作的基础,利用河南省19个农气站1981-2006年夏玉米发育期观测资料和地面气象观测资料,建立综合温度、降水、日照三要素的气候适宜度评价模型,构建基于气候适宜度的夏玉米发育期预报生理指标及预报模型。利用2007-2010年观测数据对模型的预报结果进行验证,结果表明,各发育阶段持续日数模型的预报值与观测值吻合度较高,二者相关系数除抽雄-乳熟期稍低呈显著相关外,其它发育阶段均为极显著相关。各发育阶段持续日数预报值与观测值之间绝对误差(ABSE)在1.8～2.9d,标准误差(RMSE)在2.8～3.9d,七叶-拔节期预报精度最高,标准误差(RMSE)为2.8d,乳熟-成熟期稍差,RMSE为3.9d。模型的预报精度基本能满足业务服务的需求,具有推广应用价值。

河南省夏玉米生长季农业气候资源变化分析

为充分合理利用气候资源,评估气候变化对玉米生长的可能影响,利用河南省118个气象站1961-2008年气象观测资料,对夏玉米生育期内光、温、水气候资源的年际变化趋势及变化幅度的空间分布差异进行了分析。结果表明:河南省光能资源空间分布由北向南逐渐减少,年际间下降趋势显著,平均每10a太阳辐射减少50.2MJ/m2,日照时数减少37.6h。热量条件稍有改善,播种开始日期显著提前,平均每10a提前2d;可生长日数显著增加,平均每10a增加2.85d;适宜生长日数变化趋势不明显,但年际间波动增大;近50a夏玉米生育期大部分地区积温总体表现为减少趋势,但20世纪80年代中期后以增加趋势为主,空间分布上豫西、豫西南减少显著,平均每10a减少20℃.d以上。降水年际间波动较大,呈不明显的增加趋势。总体来看,光照资源减少,热量条件年际间波动性增大,降水时空分配更加不均,增加了多种灾害发生的可能性,加大了玉米生产的气候风险。应通过筛选品种、调整播期、改进生产措施等途径趋利避害,保障玉米高产稳产。

河南省近20年土壤湿度的时空变化特征分析

利用自然正交函数(EOF)分解、相关分析、趋势倾向率分析等方法,对河南省近20 a土壤湿度的时空变化特征进行了分析。通过建立土壤湿度同温度、降水的多元回归方程,来量化土壤湿度同温度、降水的关系。分析表明:土壤湿度的空间分布有比较明显的差异,总体上由南向东北和西北两个方向逐渐降低;土壤湿度的年际变化有不太显著的下降趋势;年内不同季节土壤湿度有不同的变化趋势,其中春季土壤湿度小,夏季开始升高,进入秋冬逐步保持在较高水平。土壤湿度与降水成显著的正相关,同温度成显著的负相关。各季节影响土壤湿度变化的主要因子为:春季受温度回升影响而降低;夏季随降水增多而增大;秋季继续缓慢上升,主要由降水的缓慢累积所造成;冬季由于温度低,土壤湿度变化不大。

河南省夏玉米大风倒伏气候风险分析

利用1971-2010年近40 a的气象资料,首先分析了影响夏玉米倒伏的两个主导因子——大风日数和大雨日数的变化特征。然后分析了不同生育阶段不同程度倒伏的发生概率及其空间分布,最后进行了夏玉米大风倒伏的综合气候风险区划。结果表明:(1)近40 a夏玉米生长季大风日数显著下降,西北部渑池、孟津地区和南部的信阳一带大风日数较多;大雨日数变化趋势不显著,空间分布呈西北向东南方向显著递增的趋势。(2)不同倒伏等级中,轻度倒伏发生的概率最大,全生育期平均达44.2%;乳熟-成熟期倒伏发生概率明显高于其他生育阶段,达到28.7%。(3)综合气候风险高风险区主要分布在豫南最南部,低风险区主要分布在豫西的卢氏、伊川等地以及豫北的沁阳、林州、濮阳一带和豫东的商丘、太康等地。

河南省人体舒适度气候指数分析

以河南省24个站点1961 2005年近50 a气象资料为基础,利用人体舒适度气候指数评价模型,计算获得各点舒适度气候指数。在此基础上,分析了河南省人体舒适度的年变化特征和各季节空间分布规律、不同季节人体舒适度年际变化与温度变化的相关性、人体舒适度指数距平值的年际变化,以及不同地区体感"舒适"天数的年际变化。

基于CI指数的河南省近40a干旱特征分析

基于河南省113个气象站1970-2007实测气象资料,利用气象干旱综合指数对河南省近40a的干旱特征进行了统计分析。首先计算了历史逐日的C I指数,统计近40 a各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件,在此基础上统计了河南省历年各地区干旱发生的频率、覆盖范围,分析了干旱发生范围的年际变化和不同强度干旱的空间分布特征。分析结果表明：河南省伏旱发生频率最高为63.6%,冬季干旱发生频率最低为48.8%,春旱和秋旱发生频率相近,分别为55.4%和56.9%;全省大范围干旱发生的年份春季和秋季较多分别有9 a,冬季最少只有5 a;春季豫北各等级干旱发生天数均较高,夏季和秋季全省易发生大范围轻旱,重旱发生较少,冬季轻旱和中旱呈显著的纬向分布,南少北多,和降水的分布有较好的负相关性。

基于气象关键因子的河南省夏玉米产量预报研究

以河南省13个地市1990—2006年逐旬光温水气象资料为基础,通过相关分析确定了影响河南省夏玉米产量的关键气象因子,建立了7月中旬—9月中旬的夏玉米气象产量预报模型。将全省由南至北划分为三个区域,分区回代1990—2006年资料对模型预报准确率进行回代检验,并利用2007—2010年资料对模型进行试报。检验结果表明,模型回代准确率全省为88.4%,不同区域间回代准确率差异明显,北部最高92.9%,中部次之87.4%,南部最低83.4%,分析原因主要受夏玉米产量年际波动的影响;模型预报准确率全省为94.9%,各区域差别不大,基本在95%左右。

基于气候适宜度的河南省夏玉米产量预报研究

从夏玉米不同发育阶段所需的光、温、水等生物学特性出发，构建了河南省夏玉米气候适宜度模型，计算了1980—2007年全省13个主产省辖市夏玉米生长季综合气候适宜度；根据各阶段气候适宜度与夏玉米产量的相关关系，建立了以旬为步长的夏玉米产量预报模型，并利用2008—2012年数据进行预报检验。结果表明，气候适宜度指数与夏玉米产量呈显著正相关，气候适宜度变化能较为客观地反映夏玉米产量水平及其动态变化。1980—2007年各省辖市模型回代检验准确率为87．5％～94．6％，全省平均为91．8％，2008—2012年各省辖市预报准确率逐旬平均为92．3％～98．4％，全省平均为96．0％，能基本满足农业气象业务服务需求。

RCP情景下河南省夏玉米产量的变化及适应措施

【目的】准确预估未来气候变化条件下河南省夏玉米产量的变化,探索保障河南省夏玉米生产可持续发展较为有效的适应措施。【方法】将河南省划分为4个夏玉米主栽区,引入未来气候变化情景数据,分别为基准气候条件(RCP rf,1951-2005)和未来(2006-2050)RCP 4.5(中)、RCP 8.5(高)两种浓度路径(RCPs)情景。利用CERES-Maize模型模拟未来气候变化对河南省夏玉米潜在产量和雨养产量的影响。以作物模型和气候情景数据为基础,分别模拟改变种植密度、调整播期和优化灌溉方式3种适应措施的增产效果。【结果】未来不同气候变化情景下,河南各地区夏玉米潜在产量较基准条件降低6.1%~18.1%(RCP 4.5)和14.3%~24.6%(RCP 8.5),其中RCP 4.5情景下豫北减产最高(15.9%),RCP 8.5情景下豫东减产最高(21.1%);夏玉米雨养产量较基准条件降低5.1%~28.5%(RCP 4.5)和8.3%~28.9%(RCP 8.5),豫东减产最高,减产率分别为20.1%(RCP 4.5)和24.4%(RCP 8.5);不同气候变化情景下,夏玉米潜在和雨养产量差在0~2814 kg/hm 2(RCP rf),0~1868 kg/hm 2(RCP 4.5)和0~2132 kg/hm 2(RCP 8.5),豫北产量差最高,豫西南降水较充足产量差最低,豫北和豫西产量差较基准条件降低,豫东产量差略增加。通过改变种植密度、调整播期和优化灌溉方式等措施,探讨不同适应措施的应用效果表明,种植密度每增加1万株/hm 2,夏玉米潜在产量增加3.8%~4.0%(豫北和豫东)和5.2%~5.6%(豫西和豫西南);雨养产量增加3.2%~3.7%(豫北和豫东)和5.2%~5.5%(豫西和豫西南)。播期推迟10 d,夏玉米潜在产量各区分别提高1.6%~9.5%(RCP 4.5)和2.7%~8.5%(RCP 8.5),雨养产量各区分别提高3.8%~13.2%(RCP 4.5)和5.4%~13.1%(RCP 8.5)。优化灌溉措施更适用于豫北和豫东,最高可分别增产31.4%,19.4%(RCP 4.5)和34.2%,16.9%(RCP 8.5)。【结论】未来RCP情景夏玉米潜在产量、雨养产量较基准气候条件均降低;增加种植密度、播期推迟10 d可实现增产,在播种期和拔节-抽雄期2个阶段同时灌溉,可提高水资源利用效率。

VEGF基因转染同种异体骨髓间充质干细胞治疗心肌梗死的实验研究

目的探讨血管内皮生长因子(VEGF)基因转染同种异体骨髓间充质干细胞(MSCs)对猪急性心肌梗死(AMI)血管再生和心功能的影响。方法体外分离、纯化、培养猪骨髓MSCs,以PCNA染色标记细胞;制备、抽提、纯化质粒pd-VEGF。用球囊堵闭及拉伤冠状动脉法建立AMI模型1w后,随机将其分为4组(n=4),进行经冠状动脉途径移植MSCs和/或VEGF转染。组Ⅰ:给予转染VEGF腺病毒的MSCs移植;组Ⅱ:单纯MSCs移植;组Ⅲ:VEGF转染;组Ⅳ:DMEM对照组。4w后行免疫组化和超声心动图检查。结果组Ⅰ及组Ⅱ在梗死区及缺血区均可见较大量的PCNA标记的移植细胞。Ⅷ因子染色阳性的新生血管密度:组Ⅰ>组Ⅲ>组Ⅱ>组Ⅳ。4w后LVEF值:组Ⅰ>组Ⅱ>组Ⅲ>组Ⅳ(均P<0.01)。结论VEGF基因转染同种异体骨髓MSCs移植猪心肌梗死区及缺血区促进血管再生及心肌细胞的再生,改善心功能。

基于CI指数的2008年河南省麦播后气象干旱演变分析

针对2008年麦播后至2009年1月河南全省范围的大面积干旱,引入气象干旱综合指数CI进行2008年麦播以来的气象干旱演变分析。根据河南省113个气象站1951-2008年的气象资料及65个自动气象站2009年1月份气象资料,从气象干旱的角度分析了不同等级干旱的发生发展及其空间分布特征,并提出相应的抗旱措施和建议。

bFGF重组腺病毒转染骨髓间质干细胞促进VEGF的表达

目的探讨碱性成纤维生长因子(bFGF)重组腺病毒转染骨髓间质干细胞(MSCs)促进VEGF的表达。方法采用酶联免疫吸附(ELISA)法对转染bFGF重组腺病毒的MSCs实验用小型猪急性心梗模型血清中VEGF含量进行测定。结果细胞移植后即刻组Ⅰ与组ⅡVEGF含量无统计学意义(P>0.05),移植后第1w两者比较就有显著差异(P<0.01),而且组ⅠVEGF含量达高峰,第2w、第4w组ⅠVEGF含量与组Ⅱ比较差异仍有统计学意义(P<0.05)。结论bFGF重组腺病毒转染骨髓间质干细胞促进VEGF的表达。

黄淮海夏玉米籽粒机收适宜光温指标研究

机械粒收技术是现代玉米生产的关键技术,籽粒机收率低已成为黄淮海夏玉米全程机械化生产的主要限制因素。籽粒含水量是决定能否机械粒收的关键指标,但直接测定籽粒含水量工作量繁重,取样误差因素多,破坏性大。利用生理成熟后籽粒脱水速率与光温条件的拟合关系,通过建立不同品种达到机收标准所需光温指标来反推籽粒含水量,间接实现对籽粒含水量的动态监测,指导适时机收,可克服上述缺点,为促进夏玉米机械粒收技术发展,指导农业生产发挥重要作用。本研究选择24个鹤壁主要种植玉米品种为供试材料,采取统一授粉,每隔3 d连续测定籽粒含水量变化。利用播种至收获期积温和乳熟至收获期日照时数与不同时期籽粒含水量进行回归分析,建立各品种拟合方程,以籽粒含水量达到28%为适宜机收的阈值,推算相应的光温指标。研究结果表明,除‘新单38’外,籽粒含水量均表现为果穗上部<果穗中部<果穗下部,‘先玉335’、‘登海701’、‘德单5号’和‘新单61’果穗上中下各部分的籽粒含水量差别较大。各品种达到适宜机收标准时所需播种到收获期积温在2 941~3 147℃·d范围内变化,所需乳熟至收获期日照时数为179~235 h。将各品种光温指标分别排序,光照和积温确定的品种位次较一致。经检验各品种达到机收标准的光温指标与收获期籽粒含水量呈极显著正相关,表明研究建立的光温指标能准确反映各品种籽粒含水量的变化,可用来指导机收。根据各品种光温指标大小,‘新单65’、‘新单68’、‘登海618’、‘新单38’、‘隆平206’、‘登海3号’、‘先玉335’和‘新单80’等品种达到机收标准所需的光温条件较少,更适宜籽粒机收;‘豫禾988’、‘郑单958’、‘登海662’、‘登海518’、‘新单66’、‘登海605’、‘德单5号’和‘益丰29’,成熟后脱水较慢,相对而言较不适宜籽粒机收。

冬小麦生长适宜光温指标研究

根据华北地区45个农业气象观测站近25 a来的冬小麦生育期观测资料和同期逐日气象资料,通过标准化正态分布检验和偏态分布正态化处理,设定概率分布<50%和<80%为适宜或较适宜指标界限,最终确定了冬小麦关键生育阶段的适宜气象指标.指标包括春性、半冬性和冬性小麦品种进入某生育始期或生育普遍期的适宜平均温度、相邻2个生育时期间隔内的适宜积温和日照时数,可为冬小麦生育期预报及生育期内气象状况评价提供依据.比较各属性品种的适宜指标可知,随着小麦品种的冬性增强,大部分生育期适宜平均气温的指标范围也逐步升高,其中半冬性和冬性品种差异较小,春性品种较其他属性品种差异较大,平均偏低2℃;冬性品种分蘖-越冬-拔节期所需适宜积温均高于春性和半冬性品种,所需日照时数更明显高于其他2个属性品种.

老年慢性心衰患者神经内分泌激活与淋巴细胞内离子含量变化的关系及意义

目的 探讨老年慢性心衰 (CHF)患者在不同心功能状态下神经内分泌与淋巴细胞内离子含量的关系。方法 采用高效液相及放免法测定 CHF患者血浆去甲肾上腺素 (NE)、血浆肾素活性 (PRA)、血管紧张素 (AT )含量及外周血淋巴细胞内 K+、Na+、Ca2 + 、Mg2 + 离子含量。结果 CHF时血浆 NE、PRA、AT 含量增高 ,尤其 NE、AT 含量增高与心衰严重程度伴行。CHF时 NE含量增加与淋巴细胞内 K+含量呈显著负相关 (r=- 0 584,P<0 0 1 ) ,PRA含量增加与淋巴细胞内 K+含量呈显著正相关 (r=0 698,P<0 0 1 )。结论 提示 CHF时交感神经系统与肾素 血管紧张素系统过度激活。 NE、PRA、AT 含量变化参与心衰的病理生理过程 ,推测NE、PRA含量变化是影响淋巴细胞内 K+、Na+含量变化的主要因素之一。

基于Web的河南省农业气象指标查询系统

在对多年农业气象指标收集整理和试验验证的基础上,建立农业气象指标数据库,开发了基于Web方式的农业气象指标查询系统。该系统针对河南省主要的农作物——冬小麦、夏玉米和棉花进行全生育期"适宜"和"灾害"气象指标的浏览查询。系统操作灵活、简便,工作人员可通过互联网方便、快捷地获取所需指标。