玉米茎秆和根系的协同抗倒性分析

为了系统分析玉米茎秆和根系的协同抗倒性,试验选用6个抗倒性不同的玉米品种为研究对象,设置了6.0、7.5和9.0×104株/hm^(2)3个种植密度,以田间茎秆的拉倒力和拉倒角度为抗倒性评价指标,与基部第三节间和根系的形态特征和物质积累量进行相关性分析,同时将基部节间性状与根系性状进行通径分析。结果表明:节间长、粗、单位长度鲜重、干重和各组分含量、根幅、支持根粗、根条数、根粗和根干重均与抗倒性评价指标显著正相关,其中节间粗(拉倒力:r=0.561^(**),拉倒角度:r=0.521^(**))、单位长度鲜重(拉倒力:r=0.520^(**))和干重(拉倒角度:r=0.562^(**))的相关性最大。节间粗和单位长度物质积累量与根干重和支持根粗等根系性状显著正相关,协同作用于植株的抗倒性。当种植密度增大,节间粗、单位长度物质积累量、结构根深、支持根粗、总根条数、根粗和根干重显著减小或减少,导致植株的拉倒力和角度显著减小,倒伏率显著增大。‘粒收1’‘创玉107’‘MC278’和‘京农科728’的节间粗(1.76、1.72、1.71和1.70 cm)、单位长度鲜重(2.9、2.7、2.4和2.5 g/cm)、干重(0.45、0.40、0.35和0.45 g/cm)以及其他与抗倒性相关的节间和根系性状较大,进而有较大的拉倒力(18.1、17.1、14.7和13.0 N)和拉倒角度(63.3°、56.7°、50.3°和49.6°);增密后拉倒力、拉倒角度以及与抗倒性相关的节间和根系性状变幅较小,故抗倒性和耐密性较强。本研究为保障玉米的高产稳产和提高机械化水平提供一定的理论依据。

不同玉米品种的茎秆性状对茎秆弹性和耐密性的响应

为了研究玉米茎秆性状与茎秆弹性和耐密性形成的相关性,进一步揭示植株抗倒伏机理,选用6个抗倒性不同的玉米品种为材料,设置了6.0万,7.5万,9.0万株/hm^(2)共3个种植密度,以田间茎秆拉倒角度为弹性评价指标,与植株和基部节间的形态特征,节间的解剖结构、物质积累量和力学特征进行相关性分析。结果表明,玉米株高、穗位高、基部节间长、粗、表皮厚度、硬皮组织厚度、维管束总数、小维管束鞘面积、单位长度鲜质量、干质量和各组分含量、穿刺和压折强度对茎秆拉倒角度有显著或极显著的影响,其中节间粗(r=0.521**)和单位长度干质量(r=0.562**)的影响最大。种植密度越大,节间粗、硬皮组织厚度、维管束总数、单位长度鲜质量、干质量、各组分含量、穿刺和压折强度越小或越少,茎秆的弹性越差,抗倒性越弱。不同品种间的茎秆性状存在显著差异,粒收1、创玉107、京农科728和MC278与弹性相关的性状优于其他品种,且随着密度的增大变幅较小,故茎秆弹性和耐密性较强。节间粗和单位长度干质量等性状对拉倒角度即有显著影响,增密后这些性状的变幅决定了茎秆的耐密性。

常用玉米杂交种的耐旱性研究

耐旱玉米种质的筛选是提高产量、保护自然资源及实现农业可持续发展的重要手段。以河北省生产上常用的14个玉米杂交种为材料,对各种质的子粒产量、干物量、雌雄穗开花间隔、穗位高/株高、叶片衰老指数等指标进行了综合考察,得出各种质的综合耐旱指数,对进一步筛选耐旱玉米种质有一定指导意义。

去叶影响玉米籽粒发育的生理研究

以玉米杂交种０４２５为材料，在授粉后第２天进行去叶处理，测定了处理后果穗中部和上部籽粒在籽粒形成期的粒重、呼吸、可溶性糖含量及乙烯释放量的变化。结果表明，不同程度去叶处理都影响了籽粒的发育，造成籽粒败育率的升高。相对于穗粒数而言，粒重的变化较小。处理明显降低了上部籽粒的呼吸强度及蔗糖浓度水平，同时也刺激了籽粒内源乙烯代谢。研究认为，去叶处理后顶部籽粒乙烯释放量的增加、呼吸强度及糖代谢活性降低与籽粒败育密切相关。

玉米籽粒小穗柄维管束发育状况与籽粒败育关系研究

以典型的顶端败育与正常类型玉米杂交种为材料，对果穗不同部位籽粒的发育动态及籽粒小穗柄维管束截面积进行了比较研究。研究认为：败育籽粒在其发育早期粒重就不及正常籽粒，约在授粉后８～１２ｄ（８～１２ＤＡＡ）停止发育转向衰退。对小穗柄维管束进行解剖观察发现，败育籽粒小穗柄维管系统发育较差，其维管束截面积明显小于中部正常籽粒。在败育完成后其小穗柄截面积仍有一定程度的扩大。败育籽粒早期蔗糖及淀粉含量明显低于正常籽粒。由此可见：顶端籽粒的败育并非主要源于输导系统发育不良，而与其较低的库活性关系更为密切。

玉米籽粒败育过程的激素变化

以典型的果穗顶端败育类型玉米杂交种为材料，对果穗中部正常籽粒与上部败育籽粒内源ABA，IAA，GAs和CTK进行测定表明：在授粉后0～8d阶段，不同类型籽粒间ABA，IAA，GAs的浓度无明显差异。在授粉后4～8d阶段败育籽粒的CTK含量显著低于正常籽粒。进一步测定乙烯释放量发现，在授粉后0～4d阶段2部位籽粒间已表现出明显的差异。结果显示，在正常与败育籽粒间内源激素的浓度变化具有一定的时序性，授粉后顶部籽粒高水平的乙烯释放可能是籽粒败育的诱导因素。

提高密度对根冠发育及其产量的影响研究

试验于2009-2010年在吉林省中国农科院公主岭试验站进行。以耐密玉米品种郑单958(ZD)和先玉335(XY)为材料,采用2种密度(52 500株/hm2(LD)和82 500株/hm2(HD))研究了不同处理单株和群体形态和生理指标的变化动态,通过田间根系挖掘的方法研究了根系性状在不同土层的分布状况和根冠比例关系。结果表明,随着密度增高单株性状变劣而群体质量提高,群体的叶面积和干物量显著增加。与低密度相比,高密度下根系分布呈现"横向紧缩、纵向扩展"的趋势。高密度下根长密度(RLD)显著增加,对各土层的水肥资源利用能力增强。根冠比是品种的特征性状,在同一时期不随密度改变而改变,不同品种有其适合的密度,先玉335的耐密性优于郑单958。根据研究结果,将东北春玉米从目前的52 500株/hm2提高到82 500株/hm2是可行的。研究阐明了高密度下高产玉米的生理基础,并对高产玉米栽培具有重要意义。

玉米籽粒败育过程的能量代谢研究

以典型的顶端败育类型和正常类型玉米杂交种为材料 ,对 2种类型果穗不同部位籽粒的能量代谢进行了双向比较研究。败育籽粒的呼吸强度在授粉后的 0～ 8d(0～ 8DAA)即明显低于同期发育的正常籽粒 ,到 8DAA之后呼吸强度明显减弱 ,进入表观衰败期。进一步对籽粒的ATP含量、ATPase活性测定亦表现出相同的趋势。研究认为 :在败育诱导期 (0～ 8DAA) 。

施氮和深松对春玉米根系性状的影响研究

试验于2009-2010年在吉林省中国农科院公主岭试验站进行。以耐密玉米品种郑单958为材料,采用2种密度(52 500株/hm2(LD)和82 500株/hm2(HD)),2个施氮水平(150 kg/hm2(LF)和300 kg/hm2(HF))研究了传统耕作方式和深松(40 cm)对玉米生长发育和根系的分布情况。结果表明:玉米的生长发育与密度、施氮水平以及耕作方式均有密切关系。在不同密度和施肥水平下,深松处理比传统耕作在植株总干物量、根系和籽粒产量等方面均有有利作用。深松有利于打破犁底层,根系在0～40 cm的分布明显优化。本研究阐明了在传统耕作条件下适度深耕增加产量的生理基础,并对高产玉米栽培具有重要意义。

玉米果穗矿质元素分布与子粒败育关系研究

以典型的顶端败育类型和正常类型玉米杂交种为材料 ,采用等离子体测试技术 ,比较测定了子粒败育前后在果穗上部及中部 9种矿质元素质量浓度的变化。结果表明 ,子粒各矿质元素质量浓度在同一时期不同部位间及不同类型相同部位间差异并不显著 ;各矿质元素质量浓度在穗轴中表现出与子粒相同的趋势 ;在子粒中B、Ca、K、Mg、P和Zn的质量浓度较高 ,而在穗轴中Co、Fe和Mo的质量浓度较高。矿质元素质量浓度的差异并非子粒败育的直接原因。

^(14)C-同化物在玉米果穗上的分布与籽粒败育关系

通过14C示踪方法,研究了在籽粒发育前期饲喂果穗叶后14C-同化物在植株及果穗不同部位的分布。结果表明,果穗是灌浆期的主要库器官;14C-同化物在果穗不同部位的分布不均一,在穗轴中14C-同化物的分布呈现为基部>中部>上部,而在籽粒中则表现为中部>基部>上部。顶端穗轴中糖分含量不低于中部穗轴(P>0.05),而败育粒中还原糖含量高于中部粒(P<0.05)。因此认为,顶端的败育可能并非源于营养供应不足,而应归因于籽粒库活性不足。

玉米籽粒发育与乙烯的释放

以顶端败育类型（3631）和非败育类型（0425）杂交种为材料，对其籽粒发育过程中乙烯释放量变化进行比较研究，结果表明，败育类型玉米果穗上部籽粒在授粉后0～8d阶段，发育状况中部优于基部、更优于顶部，而乙烯释放量则表现出顶部＞基部＞中部。采取乙烯处理进行籽粒离体培养也证明乙烯不利于籽粒发育，是引起籽粒败育的一个重要因素。

耐旱性玉米筛选的形态指标研究

试验以 2 0个CIMMYT选育的耐旱种质DTPWC9的不同株系为材料 ,对充足灌水、中度水分胁迫和严重水分胁迫几种不同供水条件下植株的一些形态指标与耐旱性的关系进行了研究。结果表明 :除子粒产量外 ,单株穗数、雌雄穗开花间隔、叶片衰老指数及叶片卷曲指数是耐旱性筛选的重要性状指标。研究结果对大田玉米耐旱性筛选具有指导意义。

玉米雌雄穗开花间隔影响穗粒数的潜在原因研究

玉米的雌穗与雄穗开花的时间常不一致 ,导致了雌雄穗开花间隔 (ASI)的产生。ASI的延长会导致玉米穗粒数的减少进而影响到产量。对同一品种而言 ,逆境会导致ASI的延长 ,但不同品种的反应并不一致。从植株内部的竞争、植株间的竞争、粒数与ASI的关系。

不同温度处理对离体培养玉米子粒发育的影响研究

以玉米杂交种农单5号和农大108为材料,采用玉米子粒离体培养的方法研究了不同温度处理对子粒发育的影响,并对子粒败育率、粒重、可溶性糖和淀粉含量进行了测定。结果表明,2个品种对温度影响表现出相同的趋势:与18℃、38℃相比,28℃下子粒发育最好,子粒败育率低、粒重高。在18℃和38℃下,子粒的可溶性糖含量高而淀粉含量低。28℃条件下较适合子粒的发育。

玉米籽粒败育与细胞保护酶类活性变化关系的研究

以典型的果穗顶端籽粒败育类型杂交种为材料，对果稳中部及上部籽粒在发育早期超氧化物酸化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性变化进行了比较研究。结果表明：与中部正常发育的籽粒相比，顶部败育籽粒POD活性较高而SOD，CAT活性较低。进一步分析籽粒丙二醛（MDA）和相对电导率的变化可知，败育籽粒在发育早期生物膜结构被破坏。这种膜质破坏可能与其较高的乙烯释放量有关。

玉米雌雄穗开花间隔与产量关系研究

以 2个热带玉米群体 Pool16、Pool18的不同世代种质为材料 ,分别种植在开花期充足灌水、中度水分胁迫和严重水分胁迫 3种水分梯度条件下 ,研究玉米的雌雄穗开花间隔 (ASI)与产量及其其它性状间的关系。研究表明 ,随水分胁迫程度的加强 ,产量与 ASI间的相关性增强。在严重胁迫条件下 ,二者的相关系数 r=- 0 .5 2 9* * ;在胁迫条件下 ,产量与每株穗数呈极显著正相关。

不同玉米种质对长光周期反应的初步研究

以典型的热带、亚热带、温带和高原玉米种质为材料 ,采用人工延长光照的方法 ,观测了各类种质对长光周期的反应。结果表明 ,随光周期由 13 3h延长至 17 5h ,不同生态型玉米种质表现出相同的变化趋势 ,即 :株高、穗位高增加 ,雄穗开花期及叶片衰老期延迟 ,雌雄穗开花间隔加长 ,单株穗数降低 ,总叶片数增多。不同生态类型种质对长光的敏感性表现为温带玉米 <高原玉米 <亚热带玉米 <热带玉米。

耐旱和低氮胁迫玉米种质筛选技术

耐旱和低氮胁迫玉米种质的筛选是提高产量、保护自然资源及实现农业可持续发展的重要手段。本文总结了国际玉米小麦研究中心在此方面的经验 。

玉米的雌雄穗开花间隔研究进展

在玉米开花期因受环境胁迫会导致果穗生长减缓 ,雄穗与雌穗的开花间隔加大。此现象称为雌雄穗开花间隔 (ASI) ,或吐丝延迟、同步性丧失、雄性先熟等。在胁迫条件下 ,玉米的产量与ASI呈显著的正相关。综述了前人在干旱、密植、低氮、及长光胁迫对玉米产量与ASI的影响。ASI的改变可能预示在开花期新形成的同化物在分配上的差异。ASI可作为抗逆玉米种质筛选的主要性状之一。