我国北方玉米品种个体产量潜力与氮利用效率研究

采用大田试验,在低密度条件下,研究了我国北方1990年以来大面积种植的50个玉米主栽品种个体产量潜力和N利用效率.探测分析和正态分布检测结果表明,单株籽粒产量(GY)、千粒重(KW)、单株生物产量(AB)、籽粒收获指数(HIG)、N利用效率(NUE)和N收获指数(HIN)6个指标分别符合正态分布N(265.1,44.502)、N(322.3,36.912)、N(515.8,64.732)、N(0.514,0.062)、N(43.0,5.372)和N(0.643,0.062),其变化范围为GY198.35～345.22g/株、KW241.50～391.82g/1000粒、AB402.34～712.84g/株、HIG0.39～0.63、NUE31.18～57.35kggrain·kg-1N和HIN0.47～0.74.相关分析表明,产量与NUE高度正相关(偏相关系数0.471,P=0.01),而籽粒千粒重与NUE呈显著性负相关(Pearson相关系数-0.427,P=0.002).对GY和NUE进行分层聚类,将北方玉米品种划分为高产高NUE型、低产低NUE型和中间型,目前高产高NUE型玉米品种相对较少,仅占24%.

我国玉米品种更替过程中根系时空分布特性的演变

采用土柱栽培与大田试验相结合的方法 ,研究了我国 2 0世纪 5 0年代以来生产中大面积推广应用的玉米品种根系时空分布特性。研究指出 :玉米根系的生长动态符合水蒸汽压力模型 (Vapor Pressure Model) ,1990 s品种根系干物质积累量随生育进程的推进增加迅速 ,直到成熟期仍维持较高水平 ,开花后根重持续时间长 ,且在深层土壤中的优势明显。在深 40～ 10 0 cm土层内根系重量 1990 s品种分别比 1970 s品种和 195 0 s品种高出 75 %和10 6 0 % ,当代品种根系在深层土壤中所占比率也明显增加 ;在距离植株 0～ 10 cm的水平范围内 ,当代玉米品种根系分布数量多、比率大。随玉米品种更替根系的空间分布呈“横向紧缩 ,纵向延伸”的特点。

我国玉米品种更替过程中根系生理特性的演进 Ⅰ.根系活性与ATPase活性的变化

我国 195 0 s～ 1990 s期间主要推广玉米品种 (Zea mays L .)根系活力随播种后天数的变化可用高斯模型作较好地模拟 ,根系活力随生育进程的推进先增后降 ,呈单峰曲线变化 ,在籽粒灌浆期 (播种后 6 7～ 74天 )达到高峰 ;上层 (0～ 2 0 cm )根系活力高于下层。随玉米品种更替根系活力增强 ,在 4 0～ 10 0 cm根层和生育后期更为突出。对根系生长的高斯方程积分 ,求得“根系活力日积”(RVDI) ,当代品种各生育阶段的 RVDI远高于 1970 s和 195 0 s品种 ,且在灌浆期间 (播种后 6 7天至 90天 )这种差别最大。根系中可溶性蛋白含量、 ATPase活性随品种更替呈递增趋势 ,且在距离植株 10～ 15 cm的横向空间内活性提高最大 ,当代品种在 10～ 2 5 cm的横向空间内

我国不同年代玉米品种开花后叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用的演进

通过比较研究我国50年代、70年代和90年代的几个主栽玉米(Zea mays L.)品种开花后叶片中抗氧化保护酶活性的变化得出:随品种更替叶片SOD、CAT和POD活性增加,膜脂过氧化产物MDA含量降低,在生育后期这种趋势愈加明显,不同叶位间以中下部叶片尤为显著.这些特征可能是近代玉米品种高产抗逆的有利因素之一.

我国玉米品种更替过程中根系生理特性的演进 Ⅱ.根系保护酶活性及膜脂过氧化作用的变化

采用土柱栽培与大田试验相结合的方法 ,研究了 2 0世纪 5 0年代以来我国主要推广玉米品种 (Zea mays L.)根系抗氧化保护酶活性的演进特性。研究表明 :随玉米品种更替 ,根系 SOD、CAT、POD等保护酶活性提高 ,膜脂过氧化产物 MDA含量降低 ,玉米品种更替的过程伴随根系清除活性氧的能力增强、衰老缓慢。当代品种根系 SOD、CAT活性在生育后期下降缓慢 ,显著高于 1970 s和 195 0 s品种 ,下层根系尤为明显。MDA含量则随生育进程的推进呈递增趋势 ,前期增加缓慢 ,后期增加迅速 ,上层根系高于中层和下层根系 ,生育前期品种间 MDA含量差异不显著 ,生育后期195 0 s品种显著高于 1970 s、 1990 s品种。当代品种具有更强的活性氧清除能力 ,后期膜脂过氧化伤害轻 。

我国1950s～1990s推广的玉米品种叶片光合特性演进规律研究

自 195 0 s以来 ,我国玉米 (Zea mays L.)产量以年递增幅度为 12 6 kg· hm- 2· a- 1的速率迅速提高。在高肥力自然光照条件下 ,通过对我国 195 0 s、1970 s、1990 s等 3个年代玉米主要推广品种的光合特性研究表明 :当代品种叶片光合速率高且高值持续期长 ,光合色素叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素等的含量高且持续时间长 ,与光合有关的蒸腾速率 (E)、细胞间隙 CO2 浓度 (Ci)、气孔导度 (gs)等也有较大改良 ,中下部叶片尤其明显 ;在生育后期 ,当代品种具有更高的光合优势。在品种更替过程中光合色素的组成比率没有显著变化 ,随品种更替生育后期当代品种细胞间隙 CO2 浓度低的原因不是气孔限制 ,而是叶片同化 CO2 能力增强的结果。

高油玉米花粉直感等遗传效应对普通玉米产量及品质的影响

通过大田试验筛选出了高油玉米为普通玉米单交种授粉来达到增产和提高普通玉米含油量、蛋白质含量的组合。所筛选出的 3个组合 (SN3×HO115、SN3×HO2 98、SN98_1×HO2 98)中 ,与普通玉米自身相比较 ,子粒产量分别提高 145 7 6、146 5 1和 136 3 1kg/hm2 ,油产量分别提高 2 96 1、32 3 3和 30 0 8kg/hm2 ,蛋白质产量分别提高 2 96 0、15 6和 389 6kg/hm2 。高油玉米的花粉直感及与普通玉米杂交的杂交优势效应在大田玉米生产中应用前景广阔。

玉米不同品种粗蛋白质含量与产量的研究

采用大田试验,对中国北方1990s以来种植面积较大的50个玉米品种粗蛋白质含量(CPC)进行了研究。通过探测分析和正态分布测试检测表明,秸秆CPC、籽粒CPC和整株粗蛋白产量(CPY)分别符合正态分布N(5.48,0.532)、N(9.42,0.792)和N(530.67,64.632),三者的变化范围分别为4.38%～7.09%、7.03%～11.00%和417.43～726.72g/plant。籽粒CPC与秸秆CPC相关性不显著(P>0.05)。对籽粒和秸秆的CPC进行分层聚类,将北方玉米品种划分为籽粒高秸秆低型(HGLS)、籽粒与秸秆双低型(LGLS)和籽粒与秸秆双高型(HGHS)。目前CPC双高的HGHS型品种相对较少,仅占20%,应当加强该类型品种的选育工作。

夏玉米硫素吸收与时空分布研究

夏玉米 ( Zea mays L .)植株硫的百分含量在一生中呈现前期高、后期低的变化趋势 ,有两个吸硫高峰期分别为 :拔节—大口、开花—乳熟期 ,分别占生育期吸收总量的 2 6.18%和 2 5.14%。拔节到大口期吸硫强度最大达 0 .4 39kg/ hm2·d,开花后仍保持较高的吸硫强度 (为 0 .184 kg/ hm2· d) ,形成百公斤籽粒需硫量为 0 .186kg。植株硫开花前主要分布在叶片、茎秆和叶鞘中 ,开花后分配转向以籽粒为主 ,籽粒中的硫有 2 6.19%来自其他器官的转移 ,其中对籽粒贡献最大的是叶片 ,开花后中上部叶片保持较高的含硫量、对硫的转移少 。

玉米抢茬夏直播免耕栽培技术

技术要点：玉米抢茬夏直播免耕栽培技术可以争取播种时间，减少劳动用工，提高播种质量，同时还减少了小麦秸秆焚烧现象，减轻了环境污染。主要技术为：1、麦收后立即用灭茬机进行麦茬处理，将麦秆切碎至3—5cm，均匀覆盖于地表。2、用国产中型免耕施肥精播机进行播种、施肥，播种时按照设计种植密度单粒播种或条播。3、选用中早熟高产优良玉米品种。

种植密度对全株玉米饲用营养价值的影响

通过设置7.50、11.25和15.00万株/ha3个种植密度,研究其对全株玉米饲用营养价值的影响。结果表明,随着种植密度的增加,单株的饲用物质产量显著降低,但群体鲜物质和干物质产量显著增加,且在高密度条件下可获得较高的籽粒产量。随着种植密度的增加,全株玉米的粗蛋白、粗脂肪和粗纤维含量差异显著,但粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物以及总能量的产量显著增加。合理的增加种植密度,并施用植物生长调节剂植物动力2003进行调控,可以改善玉米的植株性状,获得较高的饲用物质产量,提高全株玉米的饲用营养价值。

氮肥用量、时期对墨西哥玉米产量及饲用营养品质的影响

采用池栽方法研究了氮肥用量、时期对一年生夏播墨西哥玉米(Zea mexicana)产量和饲用营养品质的影响,并运用概略养分分析法来评价其饲用营养价值。结果表明,夏播墨西哥玉米生长季内刈割 3 茬,叶片对产量与品质的形成贡献最大;在中氮(300 kg·ha-1)和高氮(600 kg·ha-1)2 种水平下,氮肥用量对第 1 茬草产量的影响大,底肥肥效仅持续作用到第 2 茬的叶片;第 2 茬的茎鞘及第 3 茬的整个收获部分都表现追肥效应。增施氮肥提高了粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)的含量,降低了粗灰分(CA)、酸性洗涤纤维(ADF)的含量,氮肥水平对粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、无氮浸出物(NFE)及总能量(GE)的产量影响程度大于施肥时期,随着刈割茬次的增加,底肥肥效降低而追肥肥效增加;酸性洗涤纤维的产量随氮肥用量的增加而增加是由于干物质产量提高的幅度大于含量降低的幅度。在较高氮肥水平下,底肥一次施入有利于提高产量及其饲用营养品质。

生态因素对玉米品种产量影响及调控的研究

通过播期、覆膜调控 ,研究了不同生态条件下不同类型玉米品种的生长发育和产量表现 ,应用数理统计方法对生态因子与产量的关系进行了深入分析。试验结果如下 :不同生态条件下玉米产量差异达极显著水平。品种间产量差异不显著 ,适宜条件下不同类型高产玉米品种都能发挥高产潜力。高产条件下覆膜作用不明显 ,在产量水平较低的德州覆膜增产作用达极显著水平。积温是影响产量的主要因子 ;当前大田生产中花后光照不足是山东玉米产量的限制因子 ,并存在一定的高温胁迫。早熟品种登海 1号花后较耐高温 ;晚熟品种掖单 13对温度、光照变化反应敏感 ,花后高温、光照不足严重影响其产量。登海 1号花后最适日均温为 2 5 .4 1℃ ,掖单 13为 2 4 .15℃。

产量15000kg·ha^(-1)以上夏玉米灌浆期间的光合特性

【目的】探讨产量15000kg·ha-1以上夏玉米籽粒灌浆期的光合特性及其与产量形成的关系。【方法】在多年高产试验基础上,选用3个具有高产潜力的玉米杂交种,采用78000株/ha的密度大田种植。以地上生物量及其分配、果穗叶的光合特征参数来评价产量15000kg·ha-1以上的夏玉米光合生理活性;以Richards模型拟合籽粒灌浆过程。【结果】3个玉米杂交种均可实现15000kg·ha-1以上的高产,以先玉335(XY335)产量最高。对籽粒产量形成的Richards解析表明,籽粒灌浆启动快且高灌浆速率持续时间和生长活跃期(50d以上)长的杂交种更容易实现高产。产量15000kg·ha-1以上3个杂交种表现出灌浆前期净光合速率、PEPCase活性和RuBPCase活性较高,后期净光合速率、叶面积指数和可溶性蛋白含量下降缓慢的特点,整个灌浆期间叶绿素a/b比值始终较高。3个杂交种中XY335叶片光合生理活性最高,净光合速率和叶面积的高值持续期分别达50d和60d以上。【结论】在玉米高产高密度栽培条件下,重视叶片的光合生理活性的改善可提高光能利用效率,维持较高灌浆速率和较长活跃生长期,实现15000kg·ha-1以上的高产目标。

玉米花粒期群体光合性能与高产潜力研究

对两个高产潜力不同的玉米品种,在两种肥力条件下的研究表明:高产潜力大的玉米品种和高肥处理的植株,花粒期(开花—成熟)群体光合速率下降慢,高值持续期长。高产品种群体呼吸速率亦高,但群体呼吸占群体光合的百分数低,群体干物质净积累率高。花粒期冠层气孔导度和蒸腾速率以及根伤流量、叶绿素含量等主要生理指标,高产品种和高肥处理显著优于低产品种和低肥处理。高产潜力大的品种开花30天后,籽粒生长率高,有效灌浆期长。延长灌浆期的群体光合速率高值持续期和籽粒有效灌浆期是玉米高产的潜力所在。

施氮时期对夏玉米饲用营养价值的影响

采用盆栽法研究了施氮时期对玉米鲁单 5 0饲用营养价值及其生理特性的影响。结果表明 ,施用氮肥显著提高了玉米的生物产量、籽粒产量以及饲用营养品质。拔节期 1次施用氮肥可以获得较高的生物产量 ,有利于提高作为青饲 (贮 )饲料玉米的饲用营养价值 ;在拔节、大口 (或开花 )期 2次或拔节、大口、开花期 3次施氮肥 ,有利于提高作为粮饲兼用玉米的饲用营养价值。施氮时期对玉米的生理特性有着显著影响 ,拔节、大口 (或开花 )期分 2次或拔节、大口、开花期分 3次施氮肥的玉米 ,从乳熟期到蜡熟期保持较高的叶面积指数 ,功能叶片硝酸还原酶(NR)、过氧化氢酶 (CAT)、超氧物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)活性较高 ,生育后期尤其明显 ,利于玉米籽粒产量的提高和饲用营养品质的改善。

遮荫对夏玉米产量及生长发育的影响

在大田条件下研究了不同时期和不同程度遮荫对夏玉米产量及生长发育的影响.结果表明,遮荫显著降低玉米产量.不同时期遮荫对其影响不同,花粒期(从开花到成熟期)遮荫的影响最显著,农大108(ND108)和掖单13号(YD13)遮荫50%、90%处理分别减产67.5%、79.4%和82.9%和86.7%,其次是穗期(从拔节到开花期)遮荫,ND108和YD13分别减产34.1%、55.3%和47.2%、65.7%,而苗期(从出苗到拔节期)遮荫对其影响相对较小,ND108和YD13分别减产16.9%、24.5%和18.9%、24.3%.遮荫对YD13产量的影响大于ND108.遮荫时期对玉米产量的影响显著地大于遮荫程度.遮荫后两个玉米品种的生育进程都延迟,并随着遮荫程度的增加,对其影响加剧.穗期遮荫显著影响玉米的穗分化,花丝数和雄穗分枝数显著降低,对YD13的影响大于ND108.苗期和穗期遮荫显著抑制玉米叶面积、株高和茎节的生长.

甜质型与普通型玉米籽粒发育过程中糖代谢相关酶活性的比较

对甜质型(ZeamaysL.SeccharataSturt)和普通型玉米(ZeamaysL.IndentataSturt)籽粒发育过程中蔗糖代谢和淀粉合成相关酶活性的变化动态进行了比较研究。结果表明,甜质型玉米籽粒发育过程中,蔗糖合成酶(SS)(包括合成与降解两个方向)和酸性蔗糖转化酶(Invertase)活性高于普通型玉米。甜质型玉米籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性高于普通型玉米,而束缚态淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)和淀粉脱分支酶(SDE)活性低于普通型玉米,甜质型玉米SDE活性低是大量积累水溶性多糖(WSP)的直接原因,总淀粉积累量少和直链淀粉比例小是GBSS、SBE、SDE综合作用的结果。

弱光胁迫对玉米产量及光合特性的影响

通过在玉米授粉前0～14d、授粉后1～14d、授粉后15～28d3个时期分别进行遮光处理,研究了弱光胁迫对两个玉米品种费玉3号和泰玉2号产量及光合特性的影响.结果表明:各时期弱光胁迫均使玉米产量降低,其中授粉前0～14d弱光处理的产量降幅最大,费玉3号对弱光胁迫的反应较泰玉2号敏感.弱光胁迫后籽粒灌浆高峰出现时间延迟、灌浆速率慢、积累量小;弱光胁迫开始的时间越早,籽粒达到最大灌浆速率的时间(Tmax)越晚.弱光胁迫期内,玉米Chl(a+b)、Chla/b、光合速率(Pn)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ФPSⅡ)显著下降,Chlb相对含量提高,胞间二氧化碳浓度(Ci)和非光化学淬灭系数(NPQ)则显著上升;胁迫结束后,玉米Chl(a+b)、Chla/b、Pn、Fv/Fm、ФPSⅡ、Ci和NPQ逐渐恢复接近自然光照条件(CK)水平,而Chlb相对含量下降.表明非气孔因素是弱光胁迫下玉米光合速率降低的原因之一.