麦茬处理方式对夏玉米(Zea mays L.)根际生物活性的影响

通过两年3点的大田试验,研究了不同麦茬处理方式(平茬、立茬、除茬)对夏玉米(Zea mays L.)根际生物活性的影响。结果表明:不同麦茬处理的夏玉米根际微生物数量、土壤蛋白酶和脲酶活性均呈先升后降的变化趋势,且在吐丝期达到最大值,但在不同生育时期,不同处理间有所差异,趋势为平茬>立茬>除茬,且苗期差异较大,后期逐渐减小。麦茬处理方式对夏玉米田土壤碳通量的影响也表现出同样趋势。

襄阳市夏玉米品种遗传多样性分析和综合评价

为充分了解和评价湖北省襄阳市种子市场上推广应用较好的夏玉米(Zea mays L.)品种的优良特性和综合表现,为该地选育、推广优良夏玉米品种提供参考依据,对襄阳市种子市场上推广应用较好的20个夏玉米品种的13个农艺性状进行了遗传多样性分析及综合评价。结果表明,13个性状的变异系数为3.77%~58.67%,其中出子率的变异系数最小,秃尖长的变异系数最大;各性状遗传多样性指数变化幅度为1.59~1.97,果穗直径的遗传多样性指数最小,百粒重的遗传多样性指数最大,但整体来说各性状的遗传多样性指数都较小,品种遗传变异丰富程度一般。主成分分析中5个主成分因子累计贡献率达89.897%,并以此建立综合评价模型,计算品种综合得分,结果显示得分较高的夏玉米品种有先之源66、鼎优220和沃玉3号。夏玉米品种的聚类分析结果表明,20个品种可以划分为六大类。

酸雨胁迫对玉米种子萌发及其生理机制的影响

采用人工配制pH=2.0、3.0、4.0、5.0、6.0和7.0(对照组,CK)的人工模拟酸雨培养玉米种子,通过对种子发芽率、发芽势、发芽指数以及种子萌发后贮藏物质消耗率、运转效率等数据的分析,探明酸雨胁迫对玉米种子萌发及其生理机制的影响。结果表明:pH=5.0人工模拟酸雨胁迫处理组玉米种子的发芽指标、贮藏物质消耗率和运转效率均较对照组显著提高,而其他pH值人工模拟酸雨胁迫处理组玉米种子的发芽率、发芽势和发芽指数均显著下降;在萌发过程1-7 d内,所有人工模拟酸雨胁迫处理组玉米种子的呼吸强度均呈“先增后降”的趋势,而细胞质膜透性均呈“持续增加”的趋势;酸雨胁迫显著抑制玉米种子发芽率的pH阈值为3.0,显著抑制玉米种子发芽势、发芽指数、贮藏物质消耗率、贮藏物质运转效率和呼吸强度的pH阈值均为4.0,显著提高玉米种子细胞质膜透性的pH阈值为4.0。

群体密度对玉米茎秆抗倒力学和农艺性状的影响

适当增加种植密度是提高玉米产量的重要途径之一,而倒伏是玉米增加群体密度的主要限制因素。2005—2006年以茎秆抗倒伏性不同的3个品种(稀植大穗型品种京科519、耐密抗倒型品种登海3719和当地主栽品种农大108)为材料,设3.0、5.25、7.5、9.25、12.0万株hm-25个密度处理,研究了种植密度对茎秆的抗倒力学和农艺性状的影响。结果表明,随着群体密度的增加,茎秆的压碎强度(SCS)和外皮穿刺强度(RPS)以及节间直径、干重(DW)、干物质百分比、单位茎长干物质重(RDWL)显著降低,而节间长度有所增加,以上这些变化在供试品种间存在着明显的差异;茎秆抗倒力学性状随群体密度呈指数曲线(y=aebx)变化。茎秆抗倒力学性状与农艺性状密切相关。节间伸长慢且节间变细可能是耐密品种在高密度群体下的适应性表现,而节间干物质积累、尤其高位节间的干物质积累较高的品种抗倒伏能力强。在玉米抽雄前1周茎秆第4节间及其以上节间干物质百分比大于7.5%,单位茎长干物质重(RDWL)高于0.2gcm-1时较为抗倒。逐步回归分析表明,单位茎长干物质对茎秆压碎强度(SCS)和外皮穿刺强度(RPS)的正向影响最大,可以作为玉米抗倒伏品种选择的重要农艺指标。

不同群体结构夏玉米灌浆期光合特征和产量变化

大田试验以夏玉米为试料,采用裂裂区试验设计,密度设计包含75000、90000、105000株/hm23个密度作为主区,每个密度处理包括:①等行距60 cm×单株留苗,②等行距60 cm×双株三角留苗,③宽窄行距(宽行70 cm+窄行距50 cm)×单株留苗和④宽窄行距×双株三角留苗共12种方式进行处理,测定光合及叶绿素荧光参数。研究不同群体结构对夏玉米灌浆期群体光合特性的影响。结果表明,在吐丝期,随着种植密度的增加,群体光合速率提高;蜡熟期以90000株/hm2最高,种植方式上表现为宽窄行大于等行距种植,双株留苗种植方式大于单株种植方式,差异均达到显著水平;随着种植密度的提高,群体内3个层次叶片最大光能转换效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)逐渐降低,种植方式基本表现为宽窄行大于等行距,留苗方式表现为双株大于单株。试验条件下,以90000株/hm2,宽窄行,双株三角留苗产量最高。

夏玉米光合特性对氮素用量的反应

随氮素用量增加,植株下位叶、穗位叶和上位叶的光合速率(Pn)、叶绿素含量(Chl)、可溶性蛋白含量(Pro)、Hill反应活性、Ca2+-ATPase活性、Mg2+-ATPase活性和PEPCase活性均不断增大。植株不同叶位Pn和Pro随生长进程均不断下降;不同叶位Chl的变化动态表现为下位叶在各测定时期之间差异较小、穗位叶和上位叶为单峰曲线。Hill反应活力、Ca2+-ATPase活性和Mg2+-ATPase活性的变化规律不同,随生长进程表现不断下降、单峰曲线和双峰曲线等不同形式。各叶位PEPCase活性均表现单峰曲线型变化。随氮素用量增加,叶源量、生物产量和籽粒产量不断增加。适量施氮具有全面改善玉米光合效率和内在生理、生化过程的作用。Ca2+-ATPase活性是影响光反应活力的重要因素;在叶片生长前中期,Pn受到PEPCase的影响较小,主要受到光反应活力和暗反应效率的调控。可采用叶源量作为玉米单株生产力的参考诊断指标。

黑龙港流域玉米不同生育阶段气象因子对产量性状的影响

明确玉米生长发育不同阶段气象因子与产量的关系,有助于确定区域最适播期。通过调整播期来改变玉米生育期内气候条件,对于抵御阶段性不良气象因子的胁迫并最终实现高产目标有重要意义。本研究以郑单958为试验材料,于2009年至2010年在黑龙港地区中国农业大学吴桥试验站进行分期播种试验,分析产量及产量构成因素与不同阶段气象因子的关系。结果显示:(1)由于年际间气象条件的差异,产量及其构成因素并非简单地随播期变化而变化。(2)在试验设定的高密度条件下,产量提升主要受千粒重的制约,穗粒数次之。(3)产量性状与不同生育阶段的多个气象因子显著相关。穗期、抽雄吐丝阶段的光照条件对穗粒数以及产量有影响;苗期、营养生长阶段气温日较差与产量显著正相关;抽雄吐丝前后的温度条件影响穗粒数;生育期总降水量影响穗粒数和千粒重的提升。该地区在调整播种时间、改进栽培措施时,上述关系应是考虑的重点。生产中可适当早播晚收,选用适宜的中晚熟品种,既可避开生育前期及籽粒形成阶段不利气象因子的影响,又可延长籽粒灌浆时间,充分利用该地区生育后期丰富的光热资源。

施氮时期对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

选用登海661(DH661)和郑单958(ZD958)为试材,研究了超高产条件下施氮时期对夏玉米子粒产量、氮素利用率以及转运特性的影响。结果表明,拔节期一次性施氮较不施氮增产不显著;随着施氮次数的增加产量显著提高,灌浆期施氮可以显著提高粒重,从而提高产量。拔节期、大口期、花后10 d按2∶4∶4施氮,DH661产量可达14188.9 kg/hm2;基肥、拔节期、大口期、花后10 d按1∶2∶5∶2施氮,ZD958产量可达14529.6 kg/hm2。生长期内分次施氮及灌浆期施氮可显著提高植株和子粒中氮素积累,延长氮素积累活跃期;同时可以显著提高氮素收获指数、氮肥农学利用率、氮素表观回收率和氮肥偏生产力。DH661和ZD958在2∶4∶4和3∶5∶2施肥方式下开花前和开花后氮素吸收比例分别为51∶49和60∶40。开花前分次施氮可显著提高氮素转运量和转运效率,灌浆期施氮可显著提高花后子粒氮素同化。DH661和ZD958在2∶4∶4和3∶5∶2施肥方式下花后氮素同化量分别占子粒吸氮量63.0%和50.5%。本试验条件下,DH661采用拔节期、大口期、花后10 d按2∶4∶4施入,ZD958基肥、拔节期、大口期、花后10 d按1∶2∶5∶2施入或拔节期、大口期、花后10 d按3∶5∶2施入可提高氮素利用率,实现高产高效。

播期对夏玉米生长发育及产量影响的研究

为给河北省有限光热资源的合理利用和夏玉米产量的提高提供理论依据,本试验以‘郑单958’、‘农大108’、‘DH-3719’3个不同生育期品种为材料,研究了不同播期对夏玉米植株形态指标、生育进程、干物质积累和产量的影响。结果表明：夏玉米提早播种,干物质积累量明显增加,株高、穗位高降低,茎秆变粗。播期对夏玉米产量影响明显,播期每提前1 d,灌浆时间延长0.74 d,千粒重增加10%~14.8%,产量增加9%~13.9%。在河北省光热资源条件下,夏玉米播期不应晚于6月15日,灌浆时间应保证在50 d以上。

种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响

研究了低、中、高3个种植密度对夏播玉米CF008、郑单958和金海5号碳氮积累、运转及氮肥利用的影响,以期通过密度调控碳氮代谢,实现产量与氮肥效率协同提高。结果表明,吐丝期茎叶总糖和全氮积累量和茎叶总糖和全氮的运转率均以中或高密度下较高,而籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均以中或低密度显著高于高密度。吐丝前地上部氮素积累量以中高密度下较高,但成熟期地上部总氮量及籽粒氮量均以中低密度较高,表明吐丝期后植株氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大。在中低密度下,3个品种夏玉米产量达10262～11461kghm?2,氮肥利用率达23.00%～34.11%。

施氮时期对高产夏玉米光合特性的影响

选用登海661(DH661)和郑单958(ZD958)为试验材料,研究了高产条件下施氮时期对高产夏玉米光合特性、产量和氮素利用率的影响。结果表明,分次施氮尤其是增加花后施氮较拔节期一次性施氮可提高产量9.3%—18.2%,氮肥偏生产力提高10.9%—17.5%。拔节期、大喇叭口期、花后10 d按2∶4∶4施氮,DH661产量可达14188.9 kg/hm2;基肥、拔节期、大口期、花后10d按1∶2∶5∶2施氮,ZD958产量可达14529.6 kg/hm2。分次施氮较一次性施氮可延长灌浆期LAI高值持续期。花后施氮20%—40%较一次性施氮穗位叶Pn、ΦPSⅡ、NPQ和ETR分别提高了10.8%—24.1%,16.6%—25.1%、29.2%—45.3%和14.4%—25.8%,并保持了灌浆期RuBPCase和PEPCase较高活性,延缓了叶片衰老,提高了光能利用率。DH661较ZD958在相同的施氮方式下花后具有更高的光合性能。分次施氮及花后施氮可显著改善两个高产夏玉米品种光合特性,提高氮素利用率,提高产量。

三个超高产夏玉米品种的干物质生产及光合特性

探明不同株高、穗位高具有超高产潜力(>15000kghm-2)夏玉米品种的物质生产及光合特性,有利于密植增产。本研究在多年高产试验基础上(连续3年达15000kghm-2以上),选用了登海661(DH661,低秆低穗位)、登海701(DH701,中秆中穗位)和先玉335(XY335,高秆高穗位)3个具有超高产潜力的品种进行试验。在一般高产条件下,这3个品种间产量无显著差异,但干物质生产特性的模型解析表明,DH661的产量潜力高于DH701和XY335,其活跃生长期比XY335长近3周。开花后光合特征参数显示,DH661光合作用与光能利用效率明显较高,尤其是当XY335进入生理功能速衰期时(开花后28d),DH661仍处于缓慢下降阶段,且具有较高的光合速率和光能利用效率,DH661的这一特性表明其具有更高的产量潜力。

麦茬处理方式对机播夏玉米的生态生理效应

为探求适合黄淮海平原机播夏玉米的最佳麦茬处理方式,采用大田试验,研究了麦茬处理方式(平茬、立茬、除茬)对机播夏玉米的生态生理效应。结果表明,平茬有利于提高土壤含水率、平衡和改善耕层土壤温度,较好地满足玉米生长对土壤温度和水分的需求。3展叶时,玉米叶面积、干物质重等指标都以除茬处理最好;6展叶时,平茬处理玉米的株高、单株干重、叶面积、光合速率均表现最优,产量也最高。所以平茬处理为机播夏玉米的生长提供了较好的生态条件,促进了夏玉米的生长发育和产量的提高,有很大的推广价值。

种植密度对夏玉米群体库源关系的影响

选用3个不同生育期的夏玉米品种,研究了不同密度处理下的库源变化,及库、源与产量之间的关系,以期揭示在有限的光热资源条件下的源库特征,找出产量的限制因子,为河北省夏玉米高产栽培提供理论依据。结果表明,群体叶源量和源生产能力随密度的增加而增加,但吐丝30 d后高密度（9.0万株/hm2）处理的群体叶源量下降较快。增加种植密度是增源的有效措施,减缓吐丝30 d后叶源衰老速度,增加源生产能力是高密度群体获得高产的基础。随密度的增加,单株结实粒数和粒重降低,但单位面积穗数、粒数及最大潜在库容量增加,高密度（9.0万株/hm^2）条件下比其他处理分别高出16.7%-103%,4.7%-87%,8.4%-73%,增加种植密度是获得最大潜在库容量的有效措施。提高单株结实粒数,增加粒重是高密度群体获得高产的保证。库源比随密度的增加逐渐降低,在高密度条件下,源和库均影响产量的形成,但库是限制产量的主要因子。增加种植密度、扩库强源是河北省夏玉米获得高产的重要措施和途径。

不同覆盖对夏玉米叶片光合和水分利用效率日变化的影响

在中国气象局农业气象试验基地,对留残茬和秸秆覆盖措施下夏玉米叶片光合作用和叶片水平上的水分利用效率进行了试验研究,以探索夏玉米在这两种方式下的节水抗旱高产的生理生态机制。试验结果表明:光合速率日变化差异主要表现在上午;下午虽不甚明显,但也是覆盖和残茬两个处理略高于对照,说明2种土表覆盖方式促进了该时段光合速率的提高。留残茬和覆盖能明显提高夏玉米叶片水平上的水分利用效率,尤其在下午表现更为明显,最终提高产量水平上的水分利用效率,使农田的光、温和水资源得以科学有效地利用。

麦茬处理方式对机播夏玉米播种质量及其前期生长的影响

为探求适合黄淮海平原机播夏玉米的最佳麦茬处理方式,于2005年、2006年采用大田试验,研究了麦茬处理方式(平茬、立茬、除茬)对机播夏玉米播种质量及其前期生长的影响。结果表明,除茬在播种深度、播深整齐度和出苗穴距均匀度方面表现较好,播种质量较高,但处理间没有显著性差异;三展叶时,玉米叶绿素含量、单株干物质重等指标都以除茬处理最好;六展叶时,平茬处理玉米的株高、单株叶面积、单株干重、光合速率均表现最优。综合而言,平茬处理能满足机播夏玉米的播种要求,有利于夏玉米的前期生长。

利用播期研究气候条件对黑龙江春玉米产量性状的影响

不同播期致使作物所处的气候条件不同,进而影响作物的生长发育和产量。本文以哲单37（特早熟,生育期113 d）、先玉335（中早熟,118 d）、郑单958（中熟,120 d）等3个玉米品种为试验材料,于2012年到2014年在黑龙江林甸县进行了为期三年分期播种试验,分析了玉米产量相关性状与各个生育阶段气象因子的关系。结果显示：分期播种对3个玉米品种均有影响,其中对早熟品种影响最大。播期主要通过影响玉米百粒重、穗长和秃尖引起产量的变化,贡献最大的因素是百粒重,总效应为0.847,其次是穗长,总效应为0.840,秃尖为负效应,总效应为-0.213。产量性状与气候条件相关性分析发现,玉米产量与抽雄~成熟期的日均温度、降雨呈显著正相关。因此在黑龙江第二积温带播种中早熟和中熟玉米品种（先玉335和郑单958）适当早播可增加抽雄~成熟期的日均温度,增加积温以达到增产的效果;晚播有利于避开早春易发生的干旱、冷害等自然灾害。采用偏最小二乘路径模型PLS-PM处理分析结果显示,播期对产量性状有较大的直接作用（0.763）,同时通过影响各生育期的气候和土壤条件间接影响产量。综上所述,在黑龙江西部地区影响玉米产量最关键的气象因子是抽雄~成熟期的温度和降雨,此时适量的灌溉更有利于增加产量。

缓控释肥对夏玉米生长及产量的影响

为探寻适合黄淮海地区夏玉米的简化栽培措施。采用大田试验,把缓释肥处理引入简化栽培。研究表明,不同肥料对夏玉米生长及产量的影响不同。该研究所用的缓控施肥处理(A)在株高、叶面积指数、根条数、干物质重、产量都高于分次施(B)和一次施(C)的2个一般肥料处理;分次施处理的上述各项指标都高于一次施处理。缓控施肥处理能有效的简化夏玉米栽培,但由于现在控缓施肥的成本较高,此处理的效益小于分次施处理的效益,但两者差异不显著。

麦茬处理方式对夏玉米光合特性的影响

采用两年三点的大田试验,研究了麦茬处理方式(平茬、立茬、除茬)对机播夏玉米光合特性及其产量的影响。结果表明,不同麦茬处理方式的夏玉米光合参数存在明显差异。夏玉米Pn、Gs表现为吐丝期最大,处理间表现为平茬>立茬>除茬;Tr在处理间表现为除茬>立茬>平茬,叶片水平上的WUE表现为为平茬>立茬>除茬;不同麦茬处理夏玉米的产量差异显著。

大行距双株栽培对玉米后期光合特性的影响

在大行距双株栽培条件下,玉米植株高度和穗位高明显下降,"棒三叶"的叶面积有所提高,穗位叶的叶面积显著提高,生育后期穗位叶和穗上叶的光合速率显著提高。对"棒三叶"叶片的叶绿素荧光诱导动力学参数研究表明,大行距双株栽培其光合能力增强,表现为实际光化学效率(Fv′/Fm)′比显著增加,从而增加光系统(PSⅡ)反应中心原初光能转化效率,提高电子传递速率(ETR)、φ光系统Ⅱ(φPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),促进非循环式电子传递,降低非光化学猝灭系数(qNP),提高光能利用率。