乙矮合剂对粒用高粱根系建构和产量的影响

塑造良好的根系结构是发挥高粱高产潜力,提高粒用高粱产量亟待解决的关键问题。为研究乙矮合剂(ECK)对高粱根系形态建构和产量的调控效用及其作用机制,2020-2021年设置田间试验,以中高秆型高粱品种辽杂19(Liaoza 19, LZ19)和矮秆型品种辽杂37 (Liaoza 37, LZ37)为试验材料,采用随机区组试验设计,设置高粱五叶期叶面喷施0.75 L hm^(–2)的ECK处理,对照喷施等量清水(CK)。结果表明,高粱根系干重从开花期后呈逐渐下降趋势,乙矮合剂(ECK)显著增加LZ19和LZ37灌浆期和成熟期根系干重,根系干重分别较CK增加11.4%和19.7%、10.6%和9.9%。在灌浆期,ECK提高LZ19在灌浆期的细根和中根(根系直径<4mm)根长和根表面积以及LZ37不同直径下的根长、根表面积和根体积;在成熟期, ECK提高LZ19的根长、根表面积、根体积和根系平均直径以及LZ37的根长、根表面积和根体积,并且2个品种的上述根系形态指标中粗根(根直径≥4mm)的增幅最大。相比CK,ECK处理下2020年和2021年LZ19增产3.3%和13.4%;LZ37增产11.4%和9.8%。综上, ECK处理促进了高粱根系发育、延缓了根系衰老并显著提高了高粱单产,可作为夏播区粒用高粱促根增产的重要栽培措施。

乙矮合剂对不同密度夏玉米花粒期叶片氮素同化与早衰的影响

为探讨乙矮合剂调控夏玉米氮素同化和防止后期早衰的生理机制,为建立华北夏玉米区密植高产稳产化学调控技术提供理论依据,2013—2014年在中国农业科学院新乡试验站,以中单909和浚单20为材料,设置乙矮合剂（ECK）和密度梯度处理,研究密度梯度对花后玉米穗位叶氮同化特征和早衰的影响,以及ECK的化学调控效应。结果表明,灌浆期（花后0-40 d）,穗位叶硝酸还原酶（NR）活性和谷氨酰胺合成酶（GS）活性随密度增加而显著下降;灌浆后期（花后30-40 d）,谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活性随种植密度增加而显著降低。穗位叶叶绿素相对含量、可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量在灌浆中后期（花后20-40 d）随种植密度增加而显著降低;两品种产量在7.5万株hm–2密度达最大值,7.5-10.5万株hm–2密度群体产量下降,高密群体易发生早衰。ECK处理显著提高了各密度群体灌浆中后期（花后20-40 d）穗位叶NR活性、GS活性、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量和叶绿素含量;显著提高了高密群体（7.5-10.5万株hm–2）GOT活性和GPT活性;较高密群体下（7.5-10.5万株hm–2）,中单909和浚单20较各自对照的增产幅度分别为5.59%-6.63%和6.73%-8.10%。ECK处理提高了高密群体夏玉米穗位叶片氮代谢关键酶活性及其产物含量,保证密植群体氮代谢正常进行,有效防止早衰及提高产量。综上所述,采用合理的种植密度并结合喷施乙矮合剂可作为华北夏玉米区高产栽培的重要技术措施。

乙矮合剂对不同密度夏玉米花粒期不同部位叶片衰老特性的影响

为探讨乙矮合剂对密植夏玉米叶片衰老及后期早衰的调控机制,建立华北夏玉米区密植高产稳产化学调控技术,以中单909和浚单20为材料,设置乙矮合剂(ECK)和密度梯度处理,研究密度梯度对夏玉米花粒期不同部位叶片衰老特性的影响与ECK的调控效应。结果表明,随密度增加,两品种花粒期单株叶面积减小且降幅增大;各叶位叶片的叶绿素相对含量和可溶性蛋白含量呈下降趋势;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性呈降低趋势;丙二醛(MDA)含量则呈增高趋势;上述指标在叶位和品种间存在差异。ECK处理显著提高各密度不同部位叶片SOD、CAT、POD活性和叶绿素相对含量及可溶性蛋白含量,显著降低MDA含量;单株绿叶面积降幅减小,叶片衰老进程延缓,衰老程度减轻。ECK处理后,较高密度群体下(7.5~10.5万株hm^(–2)),中单909和浚单20较各自对照分别增产5.59%~6.63%和6.73%~8.10%。因此,采用合理的种植密度结合喷施乙矮合剂可作为华北夏玉米区高产栽培的重要技术措施。

乙矮合剂对玉米产量和茎秆质量的影响

在大田条件下,玉米吉单209和郑单958拔节前叶面喷施生长调节剂乙矮合剂,试验表明,乙矮合剂处理缩短了玉米穗下部节间的长度,降低了玉米的穗位高,降低了植株的重心,增加了基部节间的茎粗和茎秆密度,提高了玉米茎秆的抗倒伏能力。同时,乙矮合剂在控制玉米株型的基础上,保持了低密度(6万株/hm2、7.5万株/hm2、9万株/hm2)条件下玉米的正常产量,提高了高密度(10.5万株/hm2、12万株/hm2)条件下玉米的穗行数和行粒数,显著提高了产量,使玉米子粒产量与茎秆质量得到了协同改善。

乙矮合剂对不同施氮量夏玉米根系形态构建和产量的影响

【目的】根系是玉米获取水分和养分的重要器官,塑造合理的根系结构是发挥玉米高产潜力的关键,也是目前玉米栽培研究中亟待解决的重要科学问题。乙矮合剂和施氮均会影响玉米根系发育,明确乙矮合剂对不同施氮量夏玉米根系形态构建和产量的影响,可为玉米高产高效栽培管理和合理施肥提供理论和技术依据。【方法】2019年和2020年分别在廊坊市燕郊镇大柳店村和北京市顺义区中国农业科学院顺义试验基地开展田间试验,以玉米单交种豫单9953为试验材料,采用裂区试验设计,设置乙矮合剂处理(ECK)和清水对照(CK)为主区;6个施氮水平0(N0)、96(N96)、132(N132)、168(N168)、204(N204)和240 kg·hm^(-2)(N240)为副区,研究乙矮合剂对不同施氮量夏玉米根系形态构建和产量的影响。【结果】施氮显著增加了根干重、气生根条数、根长、根表面积和根体积,相比不施氮处理,各施氮量下夏玉米根干重、气生根条数,根长、根表面积和根体积分别平均增加15.0%-25.2%、31.7%-71.7%、15.5%-30.8%、19.0%-40.9%和28.8%-54.0%。ECK处理下夏玉米根干重、根层数、1-2层根和气生根条数相比CK分别增加10.4%-17.0%、5.8%-12.6%、10.8%-3.9%和12.5%-79.6%;在根系形态构建上,相比CK,ECK处理下夏玉米根长、根表面积和根体积分别增加7.5%-21.0%、8.4%-29.3%和14.3%-38.8%,并且在中高氮水平(≥N204)根系直径在1.0 mm以上的根长增幅最大。ECK处理对2019和2020年N0-N168夏玉米单产无显著影响,显著提高了N204和N240夏玉米单产,与CK相比,在N204平均增加6.3%,在N240平均增加3.2%。相关性分析结果表明,夏玉米产量与粒数、千粒重、根长、根表面积和根体积呈极显著正相关,其中产量与根长相关系数最高。【结论】乙矮合剂和施氮协同促进了夏玉米根系发育,并提高了中高氮条件下夏玉米单产,在本试验条件下,6展叶期喷施乙矮合剂配施240 kg·hm^(-2)氮肥是适用于环京津地区的夏玉米高产高效栽培技术与氮肥管理方案。

聚糠萘合剂和乙矮合剂对小麦抗倒伏能力、产量与品质的影响

为研究聚糠萘合剂(PKN)和乙矮合剂(ECK)对小麦抗倒性、产量和籽粒品质的影响,于2017-2018年在中国农业科学院作物科学研究所试验中圃场开展田间试验,以4个小麦品种为材料,采用裂区试验设计,主区为小麦品种,副区为化控剂喷施次数,副副区为聚糠萘合剂、乙矮合剂和清水对照(CK)。设置小麦越冬前喷施1次(分别为PKN1、ECK1和CK1)、越冬前和起身期各喷施1次(分别为PKN2、ECK2和CK2)以及越冬前、起身期和齐穗期各喷施1次(分别为PKN3、ECK3和CK3)。结果表明,与对照相比,ECK2和ECK3处理显著缩短了基部节间,提高了倒4和倒5节间的茎粗和抗折力,增强了植株抗倒伏能力;PKN处理对小麦抗倒伏性能无显著影响。PKN处理下4个小麦品种的产量比对照增加1.00%~9.87%,其中PKN2和PKN3处理下单产分别显著增加5.51%和9.87%,PKN1、ECK1和ECK2处理均无显著差异,但ECK3处理比对照显著降低6.51%。相比对照,PKN处理提高了籽粒沉降值,增加了清蛋白含量,降低了醇溶蛋白含量,进而提高了谷醇比,其中PKN3处理最佳;ECK2和ECK3处理显著提高清蛋白和谷蛋白含量,显著降低醇溶蛋白含量,显著提高了谷醇比,除轮选103外,其他品种面团形成时间相比对照均显著增加。综上所述,ECK2处理显著提高了小麦抗倒伏性能,改善了籽粒营养品质,对产量无显著影响;PKN2和PKN3处理显著提高了小麦产量,改善了籽粒营养品质,但对抗倒伏能力无显著影响。

乙矮合剂对酿造高粱抗倒伏能力及产量的影响

为研究乙矮合剂(ECK)对高粱抗倒伏能力及产量的调控效应,于2020年在中国农业科学院作物科学研究所新乡试验基地设置田间试验,以辽杂19(LZ19)和辽杂37(LZ37)为试验材料,采用裂区试验设计,ECK喷施时期(拔节期、孕穗期)为主区,喷施剂量和品种为副区,设置0.75、1.50和2.25 L/hm^(2)3个喷施剂量(分别表示为ECK0.75、ECK1.50和ECK2.25),对照(CK)喷施等量清水。结果表明,ECK处理显著降低了高粱的株高,提高了高粱生育期内叶面积指数,促进了地上部干物质积累。ECK处理下,2个高粱品种第7~12节节长较CK降幅分别为21.9%~36.5%和4.5%~15.4%;拔节期ECK处理显著提高了第7~11节节粗和压折强度,ECK1.50和ECK2.25处理下第7~11节节粗相比CK增幅分别为4.9%~7.4%和4.4%~9.5%,压折强度增幅分别为9.2%~23.0%和4.6%~29.9%。随着喷施剂量增加,高粱产量呈先增加后下降趋势,拔节期ECK0.75处理增产效果最优,辽杂19和辽杂37相比CK分别增产3.4%和11.4%。因此,在本试验条件下,高粱拔节期叶面喷施0.75 L/hm^(2)的ECK能够改善高粱农艺性状,增强高粱的抗倒伏能力,提高产量。

乙矮合剂对谷子茎秆抗倒伏能力及产量的影响

2020-2021年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站,以张杂谷13号为材料,设置乙矮合剂(ECK)的不同喷施时期(拔节期单次处理,拔节期+抽穗前期双次处理)和不同喷施剂量处理(0.90、1.35、1.80和2.25L/hm^(2)),探究了ECK对谷子茎秆抗倒伏能力与产量的调控效应。结果表明,随ECK喷施剂量增加,谷子株高、重心高度、节间长度、倒伏率和倒伏指数呈降低趋势,茎粗、单位长度节间干重及节间抗折力呈增加趋势。谷子茎秆理化特性分析结果表明,随ECK喷施剂量增加,基部第2节间纤维素含量呈下降趋势,半纤维素和木质素含量呈先上升后下降趋势,拔节期和抽穗前期双次喷施ECK处理后上述指标变化更为显著。在拔节期和抽穗前期各喷施0.90L/hm^(2)ECK的双次化控处理下,谷子较对照增产幅度最高,2020和2021年增产幅度分别为10.33%和28.04%。综上所述,合理施用ECK能够改善谷子茎秆形态和理化特性,增强抗倒伏能力,提高产量。

乙矮合剂对不同密度夏玉米茎秆抗倒伏能力及产量的影响

以中单909和浚单20为试验材料,研究乙矮合剂对不同密度夏玉米茎秆形态建成、抗折力、抗倒伏指数及产量的影响。结果表明,随密度增加,株高、穗位高、重心高度、节间长度、倒伏率呈升高趋势,而节间粗度、单位长度节间干重、抗折力及抗倒伏指数呈降低趋势,这些变化品种间存在差异。乙矮合剂处理显著降低株高、穗位高、重心高度,缩短节间长度、增加节间直径和单位长度节间干重,抗折力和抗倒伏指数提高,倒伏率降低;较高密度下（≥7.5万株/hm2）,中单909和浚单20较各自对照增产幅度分别为3.77%∽8.15%和6.73%-68.94%。综上所述,采用合理的种植密度并结合喷施乙矮合剂,能够提高抗倒伏能力和产量,可作为华北夏玉米区高产栽培的重要技术措施。

乙矮合剂对不同氮水平夏玉米氮代谢及产量的调控效应

应用化学调控技术改善玉米的氮素代谢过程,从而实现“减氮增效”,是保障玉米绿色可持续生产的重要途径。试验以玉米单交种豫单9953为材料,设置乙矮合剂(ECK)和不同氮肥水平处理(0、96、132、168、204和240kg/hm^(2)),喷施清水为对照处理(CK),于2019和2020年分别在河北燕郊和北京顺义进行大田试验,研究ECK对不同施氮量下夏玉米氮素代谢及产量的调控效应。结果表明,ECK处理提高了不同施氮量下夏玉米开花期叶片硝酸还原酶活性和可溶性蛋白含量,提高了施氮量204和240kg/hm^(2)处理下叶片谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性以及灌浆中后期的谷氨酰胺合成酶活性。ECK处理显著提高了施氮量204kg/hm^(2)下玉米植株氮素、籽粒氮素和总氮素积累量,较CK处理分别增加8.9%、8.3%和8.6%。ECK处理下施氮量为204kg/hm^(2)时,夏玉米产量较CK处理显著增加7.5%。ECK处理可有效改善玉米的氮素代谢,促进氮素的吸收、同化和积累,提高产量,从而实现“减氮增效”。

双重化控对春玉米灌浆期穗位叶和籽粒蔗糖代谢关键酶活性的影响

以中单909和吉单35为材料,设置乙矮合剂和聚糠萘合剂双重化控处理,研究玉米穗位叶和籽粒中蔗糖代谢相关酶活性的动态变化,探讨双重化控调控玉米碳代谢的生理机制,为建立玉米高产稳产的化学调控技术提供理论基础。结果表明,双重化控提高了灌浆期穗位叶蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）的活性,尤其显著提高灌浆后期（花后50 d）蔗糖合成能力,提高灌浆前期（花后10~20 d）穗位叶蔗糖含量,降低后期（花后30~50 d）蔗糖含量。双重化控处理对玉米籽粒蔗糖合成酶（合成方向）和蔗糖磷酸合成酶活性的影响较小,蔗糖合成酶分解方向活性呈升高趋势;中单909籽粒蔗糖含量灌浆前期（花后10 d）升高,灌浆后期（花后50 d）降低,花后20~40 d影响不显著,吉单35籽粒蔗糖含量花后10~20 d降低,30~40 d升高,50 d没有显著差异。双重化控处理提高了中单909和吉单35灌浆中期和灌浆中后期灌浆速率,使两品种粒重和产量均显著提高,分别比对照增产4.61%和7.78%。本研究说明,乙矮合剂和聚糠萘合剂双重化控处理可通过调控源库蔗糖代谢关键酶的活性,促进蔗糖在源端的合成和在库端的降解,从而促进碳同化物向籽粒的转运,达到高产。