施氮量对强筋小麦产量、氮素利用率和品质的影响

为探明协同提高强筋小麦产量、氮素利用率和品质的施氮量,以强筋小麦品种济麦20(中穗型)和洲元9369(大穗型)为材料,研究了180、240和300kg·hm^(-2)三个氮肥水平(分别用N180、N240和N300表示)对强筋小麦产量、氮素利用率、品质及其相关指标的影响。结果表明,相同施氮量下,洲元9369的产量、氮素利用率、面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均高于济麦20。当施氮量由N180增至N240时,2个品种的产量无显著变化,但沉降值、面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均显著提高;施氮量增至N300后,2个品种的产量和品质又都显著下降,籽粒总蛋白含量、谷蛋白含量、SDS-不可溶性谷蛋白含量、醇溶蛋白含量和谷蛋白聚合指数均明显降低,而SDS-可溶性谷蛋白含量和谷醇比却表现为上升趋势。经相关分析,SDS-不可溶性谷蛋白含量、谷蛋白聚合指数与面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均呈显著正相关。以上结果表明,谷蛋白聚合程度降低是过量施氮条件下强筋小麦品质下降的主要原因。综合考虑小麦产量、氮素利用率和籽粒品质,240kg·hm^(-2)为本研究条件下的最佳施氮量。

微喷带灌溉对小麦灌浆期冠层温湿度变化和粒重的影响

2012—2013和2013—2014年度田间试验中设小麦灌浆初期不灌水（W0）、畦灌（W1）和小麦专用微喷带灌溉（W2）3个处理,并在灌浆中后期设置不同微喷时间和水量处理,以明确微喷带灌溉对小麦灌浆期冠层温、湿度和粒重的影响。灌浆初期10：00进行W2处理,当日中午穗层温度降低6.8-11.3℃,降幅明显大于W1处理；灌水后第2-4天与W1无显著差异,第4天与W0无显著差异。W2处理当日叶片水势显著大于W1处理,当日光合速率和次日叶片水势与光合速率及千粒重和籽粒产量均与W1无显著差异,且显著大于W0处理；W2的灌水利用效率显著大于W1处理。在小麦灌浆后期于10：00、12：00、14：00时采用微喷带喷水5mm和10mm均显著降低冠层温度,提高冠层相对湿度、旗叶水势和群体光合速率,且微喷时间越早越有利。本试验结果表明,小麦灌浆初期微喷补灌或中后期在预报高温当天10：00时微喷补水5-10mm,可显著提高粒重和籽粒产量。

补充灌溉和施氮对玉米籽粒淀粉粒粒度分布的影响

【目的】淀粉粒粒度分布是评价淀粉品质的一个重要因素,环境因素对淀粉粒粒度分布的影响较大,水分和氮肥是玉米高产优质栽培中的主要农艺措施。因此,明确补充灌溉和施氮对玉米籽粒淀粉粒粒度分布特征的影响及其与淀粉糊化特性、粒重和淀粉组分之间的关系,能为玉米淀粉品质调控提供理论依据,也有利于玉米淀粉的定向加工利用。【方法】以郑单958为供试材料,设置雨养(W1)与补充灌溉(W2)两个水分处理,其中补充灌溉处理以土壤含水量是否低于田间持水量的60%来确定是否灌水,以灌水后土壤含水量达到田间持水量的80%来确定灌水量,其计算公式为m=10ρbH(?i-?j),式中m为补灌量(mm),H为该时段补充灌溉深度(cm),ρb为补充灌溉深度土壤容重(g·cm-3),βi为目标含水量(田间持水量×目标相对含水量),βj为自然含水量;按每生产100 kg籽粒耗氮3 kg,在67 500株/hm2种植密度下产量达10 500 kg·hm-2的标准设计最高氮肥处理,即设0(N1)、160(N2)、320(N3)kg·hm-2 3个氮肥处理。采用激光衍射粒度分析仪测定成熟期玉米籽粒淀粉粒体积、数目和表面积分布特性,借助RVA仪测定淀粉糊化特性,采用双波长法测定淀粉组分含量,并对淀粉粒体积分布与糊化特性、粒重、产量及淀粉组分做相关性分析。【结果】玉米籽粒淀粉粒粒径分布范围为0.38—39.78μm,其上限介于30.07—39.78μm。淀粉粒的体积和表面积表现为三峰分布,参照小麦研究中以双峰曲线凹处为分界线的分类方法,以3.5μm和7.4μm为界线,将玉米淀粉粒分为小型(<3.5μm)、中型(3.5—7.4μm)和大型(>7.4μm)三类。淀粉粒的数目表现为单峰分布,其中小型淀粉粒数目占总数的98%以上。增施氮肥及补充灌溉降低小型淀粉粒体积、表面积和数目的百分比,提高大型淀粉粒体积的百分比。施氮和补充灌溉增加玉米淀粉峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回复值及籽粒产量、粒重、总淀粉和支链淀粉含量,降低峰值时间、糊化温度及直链淀粉含量和直/支比。直链淀粉含量、直/支比、峰值时间和糊化温度与小型淀粉粒的体积百分比呈极显著正相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈极显著负相关;产量、粒重、支链淀粉和总淀粉含量、峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回复值与小型淀粉粒的体积百分比呈极显著负相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈(极)显著正相关。【结论】水分和氮肥处理显著影响淀粉粒的粒度分布和糊化特性,补充灌溉和施氮320 kg·hm-2时小型淀粉粒体积比最低,大型淀粉粒体积比最高,淀粉糊化特性最优。

播种期补灌对土壤含水量和小麦籽粒产量的影响

为明确播种期0~200cm土体贮水量及其纵向分布对小麦出苗、群体发育和籽粒产量的调节作用,于2013-2014年度小麦生长季,在土壤容重、田间持水量和肥力条件一致,而小麦播前土壤贮水量不同的A、B两个地块,在播种期设置不同的计划湿润层深度和目标土壤含水量进行补灌。结果表明,在地块A和地块B 0~100cm土层土壤贮水量分别为201.5和266.3 mm、0~200cm土层土壤贮水量分别为554.2和586.4mm的条件下,播种期补灌,土壤水分平衡后,灌溉水在地块B下渗的深度较大,但主要集中在60cm以上土层,其中0~10和0~20cm土层土壤含水量提高的幅度最大;小麦出苗率主要受播种期0~10cm土层土壤含水量的影响,而群体发育、干物质积累和产量形成则受播前土壤贮水量和播种期补灌水平的共同影响。播种期上部土层土壤含水量过低不利于幼苗发育,显著减少越冬至拔节期间的单位面积茎数。播种前0~100cm土层土壤贮水量过低,即使播种期在一定范围内增加补灌水量,并于拔节期和开花期再补灌,仍会制约小麦生育中后期的生长,导致成穗数和干物质积累量减少,产量降低。在同一底墒条件下,小麦总耗水量和籽粒产量均随播种期补灌目标土壤相对含水量的提高呈增加趋势,但补灌水量过多,籽粒产量不再增加,水分利用效率降低。

在粗缩病发生年份播期和种植密度对玉米产量的影响

以玉米品种青农105、农大108为材料,研究播期和种植密度对粗缩病发生年份玉米产量性状的影响。结果表明,在粗缩病发生年份,有效穗数、行粒数对小区产量贡献较大,随着种植密度的增加,2品种有效穗数均显著增加;晚播处理下2品种的行粒数显著增加;农大108有效穗数表现为早播处理>晚播处理>中播处理,青农105有效穗数表现为晚播处理大于早播、中播处理。从产量结果来看,对于农大108,低种植密度(4.50万株/hm2)时适宜早播,中高种植密度(≥5.25万株/hm2)适宜晚播;对于青农105,在高种植密度(≥7.50万株/hm2)下中晚期播种利于产量提高。因此粗缩病发生年份,应根据品种抗性选择适宜播期和种植密度,确保玉米稳产高产。

糯玉米籽粒色素积累规律与营养特性的关系

为了更好地开发和利用糯玉米色素,以西星黄糯6号、西星赤糯1号、紫糯208、西星黑糯1号为材料,测定籽粒发育过程中类胡萝卜素和花色苷含量的变化及成熟期营养物质的含量,分析籽粒色素含量与营养特性之间的关系。结果表明,随着籽粒发育,糯玉米类胡萝卜素与花色苷含量呈单峰曲线变化。品种间比较,成熟期时花色苷和色素含量表现为西星黑糯1号>紫糯208>西星赤糯1号>西星黄糯6号,类胡萝卜素含量则表现为西星黄糯6号>西星赤糯1号>紫糯208>西星黑糯1号。相关分析表明,花色苷和色素含量与粗淀粉、粗脂肪、葡萄糖和蔗糖含量呈正相关,与粗蛋白和可溶性蛋白含量呈负相关;类胡萝卜素与各营养物质之间的关系恰好相反。可见,糯玉米籽粒颜色越深,色素和花色苷含量越高,类胡萝卜素含量越低,糯玉米籽粒色素与其营养特性之间存在非常密切的关系。

不同类型玉米灌浆期淀粉的热力学和晶体特性

以普通玉米、糯玉米、爆裂玉米和甜玉米为材料,采用差示扫描量热仪(DSC)和X-射线衍射仪分析玉米籽粒灌浆过程中淀粉热力学特性和晶体特性的变化趋势和差异。结果表明,随着籽粒灌浆,DSC糊化峰向低温方向移动,峰宽增大,峰值、糊化温度、热焓及结晶度呈逐渐降低趋势。说明与籽粒灌浆后期相比,灌浆前期的玉米淀粉较难糊化。类型间比较,糯玉米和甜玉米分别具有最大和最小的热焓。说明糯玉米淀粉难以糊化,甜玉米淀粉容易糊化。

热水老化处理对玉米种子发芽及幼苗生长的影响

以郑单958为试验材料,采用（58±1）℃热水加速老化处理方法,研究不同处理时间（10、20、30、40、50、60、70、80 min）对玉米种子发芽和幼苗生长的影响。结果表明,与对照相比,老化处理10 min时种子发芽指标（活力指数除外）均无显著变化;20 min时种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、发芽速度分别降低13.42%、10.07%、13.63%、19.52%、14.29%;30 min时各指标分别降低70.80%、68.79%、75.77%、78.68%、77.14%,20、30 min 2个处理的平均发芽时间分别延长15.48%、28.71%;40 min或更长时间处理时,种子发芽指标较低,种子活力低或全部丧失。热水老化处理后,玉米幼苗苗高、根长、苗质量、根质量、根苗比、根生物量分配降低,但其降低程度低于发芽指标。因此,（58±1）℃热水人工老化处理玉米种子应选择20～30 min为宜;（58±1）℃热水人工老化处理对玉米种子发芽的抑制作用大于幼苗生长,且对幼苗地下部分的抑制作用大于地上部分。

小麦近等基因系幼穗二棱期转录组分析

抽穗期是与小麦适应性直接相关的一个很重要的性状,直接或间接影响小麦的产量和抗性。为明确控制抽穗期的关键表达基因,以抽穗期分别为196d和184d的小麦近等基因系Y57和96-2为材料,对其二棱期幼穗分别构建转录组测序文库,利用Illumina HiSeq 2500平台进行RNA-seq测序;将获得的clean read与中国春参考序列比对,得到unique read,采用FPKM法计算基因表达量,对差异表达基因进行功能注释、GO和COG功能分类以及KEGG通路分析。结果表明,供试材料经过测序获得质量不低于30的碱基比例(Q30)均高于85.5%;Y57和96-2分别有60 246 194和60 963 580条clean read,其中63.11%和69.51%能与参考基因组序列匹配。共筛选到395个差异表达基因,有382个基因得到功能注释;有298个基因获得GO功能注释,主要涉及细胞组分、结合、细胞反应和代谢过程;COG注释的基因主要涉及一般功能、信号转导机制和转录;KEGG功能注释分析发现,显著富集在光合作用-天线蛋白通路上的基因均上调表达。编码丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶2A的基因在Y57中几乎不表达,而在96-2中表达量较高。进一步分析发现,多个与生长发育、抽穗开花相关的转录因子在两个材料中的表达差异显著。此结果可为深入研究抽穗期相关基因和穗发育调控机制奠定基础。

盐胁迫对玉米种子萌发、幼苗叶绿素含量和渗透势的影响

用Na Cl模拟盐环境,分析不同浓度盐处理对玉米种子发芽、幼苗生长及其叶片叶绿素含量、渗透势的影响。结果表明,100 mmo L·L-1Na Cl对郑单958的种子萌发和幼苗生长没有显著影响,对鲁单661的种子萌发和苗高、苗重有显著促进作用;200 mmo L·L-1和更高浓度的Na Cl对两个玉米品种的种子萌发和幼苗生长均有显著抑制作用。200 mmo L·L-1或250 mmo L·L-1Na Cl处理时,根的受抑制作用大于苗,叶片叶绿素含量增加;更高浓度Na Cl处理时,根的受抑制作用小于苗,叶绿素含量降低。随着Na Cl浓度的升高,叶片渗透势呈降低趋势。因此,玉米具有一定的耐盐性,低浓度盐(≤100 mmo L·L-1)可促进玉米种子萌发和幼苗生长,高浓度盐(≥200 mmo L·L-1)则表现抑制作用,盐胁迫对玉米种子萌发和幼苗生长的影响在不同品种间表现不同。

糯玉米胚乳发育过程中淀粉粒粒度分布的变化

为明确糯玉米淀粉粒粒度分布形成过程及特征，为糯玉米淀粉品质改良及调控糯玉米淀粉粒粒度提供理论依据，采用激光衍射粒度分析仪测定糯玉米胚乳发育过程中淀粉粒粒径以及体积、表面积和数目分布的变化。结果表明，授粉后10～20d，糯玉米胚乳淀粉粒粒径下限逐渐减小，粒径上限和平均粒径显著增大；授粉后20d一直到成熟期，粒径各项指标无显著变化。随着胚乳发育，糯玉米胚乳淀粉粒体积和表面积分布均呈现“单峰-双峰-三峰”的动态变化，数目分布始终表现为单峰曲线。以成熟期淀粉粒体积分布三峰曲线的谷值为界线，将糯玉米淀粉粒分为小型（〈3．519μm）、中型（3．519～7．422μm）和大型（〉7．422μm）。胚乳发育前期，小型淀粉粒所占体积和表面积百分比呈降低趋势，数目百分比呈增加趋势，中型淀粉粒所占体积、表面积和数目百分比整体上呈降低趋势，而大型淀粉粒则呈增加趋势；淀粉粒的体积、表面积和数目分布均以小型淀粉粒所占比例最高，其次为中型淀粉粒，大型淀粉粒所占比例最低。胚乳发育中后期，不同粒径淀粉粒分布情况均趋于稳定，体积分布以大型淀粉粒为主，而表面积和数目分布以小型淀粉粒为主。因此，胚乳发育前期是糯玉米淀粉粒形成的关键时期，此时期调控淀粉粒粒度分布，可有效改良糯玉米淀粉品质。

糯玉米胚乳重组淀粉的糊化和流变学特性研究

以7个糯玉米品种为材料,分离它们的胚乳大、小淀粉粒,以不同质量比的大、小淀粉粒配比组成重组淀粉,分析重组淀粉的糊化和流变学特性。结果表明,5个重组淀粉处理条件下7个糯玉米品种的峰值黏度、崩解值和稠度系数均表现为3∶0>2∶1>1∶1>1∶2>0∶3,而流变指数表现为3∶0<2∶1<1∶1<1∶2<0∶3,谷值黏度、终值黏度、回复值、峰值时间和糊化温度在不同品种间有所不同。不同配比重组淀粉的大淀粉粒比例与峰值黏度(R2=0.96~0.99)、崩解值(R2=0.92~0.99)和稠度系数(R2=0.89~0.98)均呈(极)显著正相关,与流变指数呈(极)显著负相关(R2=-0.93^-1.00);小淀粉粒所占比例恰好相反。说明,重组淀粉的大淀粉粒比例越高,峰值黏度和崩解值越高,淀粉糊的稠度系数越大,流变指数越小。

糯玉米胚乳淀粉粒的粒度分布特征

以7个糯玉米品种为材料,采用激光衍射粒度分析仪测定其胚乳淀粉粒粒径以及体积、表面积和数目的分布,明确糯玉米胚乳淀粉粒的粒度分布特征。结果表明:糯玉米胚乳淀粉粒的粒径为0.375—30.07μm,其上限为22.73—30.07μm,平均粒径为12.33-14.60μm。淀粉粒的体积和表面积分布呈现三峰曲线,数目分布呈现单峰曲线。以体积分布曲线凹处为界线将糯玉米淀粉粒分为小型(<3.519μm)、中型(3.519—7.422μm)和大型(>7.422μm)。7个糯玉米品种小型、中型和大型淀粉粒体积分别占总体积的11.25%—12.46%、1.79%—6.98%和80.77%—86.96%,表面积分别占总表面积的54.28%—57.13%、2.50%—8.26%和35.97%—40.38%,数目分别占总数目的98.71%—99.39%、0.20%—0.76%和0.39%—0.53%。可见,糯玉米胚乳淀粉主要由小型淀粉粒组成,其对表面积的贡献最大,而大型淀粉粒对体积的贡献最大。品种间比较,小型淀粉粒的粒度分布差异不显著,中型和大型淀粉粒的粒度分布存在显著差异。

吡唑醚菌酯对土壤微生物呼吸作用及土壤酶活性的影响

通过室内直接吸收法测定了吡唑醚菌酯对土壤微生物呼吸作用的影响。结果表明,吡唑醚菌酯在整个处理过程中对土壤呼吸的影响以促进-激活作用为主,15 d后恢复至对照水平;对比药剂嘧菌酯处理对呼吸的影响变化趋势为激活-抑制-激活。采用危害系数法评价认为吡唑醚菌酯、嘧菌酯对土壤微生物无实际危害;测定了吡唑醚菌酯对四种土壤酶活性的影响,发现吡唑醚菌酯各处理均对土壤脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶产生了不同程度的抑制作用,21 d后1 mg·kg-1处理恢复至对照水平,100 mg·kg-1的处理有所恢复但仍低于对照水平;各浓度处理对土壤过氧化氢酶均产生促进作用,14 d基本恢复到对照水平。由此可知,吡唑醚菌酯处理对土壤微生物及土壤酶会产生一定的影响,但是一段时间后可恢复至对照水平。

夏玉米品种盐碱胁迫耐受能力评价

以郑单958为对照,在盆栽条件下,对土壤进行对照(非盐碱土)、轻度盐碱(0.188%)、中度盐碱(0.268%)3种处理,对12个黄淮海地区主推夏玉米品种分别进行萌发期和苗期的盐碱耐性评价。结果表明,品种间发芽率和发芽势对盐碱胁迫敏感程度存在显著差异,其中,承玉10在中度盐碱条件下发芽率和发芽势相对值分别比郑单958高21%和43%。与对照土壤相比,在轻度盐碱和中度盐碱胁迫条件下,鲁单818根表面积、根体积、总根长均有明显地增加,金海5号、登海605、德利农318则显著下降。在中度盐碱胁迫条件下,济丰96和郑单958叶片MDA含量和SOD活性均有所下降,鲁单818的POD活性和可溶性蛋白相对值均最高。根据轻、中度盐碱土壤下7个指标隶属函数值综合评价,鲁单818、承玉10为早期耐盐碱品种,济丰96、德利农318、浚单20为早期不耐盐碱品种,其他为早期中等耐盐碱品种。

播期和密度对不同玉米品种淀粉糊化特性和子粒品质的影响

以农大108和青农105为材料,设置3个播期和6个密度处理,研究播期和密度对两个玉米品种淀粉糊化特性和子粒品质的影响。结果表明,品种间比较,淀粉峰值黏度、谷值黏度、崩解值、回复值、峰值时间、糊化温度差异显著;播期对糊化特征值及子粒淀粉、蛋白质含量的影响较大,密度的影响较小。晚播条件下,峰值黏度和谷值黏度显著升高,糊化温度显著降低;中播条件下,淀粉含量最低,蛋白质含量最高。因此,试验播期范围内,晚播有利于改良淀粉糊化特性,适期播种有利于改良子粒品质。

不同品种玉米萌发期和苗期耐盐性综合评价

采用220、270 mmol/L Na Cl模拟盐环境,测定玉米发芽指标和幼苗生长指标,对生产上47个玉米品种萌发期和苗期的耐盐性进行综合评价。以基于这些鉴定指标的耐盐系数为评价依据,根据各指标耐盐系数隶属函数值的变异系数划分各指标的权重,利用加权隶属函数法对供试玉米品种进行综合评价和耐盐性级别划分。结果表明,与对照相比,在220、270 mmol/L Na Cl胁迫下,所有品种的各项鉴定指标都降低;不同品种和不同浓度胁迫在各个鉴定指标上都表现出差异。在所有鉴定指标中,发芽势和发芽率与萌发期耐盐性关系密切且权重高,但发芽率在品种间的表现比发芽势更稳定;根生长指标与苗期耐盐性关系密切且权重高。根据加权隶属函数值,将供试玉米品种分为4级,高耐盐品种有鲁单981、迪卡M9、德玉4号、隆平206、登海618、青农11号、士海928,高敏感品种有蠡玉16、丹玉405、祥玉11号、东单60、中科4号、良玉188。

吡唑醚菌酯拌种对玉米种子及幼苗的生理效应

[目的]研究吡唑醚菌酯拌种对玉米种子及幼苗生长的影响。[方法]采用培养箱沙培试验研究吡唑醚菌酯不同药种比拌种处理对玉米种子萌发及幼苗生长的影响。[结果]与未拌种相比,药种比为2.5颐10 000处理玉米种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数分别提高了4.71%、17.4%、26.0%和41.0%,玉米幼苗株高、主根长、根数、单株鲜质量、根冠比分别增加了0.12 cm、1.28 cm、0.71条、0.15 g、1.38,同时拌种可以增加玉米幼苗的叶绿素含量,提高根系活力、可溶性糖含量、琢-淀粉酶活性。[结论]吡唑醚菌酯拌种对玉米种子及幼苗生长促进作用明显。

山东省主要推广品种对玉米粗缩病的抗性鉴定

2010～2011年在玉米粗缩病重发区进行3个播期下的田间自然鉴定，评价山东省主要推广品种对玉米粗缩病（MRDV）的抗性。结果表明，供试材料对粗缩病的抗性在不同品种、不同年份和不同播期间均存在极显著差异。18个供试品种中，仅青农105表现为抗病；登海3622、邦玉358、金海5号和农大108表现为感病；先玉335、农华101、蠡玉16、丹玉86、金海604、先玉688、济单7号、隆平206、登海605、郑单958、鲁单818、蠡玉37和中科11均表现为高感。播期间比较，青农105在6月5日播种感病最轻，其次为5月10日和5月25日；其他供试品种在5月10日播种感病最轻，5月25日和6月5日播种感病较重，调整播期能降低粗缩病对玉米产量的影响。回归分析表明，通过病情指数可以准确预测玉米粗缩病导致的产量损失。

糯玉米种子老化过程中种子活力和生理特性的变化

以京科糯2000和莱农糯6号玉米品种为试验材料,采用老化箱人工老化法,研究人工老化对糯玉米种子发芽指标和生理特性的影响。结果表明,随老化时间的延长,两个糯玉米品种种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和脱氢酶活性逐渐降低,丙二醛(MDA)含量和相对电导率逐渐升高。老化14 d时,京科糯2000和莱农糯6号种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数分别比对照降低48.31%和42.86%、41.05%和31.31%、52.86%和42.64%、68.84%和56.43%,脱氢酶活性分别降低70.18%和45.48%,MDA含量分别增加54.04%和49.41%。相关分析表明,两个糯玉米品种的种子活力与MDA含量和脱氢酶活性之间均达极显著相关,MDA含量和脱氢酶活性可以表征糯玉米种子的老化程度。种子耐老化能力存在品种间差异,莱农糯6号耐老化能力高于京科糯2000。