高产耐密玉米新品种登海105的选育及栽培技术

登海105是以自交系DH392为母本、自交系登海57为父本杂交选育而成的玉米新品种。品种抗病性好,籽粒品质优良,稳产和丰产性好。2014-2015年参加黄淮海夏玉米品种区域试验,两年平均亩产730.9 kg,比对照增产8.0%;2016年生产试验,平均亩产693.2 kg,比对照郑单958增产7.7%。

玉米新品种登海123的选育及高产栽培技术

登海123是以自交系登海184为母本、自交系登海302为父本杂交选育而成的玉米新品种。于2017年通过国审。

规模化经营条件下玉米生产发展方式转变的调查——以山东省莱州市为例

分析了莱州市玉米生产发展方式转变的背景,指出新形势下莱州市玉米生产方式逐渐由传统的条块分割、分散经营的种植模式向规模化、机械化等现代农业生产方式转变。现代化玉米生产方式具有节约成本、增加效益、资源利用最大化等优点,符合规模化种植的要求,是未来农业的发展方向。

我国玉米商业育种与种子产业化初探

2012年我国玉米产量超过稻谷,成为中国第一大粮食作物。玉米在粮食生产和整个国民经济中占有日益重要的地位。探索建立我国玉米商业化育种和种子产业化新体系,已成为我国玉米种业面对的重要课题。通过对国内外种业发展的对比,分析了我国玉米商业化育种与种子产业化存在的问题和差距,指出了我国玉米种业面临的机遇和挑战,提出了我国玉米种业的发展趋势。

施氮量和种植密度对高产夏玉米产量和氮素利用效率的影响

选用DH661和ZD958为试验材料,设置0、120、240、360 kg/hm24个施氮水平和60000、75000、90000株/hm23个种植密度,研究了施氮量和种植密度对高产夏玉米产量和氮素利用效率的影响。结果表明,与低密度60000株/hm2相比,增施氮肥可显著增加90000株/hm2高密度下玉米的单株干物质积累量、群体干物质积累量、籽粒产量、总氮素积累量、氮素转运量。90000万株/hm2种植密度条件下,随施氮量增加,氮素转运效率及贡献率呈上升趋势,而氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥利用率呈下降趋势。本试验条件下,适量增施氮肥可以显著提高高种植密度下玉米的籽粒产量和氮素利用效率。综合考虑产量和氮素利用效率两因素,ZD958和DH661两品种获得高产适宜的种植密度为90000株/hm2,施氮量为240～360 kg/hm2。

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。

种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响

倒伏是影响夏玉米在密植条件下获得高产的重要限制因素之一,本研究旨在探讨种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响。以矮秆品种登海661(DH661)和高秆品种鲁单981(LD981)为试验材料,通过设置4.50×104、6.75×104和9.00×104株hm^(–2) 3个种植密度,研究茎秆节间长度、茎秆穿刺强度、茎秆显微结构以及倒伏率等方面的变化。结果表明,随种植密度增加,夏玉米的基部第3茎节间和穗位节间变细,茎秆穿刺强度显著下降,较密度4.50万株hm^(–2),DH661和LD981 6.75万株hm^(–2)、9.00万株hm^(–2)地上第3节间茎秆穿刺强度分别降低了8.5%、22.6%和13.3%、29.6%;茎秆皮层和维管束内部厚壁细胞厚度及维管束数目均随种植密度的增加显著下降,倒伏风险增加,但矮秆品种的下降幅度小于高秆品种,而产量的增加幅度大于高秆品种,说明矮秆品种在高密度下能够保持较好的抗倒伏性能,有助于其在高密度种植条件下获得高产、稳产。

施氮量对不同氮效率玉米品种根系时空分布及氮素吸收的调控

【目的】研究不同氮效率夏玉米根系的时空分布、植株氮素吸收利用特性及其对氮素用量的响应,探讨玉米氮素高效利用的生理基础,以期探明通过采用氮高效品种、促进根土互作、提高根系与水肥时空耦合、提高玉米氮素利用效率,强化环境友好型生产的有效途径。【方法】试验于2011~2012年在山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心(N36°18’,E117°12’)和作物生物学国家重点实验室进行,以氮高效玉米品种郑单958(ZD958)和氮低效品种玉米秀青73-1(XQ73-1)为试验材料,在大田条件下设置两个氮素水平(0和315 kg/hm2),采用土壤剖面取样法和系统取样法分别进行根系相关指标、干物质及氮素积累与分配的测定。【结果】ZD958整个生育期根系相关指标(根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积及活跃吸收面积)及其在深层土壤(60—100 cm)中所占的比例、单株生物量、单株绿叶面积、植株氮素积累量、单株籽粒产量均显著高于XQ73-1(P【0.05),抽雄期和完熟期根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、单株绿叶面积分别比XQ73-1高12.02%、8.39%、25.34%、34.48%、29.22%、7.76%和36.74%、24.21%、36.29%、29.94%、32.83%、13.73%,完熟期单株生物量、植株氮素积累量、籽粒产量分别比XQ73-1高11.65%、11.78%、15.16%。施氮后两品种各指标均显著提高,ZD958和XQ73-1根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、单株绿叶面积抽雄期分别提高8.13%、6.12%、18.08%、15.10%、24.71%、12.06%和7.19%、4.59%、10.47%、10.82%、13.02%、7.15%,而完熟期分别提高16.48%、22.43%、19.26%、15.03%、27.45%、14.97%和15.02%、14.59%、13.01%、12.81%、21.95%、11.06%;单株生物量、植株氮素积累量、单株籽粒产量完熟期分别提高9.40%、10.08%、13.43%和5.20%、8.56%、9.69%。相关分析表明,植株吸氮量与根长密度、根系干重、根系活跃吸收面积呈显著线性正相关(相关系数均在0.8以上)。ZD958花前根系对氮素的响应度高于XQ73-1,花后则低于XQ73-1。【结论】氮高效玉米品种ZD958根系总量大、深层土壤根系多、根系活力高、氮素吸收能力强;施氮条件下优势更加明显,对ZD958作用大于XQ73-1,说明氮高效玉米品种发达且分布合理的根系保证了植株对氮素的吸收,有利于进行光合生产、获得较高籽粒产量。两品种对氮素的响应不同,氮高效品种花前对氮素的响应度高于氮低效品种,花后则相反。因此,可过适度减少氮高效品种花前施氮量、增加花后施氮量,而适度增加氮低效品种花前施氮量、降低花后施氮量来促进根系发育,提高氮素利用效率。

不同株高夏玉米品种同化物积累转运与分配特性

以矮秆玉米品种登海661(DH661)、中间型玉米品种超试3号(CS3)、高秆玉米品种鲁单981(LD981)和先玉335(XY335)为试验材料,研究不同株高夏玉米品种同化物积累、转运及分配特性。结果表明,不同株高类型玉米品种干物质积累量在开花期之前差异不显著,其差异主要表现在开花后,随株高的增加,开花后的干物质积累量降低。矮秆品种植株中下部茎秆的碳素分配率比高秆品种低,叶片则相反。通过13C同位素示踪研究表明,不同株高类型玉米品种不同部位叶片对产量的贡献不同。随株高降低,中、下部叶片的光合产物转移率相对提高,而上部叶片的转移率有所下降,高秆品种LD981和XY335上部叶片对籽粒的贡献率相对较高,中矮秆品种DH661和CS3下部叶片对籽粒的贡献率相对较高。不同部位叶片在开花前后对籽粒贡献也不相同,高秆品种LD981和XY335上部叶片开花后光合产物的转移率最高;矮秆品种DH661中部叶片开花前光合产物的转移率最高。

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。

综合农艺管理对夏玉米氮效率和土壤硝态氮的影响

通过对播种方式、播种时间、施肥时期及用量和收获时间等农艺措施的优化组合，设置综合农艺管理和施氮量试验，研究了对夏玉米氮效率和土壤硝态氮积累的影响。结果表明，随着施氮量的增加，氮肥偏生产力显著提高，氮肥农学利用效率显著下降，氮素利用效率和氮收获指数先增加后降低，施氮184．5kghm^-2时达到最高；施氮显著提高了花前氮素积累量和0～30cm土层硝态氮累积量；0～30cm土层硝态氮累积量随施氮量的增加逐渐提高，即单一氮肥运筹下，氮效率不能持续提高，且土壤硝态氮积累量却因增施氮肥而逐渐升高。综合农艺管理的再高产高效处理（Opt-2）的氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率、氮素利用效率和氮收获指数均最高；花前氮素积累量较低，收获后植株氮素积累总量高于农民习惯处理且低于超高产处理；玉米收获后，0～30cm、30~60cm和60~90cm土层硝态氮累积量均低于农民习惯处理，即通过优化的综合农艺管理，夏玉米氮效率显著提高，生育期内氮素积累趋势合理，玉米收获后土壤硝态氮积累量较低。

超高产夏玉米花粒期不同部位叶片衰老与抗氧化酶特性

为探讨超高产玉米叶源衰老特征,揭示其抗氧化关键酶及膜脂过氧化特性,为玉米衰老调控和高产栽培提供依据,本研究在大田条件下,以我国创高产纪录的夏玉米为例,从单株水平上对高产纪录试验(EHYR)和普通生产田(MCFF)玉米叶片衰老及抗氧化酶特性比较表明,EHYR产量达19 349 kg hm–2,是MCFF的2.28倍。MCFF和EHYR叶片分别在开花后30 d和50 d进入速衰期,MCFF叶片衰老比EHYR提前20 d;速衰期EHYR叶面积降幅比MCFF低5.7%。EHYR在籽粒灌浆后期,中上部叶片净光合速率较高,可溶性蛋白含量明显高于MCFF,而MDA含量则维持较低水平。在叶片衰老过程中,自开花后20 d开始,EHYR上部和中部叶片SOD活性较高,下部叶片则以SOD、POD和CAT三者活性较高;MCFF仅中部叶片POD和CAT活性较高。EHYR叶片衰老程度与CAT活性呈极显著负相关,MCFF叶片衰老与SOD和POD活性呈显著负相关,且二者叶片衰老进程中SOD、POD、CAT的直接作用大于间接作用。与MCFF相比,EHYR叶片除具较高SOD和POD活性外,在籽粒灌浆后期同时保持较高CAT活性和可溶性蛋白含量是降低膜脂过氧化程度,延缓叶片衰老的重要原因。开花后20 d是EHYR与MCFF叶片衰老出现差异的生理临界点,因而在此时期之前调控更有利于延缓衰老。

在植株不同水平距离处垂直断根对夏玉米产量形成和籽粒库容特性的影响

以高产夏玉米品种郑单958(浅根型,ZD)和登海661(深根型,DH)为材料,于大喇叭口期(V12)分别在距离植株两侧10 cm、20 cm、30 cm处垂直断根,断根深度60 cm,以不断根处理为对照,共设计8个处理(ZDCK、ZD10、ZD20、ZD30;DHCK、DH10、DH20、DH30),研究了玉米植株两侧不同水平距离处根系对夏玉米籽粒灌浆及产量形成的调控作用。结果表明,ZD10、ZD20与DH10、DH20分别切断24.81%、11.69%与16.82%、7.52%的根系;ZD30与DH30各指标与CK间无显著差异,ZD10、ZD20产量分别下降13.09%、9.10%,显著大于DH10、DH20的产量降幅(9.81%、4.64%),其产量下降原因主要是断根后两品种的穗粒数与千粒重降低,其中ZD20、ZD10穗粒数与千粒重较ZDCK分别下降4.90%、5.60%和4.37%、7.88%,DH20、DH10穗粒数与千粒重较DHCK分别下降3.38%、5.15%和1.15%、4.97%;断根后两品种实际库容与结实率均有不同程度下降;到达最大灌浆速率时的天数(T_(max))、灌浆速率最大时的生长量(W_(max))、最大灌浆速率(G_(max))、籽粒灌浆活跃期(P)、灌浆速率也均下降,断根处理对浅根型品种郑单958的影响更为显著。

种植密度和行距配置对玉米穗位叶光合特性的影响

玉米穗位叶叶绿素含量、净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)均随密度增大而呈降低趋势,且均在生育后期差异较显著。光合作用关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP-Case)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活性亦呈降低趋势。叶绿素含量、Pn、Fv/Fm、ΦPSⅡ、PEPCase和RuBPCase活性在低密度下各行距配置间均无显著差异,但在中高密度下,"80+40"配置均高于其他配置,尤其是在生育后期差异显著,适宜的行距配置可提高穗位叶光合能力。

乙酰丁香酮对不同糯玉米受体系统遗传转化的影响

乙酰丁香酮(AS)对农杆菌介导的遗传转化有着重要的影响,为提高糯玉米遗传转化率,本试验以莱农糯38的茎尖和幼胚愈伤组织为受体材料,比较悬浮培养基的pH,乙酰丁香酮添加方式及浓度对糯玉米遗传转化的影响。结果表明:悬浮培养基pH为5.2,在伤口处滴加2μl浓度为150μmol/L的AS能显著提高糯玉米茎尖转化的效率。玉米愈伤转化中,在侵染液中添加5 mg/L的AS能显著提高抗性愈伤率。

种植密度和行距配置对玉米群体光分布与群体光合特性的影响

随密度增加,群体内光合有效辐射(PAR)总截获率相应增大,上层截获率增大,穗位叶层和下层截获率下降。三个密度条件下,总截获率、穗位叶层及下层截获率均以"80+40"配置为最高;上部截获率以"60+60"配置最高,且随着大行距的增大呈递减趋势。花后群体光合速率(CAP)随密度增加相应升高;同一密度下,各行距配置间表现为"80+40">"70+50">"60+60">"90+30",且随密度增大差异变大。群体呼吸效率(CR)花后呈现先降低、后升高的趋势;不同生育期均表现为随密度增加而增大的趋势。群体呼吸速率占群体总光合的比例(CR/TCAP)随密度增大而增大;相同密度下,"80+40"配置显著低于其他配置,且随密度增大表现更加突出。

收获期对不同饲用玉米产量及饲用营养品质的影响

对饲用玉米品种农大108(ND108)和山农饲玉7号(SY7)不同收获时间处理下的玉米全株产量及饲用营养品质进行了研究。结果表明:收获期是影响玉米全株饲用品质的一个关键因素,随着生育期的推进,两个品种全株的干物质含量、脂肪含量逐渐增加,粗蛋白含量逐渐降低,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量先下降而后略上升,生物学产量、各营养成分产量及饲料总能量均明显增加。综合玉米全株的生物学产量和营养品质,SY7在生长期第85～90 d、ND108在第90～95 d收获可以获得较高的全株生物学产量和优良的饲用价值。两个品种相比,SY7全株生物学产量明显高于ND108,粗蛋白含量、粗纤维含量、总能量储备高于ND108,粗脂肪含量低于ND108。综合衡量,SY7要优于ND108。

不同控释肥对夏玉米籽粒品质的影响

在大田条件下研究树脂包膜控释肥(CRF)和硫包膜控释肥(SCF)对夏玉米籽粒品质的影响。结果表明,在相同施肥量(N、P、K量相同)情况下,控释肥CRFⅢ(1 428 kg/hm2)和SCFⅢ(1 668 kg/hm2)及其减量25%处理的CRFⅡ和SCFⅡ处理的玉米籽粒的粗蛋白和可溶性糖含量和产量都显著高于等量普通复合肥(CCF,1 260 kg/hm2)处理,控释肥减量50%各处理的营养成分含量仍与普通肥处理无显著差异。对于淀粉的含量,施肥量少的处理要高于施肥量多的处理,但差异不显著,产量则施肥量多的处理高。施肥处理的淀粉支/直比都要高于CK,控释肥与普通肥的处理间差异均未达到显著水平,表明施用控释肥能提高和改善玉米品质。

一个抗玉米粗缩病新种质QR-001的抗性遗传分析

为澄清新种质QR-001对粗缩病的抗性遗传特性,将抗玉米粗缩病的新种质QR-001与5个感病自交系分别杂交和回交后,创造了5个F2杂交群体和5个BC1回交群体。初步研究了QR-001的抗性遗传规律,结果表明,新种质QR-001对粗缩病的抗性符合由2对隐性基因共同控制的遗传规律,并指出了该种质在育种实践中的应用策略。

玉米QR-001/QS-001组合抗粗缩病QTL初步分析

本研究以QR-001/QS-001组合衍生的281个F2∶3家系为定位群体,在青岛和枣庄两个环境下进行非接种条件下玉米粗缩病抗性鉴定。应用完备区间作图法（ICIM）进行QTL分析,结果表明：在青岛环境下共检测到8个QTLs,分布在第1、2、3、4、6（2个）和8（2个）染色体上,单个QTL可以解释的表型变异在0.08%～32.25%之间;在枣庄环境下共检测到13个QTLs,分布在第1（3个）、2、3、4、5、6（2个）、7（2个）和8（2个）染色体上,单个QTL可以解释的表型变异在0.06%～35.61%之间。两环境下检测到2个通用主效QTLs,分别位于第1染色体umc2236-umc1278标记区间和第6染色体phi299852-umc1490标记区间,其在青岛环境下解释的表型变异分别为27.11%和32.25%,在枣庄环境下解释的表型变异分别为35.61%和27.77%。这两个区间可作为抗粗缩病候选基因的重要遗传位点开展精细定位。