不同春玉米品种干物质生产和子粒灌浆对种植密度的响应

以中单909(ZD909)、吉单209(JD209)和内单4号(ND4)为材料,设置5个种植密度,研究不同种植密度下春玉米子粒产量、干物质积累和灌浆特性的响应特征。结果表明,3个品种的子粒产量均随种植密度提高呈先增加后下降趋势,ZD909在各密度下的产量均高于JD209和ND4。ZD909在9.00万株/hm2下达到最高产量,JD209和ND4在6.75万株/hm2下达到最高产量。群体干物质积累量随密度增加而显著提高,但收获指数呈下降趋势。随密度的提高,ZD909的干物质递增幅度高于JD209和ND4,收获指数下降幅度小于后两个品种。子粒最大灌浆速率、灌浆持续时间均随种植密度的增大而减小,ZD909灌浆持续期、活跃灌浆期均显著长于JD209和ND4。ZD909的生产力受种植密度的不利影响程度低于JD209和ND4,密植增产潜力大。     

种植密度和施氮量耦合对夏玉米干物质积累及氮肥利用率的影响

以郑单958和中单909为试验材料,设4.5万、6.75万、9.0万株/km~2 3个种植密度和0、100、300、500 kg/km~2 4种施氮水平,分析种植密度与施氮量对夏玉米干物质积累量和氮肥利用率的影响。结果表明,玉米在种植密度9.0万株/hm~2,其叶面积指数、群体干物质积累量、总氮素积累量以及产量均显著高于4.5万株/hm~2密度处理。增施氮肥可显著增加玉米叶面积指数、单株干物质积累量、群体干物质积累量、总氮积累量和子粒产量。当施氮量为300~500 kg/hm~2时,叶面积指数、群体干物质积累量及产量不再提加,氮肥利用率和氮肥偏生产力大幅降低。结果表明,郑单958和中单909种植适宜模式为施氮量300~500 kg/hm~2、种植密度9.0万株/hm~2。     

播期和密度对玉米子粒机收主要性状的影响

以京农科728为试验材料,设置5个播期、5个密度处理,研究播期和密度对玉米子粒机收主要性状影响。结果表明,不同播期条件下,京农科728产量6 723.0~7 972.5 kg/hm~2,6月10日、6月15日、6月20日3个播期产量达7 500 kg/hm~2以上,子粒机收主要质量指标(子粒含水率、杂质率)达到国家玉米机收子粒标准。不同密度条件下,以75 000株/hm~2密度处理子粒产量最高,达到国家玉米机收子粒标准。京农科728在5个播期处理条件下均能正常成熟,生育期随播期推迟呈缩短趋势;随种植密度增加,其生育期呈延长趋势。株高和穗位高随播期推迟及种植密度增加呈升高趋势;倒伏率随播期推迟呈降低趋势,随种植密度增加呈升高趋势。播期和密度与玉米子粒机收性状密切相关,京农科728在北京夏播以6月10~20日为最佳播期,75 000株/hm~2为最佳密度,可实现子粒直接机械收获。     

玉米冠层结构和群体光合特性对增密的响应

2018～2019年以陕科9号和大丰30为材料,设置4个密度4.5万、6.0万、7.5万和9.0万株/hm2进行田间试验,分析玉米冠层结构、光合性能以及产量构成指标,研究种植密度对玉米群体特征及产量的影响,确定陕北灌区玉米适宜种植密度。结果表明,两个品种子粒产量随密度增大呈先增加后降低的趋势,均在密度7.5万株/hm2时产量最高,两年平均产量分别为14.1 t/hm2和13.2 t/hm2。随种植密度增大单位面积穗数显著增加,穗粒数和百粒重减少。随着密度的增加,两个品种能够调节穗上中部叶倾角、株型变紧凑,穗位层接收到更多的光能,增加了群体光合速率,积累更多光合同化物,高密度条件下陕科9号协调形态结构和生理功能方面优于大丰30。适当增加密度配合耐密品种是陕北灌区春玉米增产的重要途径,密度7.5万株/hm2是该区玉米适宜种植密度。     

高产玉米品种的产量结构特点及形成机制

以玉米杂交种先玉335、郑单958、吉单35为试材,在67500株/hm~2种植密度下,分析高产玉米品种产量结构特点及形成机制.结果表明:先玉335产量显著高于郑单958和吉单35.群体粒数多是玉米高产的关键,百粒重高是玉米高产的保证.受精花丝数多、败育粒数少、叶面积指数高且持续期长、子粒形成关键期干物质积累多、单粒干物质供应充足是玉米高产的生理基础.研究还发现,群体粒数和粒重的协调有赖于源库水平的协调.     

种植密度对3个紧凑型玉米品种抗倒伏性和产量的影响

以郑单958、先玉335、浚单20为材料,研究不同密度下3个紧凑型玉米品种抗倒伏性和产量的影响。结果表明,随着密度增加,3个玉米品种的倒伏率逐渐升高,平均倒伏率浚单20先玉335郑单958。随着密度增加,玉米株高、穗位高、穗高系数均逐渐升高,玉米倒伏率与穗位高呈极显著正相关,与株高和穗高系数相关性不显著。玉米茎秆穿刺强度随着节位的上升呈下降趋势,随着密度增加,茎秆穿刺强度逐渐降低,不同密度下每一节的穿刺强度均为先玉335郑单958浚单20,不同节间的穿刺强度表现为第二节第三节第四节第五节第六节。随着密度增加,玉米穗行数、穗粒数和百粒重均呈降低趋势,行粒数在不同品种间表现不同,郑单958和先玉335均呈下降趋势,浚单20则先升后降。随着密度增加,郑单958、先玉335的产量表现为先升高后降低的趋势,在7.5万株/hm2时达最高值,分别为13 141.5、14 324.2 kg/hm~2,浚单20呈下降趋势。因此,与郑单958和浚单20相比,先玉335在冀西北地区种植抗倒伏且获得高产。     

玉米不同部位子粒灌浆特性与粒重的关系研究

以郑单958(ZD958)和登海661(DH661)为试验材料,研究在4.5万、7.5万、10.5万株/hm2种植密度下玉米上部及中下部子粒灌浆特性和粒重的关系。结果表明,穗粒数和千粒重是决定子粒最终产量的重要因素,两者均随着密度的增加而显著降低。同一密度下,穗位层光照自开花当天(0 d)先降低后升高,总体呈"高-低-高"的变化趋势,底层光照则持续升高。上部子粒的起始生长势、灌浆速率、胚乳细胞数及淀粉含量均低于中下部子粒。相关及通径分析表明,影响粒重的主要因素是灌浆速率、胚乳细胞数目和淀粉含量,其相关系数分别为0.959 66**、0.981 91**和0.877 76*。光照(包括穗位层和底层)主要通过灌浆速率和淀粉含量来间接影响粒重。     

种植密度对旱地玉米植株性状及耗水特性的影响

以紧凑型玉米品种先玉335为试材,在半干旱区研究种植密度对旱地玉米植株性状、产量性状、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明,2010年（平水年）玉米拔节期株高在密度间没有差异,抽雄期株高随密度增加显著降低;2011年（丰水年）拔节期和抽雄期株高均随密度增加有明显增加趋势;穗位高随密度增加呈直线增加。平水年产量随密度增加先增加后显著减少,呈抛物线型,收获指数随密度增加呈明显直线下降趋势;丰水年产量随密度增加而增加,当密度增加至7.5万株/hm²时,产量不再显著增加,收获指数随密度增加变化不大。不同密度生育期总耗水量相差不大,平水年密度间总耗水量极差值为4.1 mm;丰水年总耗水量随密度增加呈增加趋势,极差值仅为17.8 mm,播种-拔节期耗水量随密度增加呈明显增加趋势,其变异系数在整个生育期中最大。平水年玉米水分利用效率随密度增加先增加后降低,当种植密度为7.5万株/hm²时达到最大值;丰水年适宜密度为7.5万株/hm²,其水分利用效率为26.7 kg/（hm²·mm）。     

密度对高油玉米HE-2灌浆后期光合特性及产量的影响

在大田条件下,研究种植密度对高油玉米HE-2灌浆后期光合特性及产量的影响。结果表明,高油玉米HE-2在灌浆后期能保持较高的叶面积和净光合速率,叶面积、叶绿素含量、净光合速率及各荧光参数等均随种植密度增加而降低;子粒产量随种植密度增加先增加后下降,种植密度为52 500～60 000株/hm2时,高油玉米产量较高,最高为6 679.80kg/hm2。     

辽北地区增密种植对玉米机械粒收质量的影响

2019年在辽宁省铁岭市铁岭县蔡牛镇和2019、2020年在昌图县老城镇开展大田试验，探索辽北地区增加种植密度对玉米机械粒收质量的影响。结果表明，供试品种种植密度由 6.0 万株/hm²增加到 7.5 万和 9.0 万株/hm²，均表现出明显的增产趋势，其中最大增幅达15.11%。随着种植密度的增加，品种的生育期呈缩短、收获期子粒含水率呈下降趋势，其中子粒含水率下降幅度为0.1～2.6个百分点。增加种植密度对收获子粒的破碎率、杂质率和损失率没有显著影响。由此可见，在辽北地区增加玉米种植密度不仅增产，而且能够降低收获期子粒水分、有利于机械粒收。     

Storage and Remobilization of Soluble Carbohydrates after Heading in Different Plant Parts of a Winter Wheat Cultivar

Abstract

Several types of water soluble carbohydrates (WSG) were traced into plant parts of a winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivar from heading to physiological maturity. Field grown plants were harvested at intervals of a few days and divided into grain, chaff, leaf blades, leaf sheaths, rachis + peduncle and culm internodes. Leaf blades and sheath showed the peak of WSC contents at about anthesis. Culm internodes accumulated fructan and sucrose during the early grain-filling phase, from a week after anthesis until the milk-ripe stage, then remobilized them during late and final grain filling phases, from the milk-ripe stage until maturity. The amount of sucrose known as short-term storage WSC was higher than fructan known as long-term storage WSC in each internode throughout the grain-filling phase. Chaff showed a large amount of fructan and fructose before anthesis, although it did very little sucrose. A pattern of sucrose accumulation in chaff was very different from that of fructan, unlike the other parts. These patterns of changes in WSC contents in plant organs roughly corresponded with four grain-filling phases, the initial, early, late and final phases.     

剪叶对豫农202籽粒灌浆与干物质积累的影响

为了探讨小麦新品种豫农202植株上部三片叶对籽粒干物质积累的影响,分别在小麦开花期和灌浆中期进行了不同的剪叶处理,分析了不同剪叶处理对剩余叶片的SPAD值、籽粒灌浆速率及籽粒干物质积累量的影响。结果表明,小麦开花期和灌浆中期剪叶后,植株上部三片叶的SPAD值在不同处理间具有明显差异,剪去部分叶片后剩余叶片的SPAD值均有所提高。从剪叶对籽粒灌浆速率和干物质积累量的影响来看,开花期剪叶的影响程度显著大于灌浆中期剪叶。不同剪叶处理间籽粒的灌浆速率和干物质积累量存在明显差异,开花期剪去倒一叶对灌浆速率具有较大的负向效应,其干物质积累量比对照降低了21.22%;剪去倒三叶对灌浆速率具有较大的正向效应,其干物质积累量增加了12.20%。灌浆中期剪叶后,所有剪叶处理的籽粒灌浆速率和干物质积累量均低于对照,且剪去的叶片越多灌浆速率和干物质积累量下降的幅度越大,同时剪去倒一叶和倒二后下降的幅度最大。     

花后不同强度遮光对糯小麦和非糯小麦干物质积累和产量的影响

为了解糯小麦和非糯小麦对遮光的生理反应差异,在大田条件下,以非糯小麦轮选987和糯小麦农大糯50206为材料,设置3个遮光处理(不遮光、花后遮光30％和60％),研究了花后不同强度遮光对糯小麦和非糯小麦干物质积累和产量的影响.结果表明,遮光后,轮选987和农大糯50206的生物产量、籽粒产量和经济系数均显著下降.花后光照强度降低导致小麦花前营养器官干物质在花后向籽粒的转运量及其贡献率发生明显变化,同时影响籽粒灌浆进程,最终表现为粒重显著下降,且此影响存在明显的基因型差异.轮选987在遮光30％后营养器官干物质在花后向籽粒的转运量降低,遮光60％后转运量恢复至对照(不遮光)水平,转运物质对籽粒的贡献率随遮光强度的提高而增加.花后遮光抑制了农大糯50206花前营养器官干物质在花后向籽粒的转运,但未改变转运物质对籽粒的贡献率.花后弱光降低了小麦籽粒的平均灌浆速率和最大灌浆速率,轮选987的灌浆进程不受影响,却改变了农大糯50206的灌浆进程,延长了其渐增期和快增期的天数,推迟了灌浆高峰期的来临.遮光后小麦败育小穗数增多,穗粒数下降.花后遮光致使小麦产量降低的程度存在基因型差异,农大糯50206产量的降幅明显小于轮选987.     

施氮量对两个粒型小麦品种籽粒胚乳细胞增殖及糖含量的影响

为了解小麦胚乳细胞增殖、糖代谢在粒型间的差异及氮营养的调控效应,2009-2010年度以大粒型品种郑育麦9987和小粒型品种郑麦004为材料,研究了施氮量对小麦籽粒胚乳细胞增殖、细胞壁转化酶活性及糖含量的影响。结果表明,郑育麦9987胚乳细胞数(11.92×105)较郑麦004(10.73×105)多11.1%。施氮量影响籽粒胚乳细胞数,其中郑育麦9987低氮处理(150kg·hm-2)的胚乳细胞数目较高氮处理(300kg·hm-2)增加29.1%,而郑麦004则表现为高氮处理较低氮处理增加44.7%。两品种籽粒细胞壁转化酶活性均于花后5~8d达到峰值,花后20d则降到较低水平;籽粒可溶性糖和蔗糖含量均随灌浆进程整体呈先上升后下降趋势,在花后25d有一个小波峰。增施氮肥可增加籽粒细胞壁转化酶活性,提高后期籽粒可溶性糖和蔗糖含量。表明增施氮肥有利于小麦籽粒胚乳细胞增殖、光合产物的积累与运转,从而提高了粒重。     

干旱胁迫对小麦花后不同器官果聚糖代谢和转运的影响

为探索干旱胁迫对小麦花后不同器官果聚糖生理代谢和转运的影响,以抗旱性有显著差异的两个冬小麦品种为材料,在干旱胁迫(drought stress,DS)和正常灌溉(well watered,WW)条件下,研究了小麦花后主穗颖壳和主茎不同节位果聚糖代谢转运动态规律及其与籽粒灌浆的相关性。结果表明,小麦灌浆期不同器官果聚糖代谢转运受基因型、器官、花后天数和水分环境以及各因子互作显著影响;器官、花后天数和花后天数与水分互作是调控小麦花后果聚糖代谢转运的主要影响因子。小麦花后不同器官果聚糖含量均呈先升后降趋势。与正常灌溉处理相比,干旱胁迫缩短了果聚糖含量峰值出现的时间(提前5d),对果聚糖代谢的影响表现为"先促积累、后促降解"效应,此效应在抗旱品种陇鉴19和小麦颖壳、穗下节和倒二节等器官中更显著。干旱胁迫显著抑制了小麦花后蔗糖:蔗糖果糖基转移酶(1-SST)活性,提高了果聚糖外水解酶(FEH)活性;果聚糖含量与FEH酶活性正相关。小麦粒重与不同器官的1-SST活性、倒二节和倒三节的FEH活性呈显著或极显著负相关;灌浆速率与不同器官的果聚糖含量、颖壳和穗下节的FEH活性呈显著或极显著正相关。干旱胁迫显著促进了小麦不同器官果聚糖的转运和再分配,其转运率和对籽粒粒重的贡献率分别达6.86%~70.52%和0.07%~4.93%,其中,花前显著高于花后,陇鉴19高于Q 9086,穗下节和倒二节高于颖壳和倒三节。     

Characterization of the rate and duration of grain filling in wheat in southwestern China

ABSTRACT

Field trials were carried out during 2011–2013 in three locations on 10 wheat genotypes. Traits that were investigated included grain weight, grain-filling duration, grain-filling rates and the lag phase from flowering to the commencement of effective grain filling. The grain-filling duration and rate were fitted by Richard’s equation in thermal time (growing degree-days (GDD), base temperature 9ºC). A combined ANOVA across environments showed that the grain weight was mainly affected by genotype, while most of the other grain-filling characters were influenced by the environment and G × E interactions. Grain filling lasted between 362 to 400 GDD and included a lag phase that ranged from 67 to 86 GDD. Both the effective and maximum rates of grain filling ranged from 0.12 to 0.15 mg GDD^?1 and 0.18–0.22 to GDD^?1, respectively. The lag phase was positively correlated with grain weight and rates of grain filling, whereas days to anthesis were significantly negatively correlated with the lag phase and both rates of grain filling. Temperature during grain filling was negatively correlated with the lag phase. The variation in grain weight was positively associated with the rate of grain filling, which, in turn, was related to the grain number per unit area. A compensating variability existed among the genotypes in both the grain number and grain-filling rate. The study of genotypic stability demonstrated that Chuanmai42 and Chuanmai104 had high grain weight and stability among most of the grain-filling parameters, and also had high grain yield. Chuanmai42 and Chuanmai104 were the best genotypes for improving the yield potential and grain weight stability.     

株行距对小麦旗叶氮素代谢及籽粒蛋白质含量和产量的影响

为了明确小麦高产栽培的合理空间布局模式,在大田高产栽培条件下研究了行距与株距配置对花后旗叶氮素代谢及籽粒蛋白质含量的影响.结果表明,小麦旗叶氮含量和硝酸还原酶(NR)活性随籽粒灌浆进程逐渐下降,而谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈单峰变化.在整个灌浆期,随着行距与株距比例(行株比)增加,旗叶氮含量呈降低趋势,行株比为6的处理(RP2)旗叶氮含量在花后21 d以后优势明显,表明行株比例配置合理.不同时期旗叶NR活性均以RP2处理最高,其次是行株比为1.5的处理(RP1),行株比过大则NR活性降低.旗叶GS活性在花后0～7 d以行株比为6和10.5(RP3)的处理较高,自花后14 d以后不同处理间表现为RP2最高,其次为RP1和RP3,行株比为15的RP4处理最低.考察最终蛋白质含量及籽粒产量,不同行株比处理间差异为RP2>RP1>RP3>RP4,RP2处理的行株比适宜,蛋白质含量和产量均显著高于其他处理,空间布局最为均匀的RP1处理也具有较好的效果.     

灌浆期不同阶段高温胁迫对春小麦籽粒生长的影响

灌浆期短暂高温胁迫严重影响小麦产量。为了明确灌浆期不同阶段短暂高温胁迫对春小麦籽粒生长的影响,以强筋春小麦品种龙麦26和龙麦30为试材,在人工气候室(25℃/15℃)精确控温和人工温室形成绝对高温胁迫的条件下,分析了灌浆期不同阶段5d短暂高温胁迫对粒重的影响。结果表明,在灌浆期不同阶段短暂高温胁迫处理中,两个小麦品种均表现为:前期高温胁迫对粒重影响最大,达极显著水平(P0.01);随着高温胁迫处理时期的后移,粒重降低幅度逐渐减小;后期(花后25d)高温胁迫对粒重影响不显著。灌浆期缩短是导致粒重降低的主要原因。     

播种期和氮肥用量对春大麦灌浆期籽粒蛋白质和游离氨基酸含量的影响

为提供更合理的氮肥运筹和适宜播期以促进大麦的优质高产,以蒙啤1号、蒙啤3号、甘啤4号、垦啤7号4个春大麦品种为试材,研究了不同施氮水平和播期处理下内蒙古东部灌区春大麦灌浆期间籽粒蛋白质含量和游离氨基酸含量及其与成熟期籽粒蛋白质含量的相关性。结果表明,随着播期的推迟,相同灌浆期4个品种的籽粒游离氨基酸含量和蛋白质含量均呈升高的趋势;随着施氮量的增加,相同灌浆期4个品种的籽粒游离氨基酸含量和蛋白质含量均呈先升高后降低的趋势。成熟期籽粒蛋白质含量与花后7d、28d和35d籽粒蛋白质含量呈显著或极显著正相关。逐步回归分析结果表明,影响成熟期籽粒蛋白质含量最大的是花后28d籽粒蛋白质含量,而通径分析结果显示,对成熟期籽粒蛋白质含量影响最大的是花后14d的籽粒蛋白质含量。成熟期籽粒蛋白质含量与灌浆期籽粒游离氨基酸含量的相关性均达到极显著水平,对成熟期籽粒蛋白质含量影响最大的是花后7d的游离氨基酸含量,其次是花后21d的游离氨基酸含量。     

外源GA3对小黑麦籽粒灌浆特性及产量的影响

小黑麦籽粒不饱满是制约其应用开发的主要因素。为了解决这个问题,本试验以小黑麦东农8809和东农95-6654为试验材料,研究外源赤霉素(GA3)作用下小黑麦籽粒干物质、灌浆速率及产量的变化,并探讨开花期喷洒外源赤霉素对小黑麦籽粒灌浆特性及产量的影响。结果表明,开花期适量赤霉素处理能提高小黑麦籽粒灌浆速率,加速籽粒灌浆进程,促进干物质向籽粒中运转,进而提高粒重及产量。20 mg·L-1赤霉素喷施调控效果最好。