玉米人工合成群体的改良与利用

回顾国内外玉米群体改良利用研究的概况,分析四川农业大学在玉米群体合成、改良与利用方面开展的研究及取得的主要成果,结合玉米育种发展趋势,对进一步提高玉米群体改良利用效率提出思路。就研究方法和内容而言,应将传统方法和现代分子生物学技术结合,重点研究群体农艺性状及配合力表现、遗传多样性、杂种优势和遗传组成等,探明群体育种潜势;合成群体时,应按杂优类群选择自身性状优良、配合力高且彼此又有一定差异的材料,以适当协调群体的遗传异质性与群体内优良个体出现频率两者的矛盾,在对群体遗传育种潜势评价的基础上,应针对群体存在的问题,确定好选择目标性状和选择强度,并利用适当的轮回选择方法进行改良,以提高玉米群体改良利用效率;在群体改良过程中,应定期进行群体改良效果评价,以便根据评价结果及时调整改良方案;在利用人工合成改良群体选系前,应对群体的育种潜势进行评价,并根据群体遗传特性和自交后代配合力表现,采取相应的策略和方法。     

混合选择法对玉米群体产量性状改良效果的比较分析

群体改良是玉米种质创新的重要途径,运用适宜的改良方法可显著提高群体改良效率。从群体遗传学和分子数量遗传学角度,系统分析前人利用混合选择法实行群体改良获得的遗传增益、遗传变异及其对群体结构的影响。分析结果表明:混合选择法可以有效改良群体的产量、产量构成性状及一般配合力效应,保持群体遗传变异,是玉米种质改良和创新的有效途径。     

宽窄行栽培对玉米生长发育及产量的影响

通过不同宽窄行栽培对玉米的产量动态进行分析。结果表明：宽窄行栽培有效改善了玉米的群体结构,改善了冠层的微环境,增加了中部冠层的透光率,促进个体生长发育,增加其LAI和干物质积累。宽窄行种植方式增加穗位叶的初始量子效率,使叶片能有效地利用弱光,改善玉米叶片的光合性能,最终提高玉米产量。     

半干旱区玉米行距调整增密对群体冠层结构及产量的影响

为增加玉米种植密度,构建不同的群体冠层结构,以玉米不同行距配置为基础,研究乳熟期玉米群体的光能利用情况,分析不同行距配置对冠层结构及产量、产量构成因素的影响。结果表明,玉米产量与群体消光系数达到显著相关,且为负相关。在吉林省半干旱区玉米宽窄行行距70-30 cm和宽窄行行距80-30 cm配置下玉米群体对光能资源的利用达到最佳,且有效提高玉米群体产量,增产分别达到8.06%和22.82%。     

玉米抗旱育种

干旱是世界、也是我国许多玉米种植区限制产量的主要因素,培育抗旱玉米品种是解决这一问题的根本途径之一.在玉米抗旱育种中,正确选定目标性状是十分重要的.CIMMYT在玉米抗旱育种中以ASI(Anthesis-silking Interval)作为选择性状之一进行群体改良,并已育出一批抗旱玉米群体.描述了抗旱玉米的理想型,并讨论了利用分子生物技术于玉米抗旱育种中的问题.     

北方早熟春玉米种质创新及利用研究

玉米种质资源匮乏、遗传基础狭窄是制约玉米育种研究和生产水平提高的主要限制因素,开展玉米种质创新和利用研究是玉米育种研究的首要任务。简要阐述了北方早熟春玉米种质创新和利用研究的途径、方法及玉米窄基因群体的改良、引入玉米综合群体的改良、热带亚热带种质与温带种质互导、抗病玉米自交系选育等种质创新研究进展。     

玉米品系内改良S1选择方法与技术

根据玉米群体轮回选择的基本原理和方法,建立起一套简单易行的群体改良S₁选择方法,其主体技术包括组建一个好的基础群体,利用控制授粉提高优良基因的频率,借助互交使基因重组.采用此方法对CIMMYT提供的热带玉米群体进行了3轮选择,群体产量平均每轮增益为6.4%,群体测交种产量平均每轮增益为6.3%.表明群体产量的一般配合力有较大的提高。     

混合取样方法在玉米群体遗传多样性分析中的应用

简要综述了基于混合取样方法结合分子标记技术进行基因频率分析及其在玉米群体遗传多样性分析中的应用,分析总结了混合样本中单株数目、遗传距离的估算及混合取样中策略问题。     

混合取样方法在玉米群体遗传多样性分析中的应用

简要综述了基于混合取样方法结合分子标记技术进行基因频率分析及其在玉米群体遗传多样性分析中的应用,分析总结了混合样本中单株数目、遗传距离的估算及混合取样中策略问题。     

玉米品系内改良S1选择方法与技术

根据玉米群体轮回选择的基本原理和方法，建立起一套简单易行的群体改良S1选择方法，其主体技术包括组建一个好的基础群体，利用控制授粉提高优良基因的频率，借助互交使基因重组。采用此方法对CIMMYT提供的热带玉米群体进行了3轮选择，群体产量平均每轮增益为6．4％，群体测交种产量平均每轮增益为6．3％。表明群体产量的一般配合力有较大的提高。     

农业产业化地区玉米生产技术效率研究

运用两阶段双重自助抽样DEA方法研究农业产业化地区玉米生产技术效率,研究结果表明,72.6%的农户玉米生产技术效率值处于无效区间,在影响农户玉米生产技术效率的因素中,农户投资规模对玉米生产技术效率具有负效应,表明农户玉米生产投资已进入无效率区间,进一步提高投资规模,已不能提升农户玉米生产技术效率。此外,政府给予玉米种植补贴对玉米生产技术效率的提高并不显著。     

我国玉米生态效率的时空差异与影响因素

基于碳汇和产值双重视角，采用SBM-DEA模型测算我国玉米生态效率，通过核密度估计分析其时空特征，同时对其影响因素进行分析。结果表明，我国玉米生态效率总体水平不高且随时间大致呈“降—升—降”后趋于平缓的变化趋势，区域差异明显但差异程度逐年降低。政府政策、受教育水平和环境规制等影响因素有利于生态效率的提高，收入水平、农业生产性服务水平等对生态效率具有负向影响。各地区应基于自身资源禀赋结合影响因素采取差异化措施，同时强化区域间交流协作，进一步提升玉米生态效率以推进玉米低碳高产高效发展。     

丁二酸浸种对玉米生育后期光合特性和水分利用效率的影响

在田间高密度条件下,以郑单958为材料,研究了不同浓度丁二酸浸种对玉米生育后期光合参数日变化及水分利用效率的影响。结果表明,丁二酸浸种能够改善田间小气候;不同浓度的丁二酸浸种,玉米生育后期各处理的光合参数的日变化存在明显差异,表现为低浓度能提高叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(GS)和胞间CO2浓度(Ci),高浓度产生抑制作用;浸种后随着蒸腾速率(Tr)的降低,叶片水分利用效率(WUE)均明显提高。其中以处理T3(300mg/L)效果最佳。     

利用超声波处理玉米种子芽对农杆菌转化的影响

为提高玉米种子芽生长点的转化效率,研究利用超声波处理玉米种子芽时间对农杆菌转化效果的影响。结果表明,利用超声波频率45 KHZ、超声波功率50 W的超声波仪处理10~15 min,有利于提高农杆菌对玉米的转化效果。表明利用超声波处理玉米芽是一种好的受体处理方法。     

SGM对玉米发芽率及幼苗抗冷效果的影响

试验以不同浓度的水杨酸(SA)和赤霉素(GA)复配剂(SGM)处理玉米种子,研究SGM对玉米发芽率及幼苗抗冷性的影响。结果表明,在低温(6.5～10℃)条件,SGM处理后能够提高玉米种子的发芽率,最高可达69.63%;叶片脯氨酸含量及SOD、POD、CAT酶的活性也有所增加,增幅最高分别为57.39%、42.62%、25.95%和16.63%,其中SOD>POD>CAT的活性。在低温条件下,SGM能够减缓膜脂过氧化物MDA的积累,降低幅度为2.72%～22.75%,达到了极显著水平,SGM处理可增强玉米幼苗的抗冷性。     

不同氮磷配施比对夏玉米花后光合特性和产量的影响

在黄淮海地区小麦-玉米一年两熟种植模式下,常规施氮270 kg/hm²且氮磷肥配施比为3∶1时,夏玉米叶片衰老较缓慢,花后光合能力较强,穗粒数增加,获得夏玉米高产;减量施氮33%并调整氮磷比为2∶1,可延缓夏玉米花后叶片衰老,提升花后光合能力,获得夏玉米丰产高效。综上,施用磷肥90 kg/hm²且维持氮磷配比为2∶1至3∶1,利于夏玉米高产高效。     

水肥一体化施磷对滴灌高产春玉米产量及肥料利用率的影响

磷肥的施用方式和施用量对提高作物的产量和磷肥利用效率有重要影响。研究常规一次性施肥和滴灌分次施肥以及不同磷肥用量对玉米生长及磷肥利用效率的影响,为进一步提高滴灌密植高产春玉米产量及肥料利用率提供理论依据。结果表明,在滴灌水肥一体化分次施磷模式下,磷肥用量在90 kg/hm²时玉米产量达到最大(16.66~17.29 t/hm²),比一次性基肥施入产量高8.3%~12.6%,经济效益平均提高11.0%;磷肥偏生产力和农学利用率比一次性基肥施入处理分别提高44.4%~50%和59.5%~73.65%。在滴灌水肥一体化条件下,在玉米开花前随水分次滴施水溶磷肥能有效提高玉米产量和磷肥利用率,同时能减少磷肥用量,提高经济效益。     

增效液体氮肥在苏打盐碱土中的应用效果研究

为改善苏打盐碱土区的玉米生长状况并提高氮肥肥效,本研究以尿素硝酸铵溶液、氮肥增效剂、调酸剂等材料制备增效液体氮肥（Effectively Urea Ammonium Nitrate Fertilizer,简称Eff UAN）,在吉林省西部苏打盐碱土区开展田间试验,验证其在滴灌施肥和常规施肥模式下的应用效果。试验结果表明,在滴灌施肥与常规施肥两种模式下,增效液体氮肥与传统尿素和尿素硝酸铵溶液相比,玉米产量提高10.2%～18.5%,氮肥利用率提高8.1～18.2个百分点,氮素损失率降低 9.5～23.7 个百分点。在玉米生育期内使表层土壤（15 cm）的 pH 值从 8.8 降低到 7.5～7.7。两种施肥模式下增效液体氮肥都能够显著改善植株的农艺性状（株高、茎粗和叶面积）。综上,增效液体氮肥可以有效降低生育期内土壤的pH值,改善植株地上部农艺性状,进一步提高玉米产量和氮肥利用率,降低氮素损失。     

Characteristics of Nitrogen Uptake,Use and Transfer in a Wheat-Maize-Soybean Relay Intercropping System

Abstract

Intercropping and relay intercropping systems, which significantly improve land use efficiency, are used worldwide to increase crops yield. The wheat-maize-soybean relay intercropping system has been widely employed by famers in Southwestern China for years, but the detailed mechanisms through which the nitrogen fertilizer use efficiency reach the high level in this system remain unclear. In the present study, two separate pot experiments were performed by ¹⁵ N isotope dilution (ID) labeling and direct ¹⁵N foliar feeding (FF) assays, and a solid barrier was employed to prevent the roots intergrowth and N movement among crops in the first experiment, using no barrier as the control. The results showed that, under the no-barrier condition, the grain yields, ¹⁵N uptake and ¹⁵N recovery efficiency of wheat and maize were significantly increased, but those measures in soybean were decreased compared to the solid barrier condition. Furthermore, bi-directional N transfer was detected during the co-growing stage of crops, the amount (Ntransfer) and percentage (%NT) of ¹⁵N transferred varied significantly with the fertilizer-N rate, and the maximum reached at 150 – 300 kg N ha^–1 level. The Ntransfer from maize to wheat was 16.1% – 163.0% higher than that from wheat to maize; the Ntransfer from soybean to maize was 1.7 – 6.0 times higher than those from maize to soybean, while the %NT from soybean to maize were 6.7 – 22.2 times higher than those from maize to soybean. Conclusively, this study revealed that the interaction of the roots among crops significantly increased the uptake efficiency and recovery efficiency, and further, the positive N competition and bi-directional N transfer of each crops were the main contributors to improve the N use efficiency in the wheat-maize-soybean relay intercropping system.     

旱后复水对不同玉米品种蒸腾效率的影响

试验设3个控水水平、2个时段进行水分控制,研究旱后复水对两个玉米品种气孔阻力、蒸腾速率、光合速率、蒸腾效率的影响。结果表明,干旱后复水玉米表现很强的水分和光合生理活性,干旱后复水玉米气孔阻力大幅下降、蒸腾速率大幅上升、光合速率迅速提高,有些处理优于一直正常供水的处理;玉米旱后复水对气孔阻力、蒸腾速率的影响表现出品种间差异,酒单2号比豫玉22在气孔阻力、蒸腾速率上更容易恢复至旱前水平,光合速率提高的幅度很大;玉米蒸腾效率表现出品种间与处理方式间的差异,旱后复水豫玉22的蒸腾效率得到提高,酒单2号没有显著提高,旱后对水分增加敏感的品种有更高的生理活性,以较快的干物质增长速率和较高的水分利用效率补偿前期干旱的损失。因此,选择对水分增加敏感的玉米品种可以提高旱地水分利用效率,增加玉米产量。