深松条件下春玉米花后衰老过程中根系生物学变化特征

采用PVC管栽方法,研究模拟犁底层和深松处理下春玉米花后衰老过程中根系的生物学变化特征。结果表明,在玉米花后,相同根层节根数均表现为深松处理>模拟犁底层处理。犁底层影响根系在不同深度土壤空间分布,深松处理20～35 cm 土壤深度和36～75 cm 土壤深度玉米根系体积分别比犁底层处理增加176.33%和185.92%;在模拟犁底层处理下,90%以上的根系主要集中在0～20 cm土壤深度,深松处理90%以上的根系主要集中分布在0～35 cm深度土壤。深松增加下层土壤（30～75 cm）根系比重,根系空间分布更加合理。根系衰老进程,花后20 d开始犁底层处理下36～75 cm土壤深度玉米根系衰老速度加快,该深度根系重量开花期比深松处理低2.91%,花后50 d比深松处理低12.31%。犁底层的存在限制玉米根系的发育,深松有利于增加深层土壤的根系分布,能减缓后期根系衰老速度。     

不同落黄型小麦品种光合器官衰老及产量对花后高温的响应

为给耐热性小麦品种的选育和推广提供依据,以黄淮北片小麦全身落黄型品种邯6172和邯麦13及灰白落黄型品种石4185和早衰落黄型品种鲁麦14为供试材料,研究了灌浆期热胁迫对小麦植株含水量、干物质转运量和籽粒灌浆特性的影响,并通过千粒重热感指数评价了不同类型品种的耐热性。结果表明,高温加快了小麦叶片黄化衰老,不同品种衰老快慢不同,邯6172和邯麦13的旗叶、倒2叶、倒3叶分别于热胁迫后19、16、10d开始黄化,叶片黄化速度慢,分别比鲁麦14、石4185晚3~6d。热胁迫使穗、茎、叶含水量下降,不同品种下降速率不同,灌浆后期差异更为显著,其中花后31d鲁麦14、石4185、邯6172和邯麦13穗部含水量分别比对照下降28.7%、30.3%、12.1%和17.4%,叶片含水量分别下降53.8%、44.4%、18.7%和21.5%;鲁麦14、石4185茎秆含水量始终低于邯6172和邯麦13,失水失绿早。热胁迫下全身落黄小麦叶片衰老速度慢,绿叶数目、绿叶面积均较高,穗茎叶含水量相对较高,充分延缓了叶片等光合器官的衰老,保证了正常的生理代谢功能,营养器官干物质转运量和籽粒灌浆速率下降幅度较小,千粒重降低不明显,产量和千粒重热感指数小于1,耐热性好。     

不同植物生长调节物质对玉米叶片衰老及产量的影响

采用盆栽和大田试验相结合的方法,研究了不同植物生长调节物质拌种对玉米后期叶片衰老及产量的影响。结果表明:不同植物生长调节物质均能增强后期叶片中超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低丙二醛(MDA)的积累,增加绿叶面积和提高叶面积指数,延缓后期叶片衰老。其中,处理C[300mg/kg丁二酸+0.3%壳聚糖(丁二酸∶壳聚糖为1∶10)]显著改善玉米穗部性状,增加玉米产量,增产率为9.04%。     

施氮量对滴灌超高产春玉米光合特性、产量及氮肥利用效率的影响

在田间研究拔节期后5种施氮量处理对春玉米KWS2564吐丝后群体叶面积指数垂直分布、光合势、光合速率(穗位上第3片叶、穗位叶、穗位下第3片叶)、干物质积累、产量和氮肥利用效率的影响,揭示施氮量对滴灌超高产春玉米光合特性及氮肥利用效率的影响规律。结果表明,增施氮肥,主要增大棒3叶以下、棒3叶的叶面积指数,明显延缓吐丝后棒3叶以下叶片衰老,增加群体总光合势;增加吐丝后穗位上第3片叶、穗位叶、穗位下第3片叶的光合速率和气孔导度;增加干物质积累量和产量,降低氮肥利用效率和氮肥偏生产力。施氮量超过300 kg/hm2以上再增加施氮量,叶面积指数、光合速率、干物质和产量的增幅降低,降低氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力。适宜施氮量为300 kg/hm2左右,可获得17 002.6 kg/hm2产量,其吐丝期叶面积指数为6.62,总光合势为423.6 m2/(d·m2),氮肥农学利用效率为13.8 kg/kg。     

不同覆膜方式下超高产春玉米花粒期叶片衰老特性研究

以内单314为试验材料,在行间覆膜(SPF)、行上覆膜(UPF)及不覆膜(NPF)3种处理下,对超高产春玉米花粒期不同层位叶片的保护酶活性、光合特性及产量进行研究。结果表明,超高产春玉米花粒期不同层位叶片POD活性表现为下位叶>穗位叶>上位叶;CAT、SOD活性表现为上位叶>穗位叶>下位叶。灌浆期玉米不同层位叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率变化趋势表现为穗位叶>上位叶>下位叶;乳熟期不同层位叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率表现为上位叶>穗位叶>下位叶。表明在玉米花粒期,行间覆膜处理可以提高玉米上位叶及穗位叶的净光合速率、POD活性、CAT活性及SOD活性,减小气孔导度,降低叶片蒸腾速率,延缓叶片衰老,维持花粒期生理功能,保证子粒充分灌浆,提高千粒重,进而提高产量,实现超高产。     

玉米叶片衰老田间因素的分析及其与产量的关系

本试验研究了品种、密度、追肥量和追肥期对夏玉米子粒产量和叶片衰老的影响。研究发现，在本试验条件下，品种对产量的影响最大．其次是密度。追肥期和追肥量对子粒产量无明显影响。以处理组合掖单12号+密度5000株/亩+每亩追肥量75公斤+拔节期追肥产量最高。进一步分析品种间和密度间植株叶片衰老的差异发现．玉米1～5和6～10叶组叶片的衰老与品种的生育期长短无明显的关系，但是11叶以上叶组叶片的衰老与品种的生育期长短是一致的．即早熟品种叶片衰老早，晚熟品种衰老晚．试验密度条件下(4000～6000株/亩)，较高密度主要使1～5和6～10叶组叶片的衰老提早，对11～15叶组的衰老无十分明显的影响，但使16～20叶组衰老变晚． 对玉米植株第5、第10、第14和第18叶叶片组织生育期内可溶性糖含量的分析发现，从叶片展开至衰老后期，第5叶的含糖量基本上没有变化，第10叶组织中的含糖量中期较高，但叶片衰老后期与展开时相比没有降低。第14叶和第18叶的含糖量在衰老后期则明显升高。从密度的影响看．第5叶和第10叶的可溶性糖含量随群体密度的增加而降低。第14叶受密度影响的变化趋势不明显，而第18叶可溶性糖含量随密度的增加有所增高。这一变化趋势与密度对叶片衰老的影响基本是一致的。     

玉米持绿性与其它农艺性状的相关研究

选用生产上常用的9个玉米自交系，采用双列杂交的方式组配了36个杂交组合，研究了持绿性与其它农艺性状的关系。结果表明，绝对绿叶面积持续期(GLAD)与总叶片数、开花时绿叶面积以及相对GLAD呈显著或极显著正相关，通径分析结果表明开花时绿叶面积、相对GLAD这两个性状的直接效应较大；相对GLAD与开花时绿叶面积呈显著负相关，与茎秆硬度呈显著正相关；玉米持绿性提高，使收获时茎秆、叶片中的含水量提高，但不会引起籽粒含水量的提高。     

灌浆后期6-BA灌根对玉米衰老和产量形成的影响

以郑单958为材料,用浓度为10 mg/L的6-苄基腺嘌呤(6-BA)溶液在玉米灌浆期(花后40 d)浇灌根系,研究6-BA对玉米根系与叶片衰老及产量形成的影响。结果表明,花后6-BA灌根处理能延缓玉米根系的衰老,使收获期单株总根长显著高于对照,增长48%,其中,轴根长与对照相比差异不显著,侧根长显著高于对照。6-BA灌根处理同样延缓叶片衰老,使成熟期绿叶面积增加。6-BA灌根处理显著增加吐丝期-成熟期植株吸氮量和植株干物质积累量,不影响营养器官中氮素与干物质的转运。6-BA灌根处理显著提高单株子粒产量,与对照相比增产16%,其中,主要是百粒重的增加,同时保持子粒中氮浓度不变。通过细胞分裂素延缓后期根系衰老,可能是协调玉米后期氮素吸收与转运、提高玉米子粒产量的一条途径。     

施用有机肥对春玉米生育后期叶片酶活性的影响

为了防止春玉米早衰,探讨施用有机肥对春玉米生育后期叶片酶活性的影响。我们采用盆栽方法,测定春玉米灌浆期和蜡熟期穗位叶超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）和可溶性蛋白质含量。结果表明：随着有机肥（鸡粪）施用量的增加丙二醛的含量随之降低,超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性和可溶性蛋白质含量则随之提高。施用有机肥（鸡粪）26.7 g/kg土的处理,春玉米穗位叶的过氧化物酶（POD）活性和可溶性蛋白质含量下降。玉米灌浆期的穗位叶超氧化物歧化酶（SOD）活性普遍高于蜡熟期的。适量的施用有机肥可以提高春玉米生育后期叶片保护酶活性,防止或延缓春玉米的衰老。     

涝渍胁迫下玉米苗期不同叶龄叶片光合特性

以玉米品种浚单20为试验材料,采用盆栽方法,在4叶期开始水分处理,设CK(土壤相对湿度70%～80%)、持续淹水3、5、7 d和渍水5、10、15 d共7个处理,比较涝渍条件下不同叶龄叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、细胞间CO_2浓度及SPAD值的变化。结果表明,苗期淹水和渍水均显著降低玉米叶片的SPAD值,淹水影响程度大于渍水,淹水7 d和渍水7 d时叶片的SPAD值分别比对照降低37.9%和3.3%。不同叶龄叶片的光合特性对涝渍响应存在差异,叶龄大的叶片抗涝渍能力相对较强。涝渍≤7 d时新出生的第5叶和第6叶的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著下降;涝渍胁迫7 d时,渍水和淹水的净光合速率分别比CK降低18.5%和15.4%;渍水15 d时,第9叶的净光合速率比CK偏高6.1%,表明玉米对涝渍的适应性逐渐增加。     

深松和灌水次数对春玉米耗水特性及产量的影响

试验设置深松条件下灌水3次和4次(SI3和SI4)两个处理,以常规浅旋耕灌水3次和4次(RI3和RI4)为对照,研究深松及灌水次数对超高产春玉米生育期耗水规律、灌浆特性及产量的影响。结果表明,与常规浅旋耕相比较,深松处理可显著改善40~100 cm深层土壤水分条件,为深层根系的水分吸收提供保障,促进春玉米生长发育。深松处理较浅旋耕处理生产单位玉米平均节水量为0.149 m~3/kg,节水6.66%,单位耗水量增产量为0.322 kg/m~3,增产7.17%。相同灌水次数条件下,深松处理显著提高春玉米产量构成因素,增产达12.47%。     

南方丘陵红壤旱地不同施肥模式对春玉米生物学特性及产量的影响

以当地常规施肥模式(CK)为对照,研究南方丘陵红壤旱地不同施肥模式(CO:常规施肥+有机肥;CB,常规施肥+生物有机肥;CP:常规施肥+钾肥)对春玉米生物学特性及产量的影响。结果表明,单株叶面积和叶面积指数大小顺序为CO>CP>CB>CK处理,全生育期单株叶面积和叶面积指数均显著高于对照,抽雄期和成熟期CO和CP处理均显著高于其他处理。拔节期、抽雄期和成熟期CO和CP处理植株根系干重、茎干重均显著高于其他处理,CO处理植株叶干重显著高于对照。CO处理穗长显著高于对照;CP处理行粒数、穗粒数和百粒重均显著高于对照。CO、CB和CP处理产量分别比对照增加19.36%、13.08%和22.10%,增产原因主要是行粒数、穗粒数和百粒重的增加。     

绿肥翻压对土壤微量元素含量及玉米吸收的影响

选取9个春油菜绿肥品种进行田间试验,连续翻压两年后,测定土壤和玉米子粒中的微量元素含量,研究比较不同春油菜绿肥品种翻压对土壤微量元素含量及玉米吸收情况的影响。结果表明,中油肥1804翻压后土壤全量铁、锰和锌含量较春闲田CK处理分别提高了9.31%、5.71%、9.97%,土壤有效态铁、锰、锌含量较春闲田CK处理分别提高37.31%、62.35%、73.99%;中油肥1907翻压后土壤全铜含量较春闲田CK处理显著提高了84.29%;中油肥1901翻压后较春闲田CK处理显著提高了玉米子粒铁、锰、锌的吸收量及玉米产量和品质。不同春油菜绿肥品种翻压后土壤有效态铜含量、玉米子粒铜及锰含量与春闲田CK处理之间差异不显著;土壤有效态微量元素含量与春油菜中微量元素和土壤全量微量元素含量之间存在线性关系,且微量元素与玉米叶片叶绿素、含氮量、产量、可溶性糖、蛋白质呈显著或极显著正相关。华北地区种植并翻压中油肥1804、中油肥1901、中油肥1907能较好地提高土壤微量元素含量、生物有效性及玉米产量和品质。     

春小麦源库特性及其关系的研究（Ⅰ）——群体源的形成及其特性分析

为了了解春小麦群体源的形成与特性以及群体源在产量形成中的作用,通过试验对不同密度和施肥处理下两个品种的叶片性状变化进行了研究。结果表明,在不同处理下春小麦群体叶面积指数争光合劳均呈单峰由线变化,两个品种间在不同生育阶段的叶面积指数争光合势有差异。随着生育进程的推进,两品种的光合劳与产量相关性增强。在开花期争乳熟期,干物质积累与叶面积指数(LAI)争光合势(LAD)呈显著或极显著正相关,比叶重、叶绿素含量争群体光合速率等叶片性状与群体干物质生产密切相关。因此,在合理的栽培技术措施下,采取适宝的密度与合理的配方施肥技术,建立合理的群体叶面积,将最大叶面积指数控制在适宜的范围内,尽可能长时同地保持绿叶面积,增强叶片光合能力,提高群体生长速率,是扩大干物质(源)生产的主要途径。     

播期对吉林春玉米生长发育及产量形成的影响

2010～2011年在吉林省梨树县进行春玉米5个播期试验(SE、E、M、L、SL为2010年4月21日、5月2日、5月13日、5月23日及6月2日播期,2011年为4月20日、4月30日、5月10日、5月20日及6月1日播期),探讨播期对吉林春玉米生长发育和产量形成的影响。结果表明,播期对春玉米生长发育及产量形成均有显著的影响。随播期推迟,春玉米生育期缩短;相对于SE和SL处理,M处理下叶面积指数较高且维持天数较长,有利于春玉米光合作用以及干物质积累;播期对春玉米地上干物质积累的影响表现为SE与M处理间差异不大,SL与SE、M处理相比干物质积累明显降低。试验播期范围内播期对产量影响显著,随播期的推迟呈现先升高后降低的趋势;百粒重在SE、E和M处理间无差异,与前3个播期相比,由于灌浆期缩短导致L和SL处理的百粒重显著下降;穗粒数与开花-子粒形成期内降水量呈显著负相关。本试验在2010年M处理下获得最大产量(11490.6 kg/hm2),吉林西南部春玉米播期在5月中旬左右较为适宜。     

高温对玉米植株形态与功能、产量构成及子粒养分的影响

以热敏型玉米品种驻玉309为材料,设置两个高温处理,研究不同程度日间高温对玉米产量及穗部性状、物质生产及转运、子粒库容的影响。结果表明,高温(HT1)对玉米产量无显著影响,极高温(HT2)显著降低玉米结实率和产量。植株株高在HT2下表现为降低,叶面积则表现为HT2CKHT1。花期高温胁迫显著降低吐丝期穗位叶净光合速率,但对叶绿素含量无显著影响。HT2降低穗粒数和总干物重,增加了成熟期茎、叶、苞叶干物质占单株地上干物质总重比例。高温胁迫增加子粒粗蛋白含量、可溶性糖含量和淀粉含量。结果显示,HT1处理下玉米通过自身增加物质转运能力应对高温胁迫,HT2通过显著降低穗粒数而影响子粒库容减小,造成不可逆损伤,同时影响了玉米源(叶面积)和流(物质转运与分配)的能力。     

半干旱区保护性耕作对旱作春小麦光合特性和产量形成的影响

为探究黄土高原半干旱区保护性耕作提高春小麦产量的光合生理机制,依托黄土高原半干旱区2001年建立的不同耕作措施长期定位试验,于2019年研究了传统耕作(T)、传统耕作秸秆翻入(TS)、免耕秸秆不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)四种耕作措施对春小麦叶片光合相关性状、干物质积累和产量的影响。结果表明,小麦叶片叶绿素含量和叶面积指数在抽穗期达到峰值,保护性耕作延缓了花后叶片衰老,其中NTS处理的叶片叶绿素含量和叶面积指数在乳熟期均显著高于其他处理;耕作措施对开花期小麦旗叶RuBP羧化酶活性没有影响,但在灌浆期免耕和秸秆还田均提高了RuBP羧化酶活性,其中NTS处理的RuBP羧化酶活性是T处理的1.95倍;秸秆覆盖对小麦旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度影响显著,NTS处理可有效改善春小麦开花期和灌浆期的光合性能,其中NTS处理的开花期旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度比T处理分别提高了19.2%、30.7%、23.0%;免耕处理(NT和NTS)下花后干物质积累对籽粒贡献率较耕作处理(T和TS)提高了41.7%,秸秆还田处理(TS和NTS)花后籽粒干物质积累量及花后干物质积累对籽粒产量贡献率较不还田处理(T和NT)分别提高了71.2%和35.7%;NTS处理有效促进了小麦花后干物质积累和转运,显著增加了穗数和千粒重,使产量较T处理提高了18.7%。因此,在黄土高原半干旱区应用免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施可促进春小麦旗叶花后光合作用、干物质积累及其向籽粒分配,延缓灌浆后期叶片衰老和叶绿素降解,协调和优化光合性能、光合时间、光合面积之间的关系,从而提高产量。