种植密度对夏玉米根系特性及氮肥吸收的影响

【目的】玉米是中国第一大粮食作物,在国家粮食安全中具有举足轻重的作用。选用耐密型品种,增加种植密度是现在玉米获得高产的主要措施之一。然而,高密度种植加剧了玉米生长空间的压力,导致单株生长受到抑制,单株产量降低。根系作为吸收土壤水分与养分的主要器官,其生长受密植条件抑制。研究夏玉米品种根系特性对密度响应的基因型差异,探明密植条件下耐密型夏玉米根系特性与氮素吸收、利用的关系,为耐密型夏玉米品种的根系改良及密植条件下养分与水分管理提供依据。【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心进行,以耐密型品种郑单958(ZD958)和不耐密型品种鲁单981(LD981)为试验材料,采用土柱栽培与~(15)N标记技术相结合的技术手段,研究不同种植密度下(D1,52 500 plants/hm~2与D2,82 500 plants/hm~2),不同耐密型品种根系性状及氮素吸收利用情况对种植密度的响应。【结果】增加种植密度可显著提高夏玉米籽粒产量,但两品种单株籽粒产量均显著降低。两品种根系生物量、根长、根系表面积、根系活性吸收面积均随种植密度的增加而降低;D1条件下,LD981根系各项指标生育前期高于ZD958,乳熟期后均低于或显著低于ZD958。D2条件下,两品种根系各项指标生育前期差异不显著,而生育后期LD981显著低于ZD958;地上部单株绿叶面积与穗位叶净光合速率受基因型及密度影响,变化趋势与根系一致。两品种根冠质量比受密度增加影响差异不显著,但根冠活性面积比显著降低;增加种植密度两品种单株氮素积累量及氮利用效率显著降低,肥料氮回收率、氮肥偏生产力均显著提高,但肥料氮所占植株氮素积累量的比例不受密度变化影响;D2下ZD958植株肥料氮含量、肥料氮所占比例、肥料氮回收率及氮肥偏生产力显著高于LD981。【结论】耐密型品种ZD958根系受密度影响较小,高密度下,能够维持相对较高的根量、根长、根系吸收面积及根系活力,且高值持续期长,生育后期衰老缓慢,保证了植株对氮素吸收,有利于地上部进行光合生产、获得较高籽粒产量;高密度下ZD958籽粒库容较高、库调节能力较强,是其氮利用效率及氮肥偏生产力显著高于LD981的主要原因。     

品种和氮素供应对玉米根系特征及氮素吸收利用的影响

【目的】研究玉米根系特性与氮素吸收利用及其与地上部生物量和产量形成的关系,探明根系形态特征与氮素吸收能力对玉米高产性能的影响,为玉米高产高效生产提供理论依据。【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心(36°18′N,117°12′E)和作物生物学国家重点实验室进行,以京科968(JK968)、郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,采用土柱栽培,设置两个氮素水平,施氮量分别为1.5 g/plant(LN)和4.5 g/plant(HN),在抽雄期(VT)和完熟期(R6)进行根系及植株取样,测定根系相关指标(根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积),干物质及氮素积累与分配规律,探究品种和氮素供应对玉米根系特征及氮素吸收利用的影响。【结果】两个氮素水平下JK968单株籽粒产量、生物量、根系各指标和植株氮素积累量、氮转运率、氮素收获指数、氮素利用效率均显著高于XY335和ZD958(P0.05)。JK968单株生物量、籽粒产量、植株氮素积累量较XY335和ZD958在低氮水平下分别增加15.2%、17.7%、9.0%和31.6%、44.1%、31.4%,在高氮水平下分别增加5.4%、12.9%、8.9%和13.5%、26.8%、23.5%;高氮水平下JK968、XY335、ZD958的单株生物量、单株籽粒产量和植株氮素积累量较低氮水平下分别增加15.7%、10.2%、33.9%,26.5%、14.8%、34.0%和34.3%、25.1%、42.5%。抽雄期JK968根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积较XY335和ZD958在低氮水平下分别增加41.8%、9.0%、47.1%、24.0%和63.2%、41.6%、60.4%、105.1%,在高氮水平下分别增加24.3%、6.0%、35.2%、19.7%和40.3%、30.0%、49.3%、78.7%;高氮水平下JK968、XY335、ZD958的根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积较低氮水平下分别增加48.3%、37.3%、36.4%、12.7%,69.1%、41.3%、48.4%、16.7%和72.5%、49.7%、46.5%、29.3%。相关分析表明,吸氮量与根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积呈显著线性正相关,但品种的响应程度不同。在抽雄前,JK968植株吸氮量对根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积增长的响应度要高于XY335和ZD958;而抽雄后的响应度则低于XY335和ZD958。【结论】JK968整个生育期的根系各项指标均显著高于XY335和ZD958,且氮素吸收能力强,生物量大,低氮条件下优势更加明显。JK968较发达的根系,保证了植株对氮素的吸收,具有较高的氮素转运效率、贡献率和氮素利用效率,有利于进行物质生产,因而获得更高的籽粒产量。     

秸秆还田量对不同基因型夏玉米产量及干物质转运的影响

【目的】科学客观评价秸秆直接还田的综合效应,对提高秸秆资源利用率、促进农业绿色可持续发展意义重大。本研究在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟区设置大田定位试验,探究不同基因型夏玉米对秸秆还田量的响应,为该区秸秆还田技术的综合评价和秸秆还田量的优化提供依据。【方法】试验于2017年10月至2018年10月在河南原阳进行,采用裂区试验设计,设置秸秆还田量和基因型两个因素。秸秆还田因素为主区,设置4个秸秆还田量处理,分别为秸秆不还田(S0)、半量秸秆还田(S1)、全量秸秆还田(S2)和倍量秸秆还田(S3);基因型为副区,供试品种分别为浚单20(XD20)和郑单958(ZD958)。分析2个品种在不同秸秆还田量处理下叶面积指数(LAI)、干物质积累与转运、产量性状的差异。【结果】与秸秆不还田处理相比,秸秆还田能维持玉米花后较高的叶面积指数,且基因型与秸秆还田量间存在显著的交互作用。玉米开花期,XD20和ZD958的LAI均随秸秆还田量的增加而增加,在S3处理下最高。玉米成熟期,XD20和ZD958的LAI降幅随秸秆还田量增加而呈先降后升的趋势,XD20在S1处理下最低,ZD958在S2处理下最低;且2个品种成熟期LAI随秸秆还田量增加呈先升后降的趋势,XD20在S1处理下最高,ZD958在S2处理下最高。花后较高的叶面积指数有利于玉米花后维持较高的干物质生产能力,从而显著提高花后干物质积累量,优化干物质积累与分配特性。基因型和秸秆还田量互作显著影响花前营养器官的干物质转运量(DMR)和转运率(DMRE)、花前干物质转运对籽粒干物质积累贡献率(DMRCG)、花后干物质积累量(DMAA)及其对籽粒干物质积累贡献率(DMAACG)。随秸秆还田量增加,XD20花前营养器官(茎鞘+叶片)的DMR、DMRE和DMRCG呈先降后升趋势,均在S1处理下最低,而花后DMAA和DMAACG则呈先升后降趋势,均在S1处理下达到最高值;ZD958花前营养器官(茎鞘+叶片)的DMR、DMRE和DMRCG以及花后DMAA均呈先升后降趋势,均在S2处理最高。玉米花后干物质积累量的增加,有利于增加粒重,进而提高籽粒产量。与S0处理相比,S1、S2和S3处理均提高了玉米籽粒产量,但玉米籽粒产量并未随着还田量的增加而持续增加;XD20在S1处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理3.5%—17.7%,ZD958在S2处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理0.4%—16.8%。【结论】在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟潮土区,适量秸秆还田可延缓玉米生育后期叶片衰老进程,优化玉米干物质积累与分配特性,提高花后干物质积累量,增加粒重,进而提高玉米籽粒产量。但不同基因型玉米对秸秆还田量的响应有很大差异,在推广秸秆还田时,不仅要考虑秸秆还田量,还要考虑作物遗传因素对秸秆还田效应的影响。     

氮密调控对两个冬小麦品种碳氮代谢及产量的影响

【目的】研究品种、施氮量、种植密度及其交互作用对豫东南黏壤潮土区冬小麦碳氮代谢及籽粒产量的影响,明确该区冬小麦适宜的氮密调控处理组合,以期为该地区冬小麦高产高效栽培提供技术支撑。【方法】于2018—2020年连续2个冬小麦生长季,在豫东南黏壤潮土区设置品种（分蘖力中等、成穗率较高品种,鑫华麦818;分蘖力强、成穗率中等品种,百农207）、施氮量（N0,0;N240,240 kg·hm^-2;N360,360 kg·hm^-2）和种植密度（M1,225 万株/hm²;M2,375万株/hm²;M3,525万株/hm²）三因素裂裂区试验,重点分析三因子处理下冬小麦碳代谢（可溶性糖含量;磷酸蔗糖合成酶SPS活性;蔗糖合成酶SS活性）、氮代谢（可溶性蛋白质含量;硝酸还原酶NR活性;谷氨酰胺合成酶GS活性）生理参数及产量的差异。【结果】品种、氮肥、密度及其交互作用显著影响冬小麦的碳氮代谢,氮肥是影响2个品种产量及其构成因素的主控调节因子。施氮量、种植密度对碳氮代谢的影响因生育时期、品种而异。总体来看,氮密调控对2个品种碳代谢的调控优势主要在灌浆后期,对氮代谢的调控优势主要在灌浆中期,灌浆中后期M2N240处理的碳氮代谢指标参数值较最小处理组合平均增幅达358.28%。碳氮代谢平衡对不同分蘖成穗特性冬小麦品种产量形成的影响较大,尤其是生育后期,这可能是鑫华麦818整体产量高于百农207的主要生理原因。两年度试验均以M2N240处理下的产量较高,较产量最低的M1N0处理提高96.49%。【结论】综合考虑品种、氮肥、密度及其交互作用对冬小麦碳氮代谢平衡及产量的影响,施氮量和种植密度对2个冬小麦品种碳氮代谢的调控优势主要在灌浆中后期,M2N240处理可作为豫东南黏壤潮土区适宜的氮密调控组合。     

密植与氮肥用量对不同耐密型夏玉米品种产量及氮素利用效率的影响

【目的】探究密度与氮肥用量对不同耐密型夏玉米品种籽粒产量及氮素利用效率的影响。【方法】以稀植大穗型品种鲁单981(LD981)和紧凑耐密型品种郑单958(ZD958)为供试材料,设置52 500和82 500株/hm~2两个种植密度,同时设置0、90、180、270和360 kg·hm~(-2) 5个施氮水平,研究密度与氮肥用量对不同耐密型夏玉米品种单株及群体干物质积累特性、氮素转运效率、氮素利用效率、产量及其构成因素的影响。【结果】增加种植密度,相同施氮水平处理的千粒重和穗粒数显著降低,单位面积穗数、空秆率、倒伏率显著提高,不耐密品种空秆率、倒伏率增加更显著。其中,ZD958与LD981各施氮处理的平均千粒重、穗粒数分别降低6.24%、6.77%和7.52%、18.09%,LD981空秆率、倒伏率高达17.0%、27.6%,显著高于ZD958。高密度条件下,籽粒产量随施氮量增加而增加,施氮270和360 kg·hm~(-2)处理的产量差异不显著;低密度条件下,随施氮量增加,籽粒产量先上升后下降,施氮量270 kg·hm~(-2)处理产量达到最大值。增加种植密度,夏玉米单株干物质积累量呈降低趋势,群体干物质积累量呈增加的趋势。随施氮量增加,单株和群体干物质积累量均显著增加,花后干物质贡献率呈上升趋势。相同氮素水平下,高密度处理显著提高夏玉米总氮素积累量、氮素转运量及其对籽粒的贡献率。增加种植密度,ZD958和LD981各施氮处理的平均总氮素积累量、氮肥农学利用率、氮肥利用率分别增加15.94%、39.01%、26.22%和1.96%、5.79%、14.92%。相同种植密度水平下,总氮素积累量和花后氮素同化量随施氮量增加呈上升趋势,而氮肥农学效率、氮肥利用率和氮肥偏生产力呈下降趋势。增加种植密度,营养器官氮素转运量和氮素转运对籽粒的贡献率显著增加。高密度种植条件下,氮素转运效率及贡献率随施氮量增加而增加,而低密度种植条件下,随施氮量增加而降低。【结论】本试验条件下,增密施氮显著提高不同耐密型夏玉米干物质积累量,但密度对籽粒产量的影响,品种间差异显著。增密后,LD981籽粒产量增加不显著,ZD958籽粒产量显著提高。高密度条件下,增加施氮量,不同耐密型玉米籽粒产量均显著增加,而LD981空秆率、倒伏率显著提高,是限制LD981籽粒产量提高的主要原因。增密显著提高不同耐密型玉米氮素利用率,提高营养器官氮素转运量;增加种植密度,ZD958花后氮素同化量增加,LD981则降低。施氮降低了植株氮素利用效率,但可以提高高密度条件下植株氮素吸收量,提高花后氮素同化量。增密与施氮相结合,有利于耐密型玉米产量与氮肥利用率协同提高。综合考虑产量和氮效率两方面,ZD958适宜种植密度为82 500株/hm~2,施氮量为270 kg·hm~(-2);LD981适宜种植密度为52 500株/hm~2,施氮量为180 kg·hm~(-2)。     

不同时期高温胁迫对夏玉米物质生产性能及籽粒产量的影响

【目的】黄淮海夏玉米区高温胁迫频发、重发、持续期延长显著影响籽粒产量。本文以不同耐热型玉米品种为材料,探明大喇叭口期（V12）和开花期（VT）高温胁迫对两类品种叶片光合特性、碳同化物积累、分配和籽粒产量的影响。【方法】本研究以耐热型品种郑单958（ZD958）和热敏感型品种先玉335（XY335）为材料,以同时期适宜温度处理（昼32℃12 h/夜22℃12 h）为对照,使用自动控温控湿的高温棚模拟田间自然增温效果,设置V12期、VT期高温胁迫处理（昼38℃12 h/夜28℃12 h）,比较高温胁迫后夏玉米叶面积指数（LAI）、碳代谢酶活性、光合速率、碳同化物积累和分配的动态变化特征,明确夏玉米物质生产性能及籽粒产量对高温胁迫的响应机制。【结果】高温胁迫后,两品种的LAI、碳代谢酶活性、净光合速率和干物质积累量均显著降低,ZD958和XY335的LAI、RuBP羧化酶活性、PEP羧化酶活性、净光合速率和干物质积累量比其对照分别降低了2.98%—4.21%、40.38%—54.46%、16.88%—30.60%、18.14%—25.49%、12.83%—19.38%和3.80%—5.07%、56.56%—76.16%、26.33%—33.66%、22.37%—34.62%、22.07%—26.72%,VT期高温胁迫的降幅大于V12期。高温胁迫后,夏玉米叶片蒸腾速率显著升高,但叶片水分利用效率显著下降。高温下两品种的¹³C同化量均显著降低,V12期高温胁迫后,ZD958和XY335的¹³C同化量分别降低了18.48%和22.82%,籽粒中¹³C同化量占比降低。高温胁迫显著降低穗粒数,千粒重虽有小幅提高,但籽粒产量显著降低。与适宜温度相比,V12期高温胁迫后ZD958穗粒数和产量分别降低了62.53%和45.87%;VT期高温胁迫后穗粒数和产量分别降低了70.53%和66.89%;V12期高温胁迫后XY335穗粒数和产量分别降低了70.50%和62.87%;VT期高温胁迫后分别降低了85.41%和80.61%;VT期高温胁迫降幅大于V12期高温胁迫,XY335的降幅大于ZD958。【结论】高温胁迫降低了夏玉米叶面积指数、叶片RuBP和PEP羧化酶活性,显著降低叶片光合速率和干物质生产性能。高温下穗粒数显著减少,抑制了碳同化物从叶片和茎秆向籽粒的转运,最终导致籽粒产量降低。VT期高温胁迫效应大于V12期,热敏感型品种XY335的降幅显著大于耐热型品种ZD958。     

玉米机械粒收品种籽粒灌浆特性及对种植密度和施氮量的响应

为探究黄淮海地区玉米机械粒收品种籽粒灌浆特性及对种植密度和施氮量的响应，2017—2019年采用裂区设计，以机械粒收品种‘京农科728’(‘JNK 728’)和普通品种‘郑单958’(‘ZD 958’)为主区，施氮量(120、180、240 kg/hm²)为裂区，种植密度(45 000、60 000、75 000、90 000株/hm²)为裂裂区，测定并分析不同密度和施氮量下机械粒收品种和普通品种籽粒干物质积累动态与灌浆特性。结果表明，‘JNK 728’活跃灌浆期比‘ZD 958’少2.9 d,有效灌浆期比‘ZD 958’少4.7 d,平均灌浆速率比‘ZD 958’高1.0 mg/(粒·d),单粒干重比‘ZD 958’高12.0%。随密度增加，两品种的活跃灌浆期和有效灌浆期变化不大，平均灌浆速率、最大灌浆速率和最大灌浆速率时的粒重均呈降低趋势，单粒干重减小；相对于45 000株/hm²,‘JNK 728’和‘ZD 958’在90 000株/hm²下平均灌浆速率分别减少6.6%和11.5%,单粒干重分...     

侧向垂直断根对不同根型夏玉米品种叶片光合性能及产量的影响

【目的】探明距离植株中心不同距离处根系对玉米叶片光合特性及产量形成的作用,为生产上通过筛选理想根系构型进一步提高玉米产量和资源利用效率提供理论依据。【方法】以高产夏玉米品种登海661(深根型,DH661)和郑单958(浅根型,ZD958)为材料,于大喇叭口期(V12)的植株为中心,沿行向分别在植株两侧10 cm(T-10)、20 cm(T-20)处侧向垂直断根,断根深度60 cm,以不断根处理为对照(CK),共6个处理,研究在玉米植株两侧不同水平距离处侧向垂直断根对不同根型夏玉米品种叶片光合性能及产量形成的调控作用。【结果】深根型品种DH661在距离植株10 cm范围内其根系干重(RDW)、总根长(RL)、根表面积(RSA)、根系体积(RV)分别占总体根系的83.18%,69.55%,68.74%,66.44%,浅根型品种ZD958则分别为75.19%、51.17%、53.85%、56.49%,DH661根系的分布主要集中在距离植株中心0—10 cm范围内,相对于ZD958根系在横向分布上更为紧缩。在距离玉米植株两侧10 cm及20 cm处垂直断根对于DH661各根系指标的影响较ZD958要小。断根显著影响了两玉米品种叶片的光合性能,抑制了花前叶片的生长,加速了花后叶片的衰老。两年中DH661的T-20处理在抽雄期(VT)叶绿素含量下降4.29%和6.32%,净光合速率(Pn)下降5.16%和4.66%,T-10处理降幅分别为6.37%和6.86%,6.47%和8.66%;ZD958的T-20处理降幅分别为6.52%和9.91%,6.48%和9.15%,T-10处理降幅分别为15.40%和15.01%,11.89%和15.49%。断根同时造成地上部生物量、籽粒产量显著下降,各指标的下降幅度均为T-10T-20,且对深根型品种DH661的影响显著小于浅根型品种ZD958。【结论】侧向垂直断根显著降低了两种不同根型夏玉米品种的穗位叶净光合能力、植株生物量和最终产量,降幅随着侧向垂直断根距离植株中心靠近呈显著增加趋势。两品种相比,深根型夏玉米品种(登海661)对于远距垂直断根(T-20)的响应明显弱于浅根型夏玉米品种(郑单958)。深根型与浅根型夏玉米品种从根系构型、分布和垂直断根后保留的根系功能方面相比,深根型品种根系性能更适宜纵向压缩的栽培空间,是其较浅根型耐密种植的主要原因之一。     

氮肥对不同氮效率玉米氮代谢酶和氮素利用及产量的影响

【目的】本文探究了供氮水平对不同氮效率玉米氮代谢及产量的影响。【方法】选择郑单958(低氮高效品种)和绥玉7号(低氮低效品种)为试验材料,试验设置6个供氮水平,分别为0、100、140、180、220和260 kg·hm-2(记为N0、N1、N2、N3、N4和N5),分析其氮代谢相关酶活性、叶片和茎秆内的氮素含量、产量的变化规律,旨在阐明不同氮效率玉米品种氮素利用效率差异的原因。【结果】不同供氮水平下,硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酸合成酶和谷氨酰胺合成酶活性、玉米氮素吸收转运、氮肥生理利用率、玉米产量及产量因子表现为郑单958显著高于绥玉7号。【结论】郑单958相对于绥玉7号具有更高的氮相关酶活性,从而提高氮素利用效率,并获得更高产量,此研究为黑龙江适宜品种选用及合理施肥提供理论和实验依据。     

秸秆还田量对不同基因型夏玉米产量及干物质转运的影响

【目的】科学客观评价秸秆直接还田的综合效应,对提高秸秆资源利用率、促进农业绿色可持续发展意义重大。本研究在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟区设置大田定位试验,探究不同基因型夏玉米对秸秆还田量的响应,为该区秸秆还田技术的综合评价和秸秆还田量的优化提供依据。【方法】试验于2017年10月至2018年10月在河南原阳进行,采用裂区试验设计,设置秸秆还田量和基因型两个因素。秸秆还田因素为主区,设置4个秸秆还田量处理,分别为秸秆不还田（S0）、半量秸秆还田（S1）、全量秸秆还田（S2）和倍量秸秆还田（S3）;基因型为副区,供试品种分别为浚单20（XD20）和郑单958（ZD958）。分析2个品种在不同秸秆还田量处理下叶面积指数（LAI）、干物质积累与转运、产量性状的差异。【结果】与秸秆不还田处理相比,秸秆还田能维持玉米花后较高的叶面积指数,且基因型与秸秆还田量间存在显著的交互作用。玉米开花期,XD20和ZD958的LAI均随秸秆还田量的增加而增加,在S3处理下最高。玉米成熟期,XD20和ZD958的LAI降幅随秸秆还田量增加而呈先降后升的趋势,XD20在S1处理下最低,ZD958在S2处理下最低;且2个品种成熟期LAI随秸秆还田量增加呈先升后降的趋势,XD20在S1处理下最高,ZD958在S2处理下最高。花后较高的叶面积指数有利于玉米花后维持较高的干物质生产能力,从而显著提高花后干物质积累量,优化干物质积累与分配特性。基因型和秸秆还田量互作显著影响花前营养器官的干物质转运量（DMR）和转运率（DMRE）、花前干物质转运对籽粒干物质积累贡献率（DMRCG）、花后干物质积累量（DMAA）及其对籽粒干物质积累贡献率（DMAACG）。随秸秆还田量增加,XD20花前营养器官（茎鞘+叶片）的DMR、DMRE和DMRCG呈先降后升趋势,均在S1处理下最低,而花后DMAA和DMAACG则呈先升后降趋势,均在S1处理下达到最高值;ZD958花前营养器官（茎鞘+叶片）的DMR、DMRE和DMRCG以及花后DMAA均呈先升后降趋势,均在S2处理最高。玉米花后干物质积累量的增加,有利于增加粒重,进而提高籽粒产量。与S0处理相比,S1、S2和S3处理均提高了玉米籽粒产量,但玉米籽粒产量并未随着还田量的增加而持续增加;XD20在S1处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理3.5%—17.7%,ZD958在S2处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理0.4%—16.8%。【结论】在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟潮土区,适量秸秆还田可延缓玉米生育后期叶片衰老进程,优化玉米干物质积累与分配特性,提高花后干物质积累量,增加粒重,进而提高玉米籽粒产量。但不同基因型玉米对秸秆还田量的响应有很大差异,在推广秸秆还田时,不仅要考虑秸秆还田量,还要考虑作物遗传因素对秸秆还田效应的影响。     

不同基因型玉米品种产量和氮素利用效率对减施氮肥的响应

选用氮高效型高产品种是实现玉米高产稳产、节本增效的重要技术途径。以我国玉米生产主推品种郑单958(Zhengdan 958,ZD958)、先玉335(Xianyu 335,XY335)、京科968(Jingke 968,JK968)和京农科728(Jingnongke 728,JNK728)为试验材料,设置0 kg/hm~2(N0)、75 kg/hm~2(N1)、150 kg/hm~2(N2)和225 kg/hm~2(N3)共4个纯氮施用水平,研究并明确不同基因型玉米品种产量和氮素利用效率对减施氮肥的响应特征。结果表明:(1)施用氮肥可显著提高玉米籽粒产量,4个氮肥处理条件下籽粒产量均以京科968为最高,分别较郑单958、先玉335和京农科728平均增产4.1%、7.7%和14.6%。施氮量由纯氮225 kg/hm~2适当减施75kg/hm~2(N3→N2)时,京科968和京农科728减产不显著;而郑单958和先玉335减产显著。(2)不同施氮水平下,品种间的单株生物量、花后干物质积累量和干物质转移率存在显著差异。施氮量由纯氮225 kg/hm~2减为150 kg/hm~2(N3→N2)时,京科968和京农科728单株生物量降低,但差异不显著,而郑单958和先玉335差异显著。(3)氮素利用效率随施氮量增加呈降低趋势,京科968和京农科728在不同施氮水平的氮肥农学利用率、氮肥生理利用率均高于郑单958和先玉335,且在低氮水平下优势更明显。(4)每生产100 kg籽粒需吸收纯氮量在不同施氮水平和品种间均存在显著差异。不同品种间,在4个施氮处理条件下每生产100 kg籽粒平均需吸收纯氮量表现为郑单958(2.3 kg)先玉335(2.2 kg)京农科728(2.1 kg)京科968(2.0 kg)。由此可见,京科968在土壤瘠薄条件下仍可获得较高的产量水平;氮素利用效率随施氮量增加呈降低趋势;京科968和京农科728的氮素利用效率在不同氮肥处理条件下均高于郑单958和先玉335,且由纯氮225 kg/hm~2适当减施75 kg/hm~2时减产不显著。干物质积累量高、花后干物质转运能力强、生产单位重量籽粒所需氮肥量少、氮素利用效率高是京科968和京农科728在适量减施氮肥条件下减产不显著的主要原因。     

包膜尿素施用时期对夏玉米产量和氮素积累特性的影响

【目的】随着缓/控释肥的推广和农业劳动力越来越紧缺,简化施肥技术成为未来的一种施肥趋势。黄淮海地区夏玉米季雨热同期,基施包膜尿素容易使养分前期释放过快后期养分缺失,无法满足玉米后期生长需求。通过研究包膜尿素施用时期来探究适合黄淮海地区夏玉米种植的施肥方式,简化施肥生产同时保证玉米产量,提高肥料利用效率。【方法】供试夏玉米品种选用登海605(DH605)和郑单958(ZD958),5个试验处理为不施氮处理(CK)、一次施尿素处理(JN)、拔节-大喇叭口期分次施尿素处理(SN)、基施包膜尿素处理(BR)和拔节期施包膜尿素处理(JR)。通过大田试验探讨包膜尿素肥料施用时期对夏玉米干物质积累、氮素积累转运特性及产量影响。【结果】施用氮肥可以显著提高玉米产量,ZD958和DH605各施氮处理较CK处理增产18.9%—24.7%和19.4%—28.9%。与JN处理相比,ZD958和DH605的SN处理平均增产4.15%和5.80%,其中ZD958的穗粒数显著提升。与BR处理相比,ZD958和DH605的SN处理平均增产1.44%和7.80%,JR处理平均增产2.10%和10.13%,其中ZD958的穗粒数显著提高,DH605的千粒重显著增大。两年试验都以JR处理产量最高,但JR与SN处理的产量无显著性差异。ZD958和DH605 JR处理的植株氮素总积累量比BR处理显著提高10.99%和6.78%,花后氮素积累量提高45.99%和43.87%,花后氮素吸收速率提高46.1%和43.5%。与SN处理相比,ZD958和DH605 JR处理的植株氮素总积累量提高5.15%和7.67%,花后氮素积累量提升18.78%和30.49%,花后氮素吸收速率提高18.39%和30.51%。ZD958和DH605 JR处理的氮素积累活跃期(ANAP)较BR处理增加13.74 d和25.87 d,成熟期籽粒含氮量(NAAG)提高12.78%和10.49%,花后氮素同化量(AANAA)提高50.87%和42.57%,氮素转运量(NTA)降低24.82%和25.38%,氮素转运效率(NTE)降低19.16%和12.04%,氮肥偏生产力(PFPN)提高2.07%和10.19%,氮肥农学利用率(AEN)提高11.47%和69.72%,氮肥利用率(REN)提高60.89%和25.91%,土壤氮依存率(SNDR)降低9.90%和6.36%。与SN相比,ZD958 JR处理的ANAP延长了12.77 d,NAAG、AANAA分别提高3.44%和20.17%,NTA和NTE分别降低18.93%和15.76%,PFPN、AEN和REN分别提高0.63%、3.29%和23.07%,SNDR降低4.89%。DH605 JR处理的ANAP延长了22.76 d,NAAG、AANAA分别提高10.26%和28.67%,NTA和NTE分别降低15.56%和7.80%,PFPN、AEN和REN分别提高2.15%、10.31%和29.96%,SNDR降低7.12%。【结论】黄淮海地区包膜尿素由基施改为拔节期施用,可以增加玉米籽粒含氮量、延长植株氮素积累活跃期并保持较高氮素吸收速率;氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥利用率显著提高,土壤氮依存率降低,增强了玉米对缓释肥养分的利用能力;增大了ZD958的穗粒数和DH605的千粒重,增产幅度与拔节期-大喇叭口期分次施氮的效果相当,保证一次施肥满足夏玉米整个生长季对养分需求,利于夏玉米精简化高效生产。     

夏玉米不同土层根系对花后植株生长及产量形成的影响

【目的】探明夏玉米不同土层根系对花后植株生长及产量形成的调控作用,为生产中塑造高产高效根群结构,提高籽粒产量提供理论依据。【方法】以高产夏玉米品种郑单958和登海661为材料,采用土柱栽培方式,设置3个处理（不断根处理：CK,地下40 cm处断根：T-40,地下80 cm处断根：T-80）,于开花期进行断根,研究不同土层根系对地上部生长及产量形成的调控作用。【结果】0—40 cm土层根系对花后氮素积累和转运量影响最大,切断40 cm以下土层根系后植株吸收氮素能力显著降低,植株营养器官氮素向籽粒库的转运量增加。花后40 cm以下土层根系对叶片保绿性和光合性能影响显著,切断深层根系后玉米单株叶面积、叶绿素含量、净光合速率(Pn)和SOD活性显著降低,MDA含量升高,光合高值持续期缩短,单株生物量和籽粒产量显著下降;0—40 cm根系对产量影响最大,40—80 cm根系对穗粒数和千粒重有显著影响,80 cm以下土层根系对千粒重影响较为显著。【结论】高产栽培中促进根系下扎,保持深层根系活力可以防止玉米早衰,提高叶片光合能力和对氮素的吸收能力,有助于提高玉米单产。     

不同基因型玉米间混作优势带型配置

为了确定不同基因型玉米间混作的优势带型配置,采用高矮秆玉米豫单610 ||郑单958(YD610 || ZD958)间混作和株高相近玉米登海662 ||浚单20( DH662 || XD20)间混作,研究不同间混作带型配置模式对两个玉米间混作群体的产量、抗逆性、光合性能及田间小气候的影响.结果表明:YD610 || ZD958和DH662 || XD20间混作群体均比单作有显著的增产效果.高矮秆玉米YD610 || ZD958间混作以行比2∶4(I2∶4)的土地当量比(LER)最高,I2∶4的LER分别比行比1∶1(I1∶1)、行比2∶2(I2∶2)和混作(M)高8.1％、2.1％和1.2％.株高相近玉米DH662 || XD20间混作以行比2∶2的LER最高,I2∶2的LER分别比I1∶1、I2∶4和M高6.2％、4.0％和9.3％.间混作群体增产的主要原因在于增强了群体的抗病和抗倒伏能力,改善了群体的通风、透光状况,使群体叶面积指数和光合速率提高.因此,当高矮秆玉米品种搭配间混作时,宜采用行比2∶4间作带型模式(2行高秆品种,4行低秆品种)；而株高相近玉米品种搭配间混作时,宜采用行比2∶2间作带型模式.