种植密度对高产夏玉米登海661产量及干物质积累与分配的影响

选用玉米品种登海661和农大108,设置不同种植密度,研究高产条件下种植密度对夏玉米产量及干物质积累与分配的影响。结果表明,种植密度增加后群体产量和干物质积累量显著增加,单株产量和干物质积累量反之。登海661在9万株 hm^-2时充分发挥了生长潜能,可获高产。随种植密度的增加,开花期和乳熟期茎秆干物质积累量的降幅大于叶片,主要影响茎秆干物质积累;成熟期茎秆干物质积累量降幅小于叶片,主要影响叶片干物质积累。乳熟期以后茎秆和叶片的干物质输出率均随种植密度增加显著减少,茎秆的贡献率随种植密度增加显著减少,而叶片的贡献率,随种植密度增加显著增加。密度3~9万株 hm^-2时茎秆对籽粒干物质积累量贡献率大,10.5~13.5万株 hm^-2时叶片对籽粒库建成影响大。     

氮肥运筹对弱筋小麦群体指标与产量和品质形成的影响

以弱筋小麦品种扬麦9号和宁麦9号为材，研究了不同施氮水平及基追比对群体指标、产量和品质的影响。结果表明，孕穗期叶面积指数（LAI）随施氮量的增加而提高；小麦籽粒产量及成熟期生物产量、花后干物质积累量与施氮量均呈二次曲线关系；籽粒蛋白质含量、湿面筋含量与施氮量呈极显著正相关。增加后期追氮比例及同比例2次追氮均提高了成熟期生物产量、花后干物质积累量、茎蘖成穗率、孕穗期LAI、籽粒产量、蛋白质含量和湿面筋含量。花后干物质积累量、成熟期生物产量、成穗数、茎蘖成穗率与产量呈显著或极显著正相关，拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期LAI与产量呈显著或极显著二次曲线关系。弱筋小麦实现优质和产量7 000 kg hm^-2的氮肥运筹技术以施氮量200 kg hm^-2和基肥∶拔节肥∶孕穗肥为7∶2∶1，其高产优质协调的关键群体调控指标，最适LAI为6.9，花后干物质积累量和成熟期生物产量分别为5 300和16 500 kg hm^-2，成穗数为466×104 hm^-2，茎蘖成穗率为50%。     

公顷产10000kg小麦氮素和干物质积累与分配特性

以泰山23和济麦22为试验品种,通过连续2年的田间试验,对单产高达10 000 kg hm^-2的小麦进行了施氮量和氮素吸收转运和分配特性的研究。在2006—2007年生长季,随着施氮量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,施纯氮240 kg hm^-2 (N240)和270 kg hm^-2(N270)处理的产量分别达9 954.73 kg hm^-2和10 647.02 kg hm^-2,比不施氮肥处理(N0)分别增加11.20%和18.93%。与N0处理相比,施氮处理显著增加了小麦植株氮素积累量、籽粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向籽粒的转运量;随着施氮量的增加,成熟期小麦植株氮素积累量呈先增后降趋势,以N270处理最高;开花后营养器官氮素向小麦籽粒转运量和转运率先升后降,转运量以N270处理最大,为213.78 kg hm^-2;而转运率以N240处理最高,为67.98%。随施氮量的增加,小麦成熟期各器官干物质积累量、花后营养器官干物质再分配量和再分配率先增后降,均以N270处理最高;开花后干物质积累对籽粒的贡献率亦呈先增后降的趋势,以N240处理最高。2005—2006年的试验结果呈相同变化趋势。在本试验条件下,小麦产量水平达10 000 kg hm^-2时的适宜施氮量为240~270 kg hm^-2,可供生产中参考。     

不同库容量类型籼稻品种源库相关参数的基本特点

在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年为88个、2002年为122个)为材料,测定叶面积、干物质重(包括根系)、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种源、库主要性状的基本特点。结果表明：(1)供试品种间库容量的差异很大(426%和817%)。A、B、C、D、E、F类品种的平均库容量,2001年分别为426.37、642.53、770.96、903.73、1 064.32、1 213.90 g m^-2,2002年分别为359.36、574.11、764.98、962.43、1 200.11、1 455.59 g m^-2;(2)大库容量品种全生育期天数、每日形成的库容量较大,库容量显著受到全生育期天数、每日形成库容量的影响,后者对库容量的作用大于前者对库容量的作用;(3)大库容量类型品种抽穗期叶面积、成熟期叶面积、抽穗期绿叶重、成熟期绿叶重、比叶重较大,但结实期叶面积下降比例小;(4)大库容量类型品种结实期净同化率、单位叶面积籽粒产量、单位叶面积库容量、单位干物质库容量、单位氮素库容量大于小库容量类型品种;（5）多元逐步回归分析表明,抽穗期绿叶重、单位叶面积库容量、单位氮素库容量、单位干物质库容量、净同化率、比叶重是影响库容量的主要源库性状(R²= 0.953~0.963)。通径分析表明,抽穗期绿叶重、单位叶面积库容量对库容量的作用要显著大于单位氮素库容量、单位干物质库容量、净同化率、比叶重等对库容量的作用。     

南方粳型超级稻物质生产积累及超高产特征的研究

以超级粳稻品种武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号为材料,对高产(8.25~9.75 t hm^-2)、更高产(9.75~11.25 t hm^-2)和超高产(＞11.25 t hm^-2) 3个产量等级群体的物质生产与产量的关系、干物质积累、输出与转运等方面进行了系统的比较研究。结果表明,4个超级稻品种成熟期、抽穗至成熟期的干物质重与产量呈极显著正相关,抽穗期干物质重均与产量呈抛物线关系,拔节至抽穗期的干物质重与产量呈极显著正相关(高产—更高产、更高产—超高产以及将3个产量等级综合起来);从高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的生物学产量不断提高(差异显著),而超高产群体的经济系数则与更高产水平相当(0.5000以上),显著高于高产水平;较之更高产、高产群体,超高产群体在生育中期(拔节至抽穗期)干物质积累量大,抽穗期叶面积指数高、株型挺拔、群体质量优[有效叶面积率、高效叶面积率、总颖花量与颖花/叶(cm²)、基部节间粗、单茎茎鞘重均高],在生育后期(抽穗至成熟期),光合能力强(叶面积衰减率小,光合势、群体生长率、净同化率高)、干物质积累量高(占生物学产量的40.0%以上)、茎鞘物质的输出与转运协调[实粒/叶(cm²)、粒重(mg)/叶(cm²)均高]。     

种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响

研究了低、中、高3个种植密度对夏播玉米CF008、郑单958和金海5号碳氮积累、运转及氮肥利用的影响, 以期通过密度调控碳氮代谢, 实现产量与氮肥效率协同提高。结果表明, 吐丝期茎叶总糖和全氮积累量和茎叶总糖和全氮的运转率均以中或高密度下较高, 而籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均以中或低密度显著高于高密度。吐丝前地上部氮素积累量以中高密度下较高, 但成熟期地上部总氮量及籽粒氮量均以中低密度较高, 表明吐丝期后植株氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大。在中低密度下, 3个品种夏玉米产量达10 262~11 461 kg hm^-2, 氮肥利用率达23.00%~34.11%。     

薏苡干物质积累、分配及源库特征解析

为了探索薏苡干物质的累积、分配及源库特征,以6个不同生育期类型的薏苡品种为材料进行大田试验,测定其产量、叶面积及根、茎、叶、籽粒部位的干物质含量,分析干物质累积和分配规律,剖析其源库容量及结构特征。结果表明,6个薏苡品种的产量为2 107.7～2 863.0 kg·hm~(-2),不同品种间差异不显著;抽穗期至成熟期叶面积先增大后降低,抽穗期叶面积最大;短生育期品种安国薏苡和临沂薏苡具有相对较高的籽粒干物质分配和叶片干物质转移能力,但是茎鞘干物质占比较小,地上部分和整株的干物质积累也较小。不同的薏苡品种类型其源库特征存在差异,收获指数整体偏低。相比之下,短生育期品种具有相对较大的库容量、收获指数和较小的单位库容叶面积、单位库容茎鞘重;其余4个品种则表现为单位库容茎鞘重偏高,叶‘源’供应不足或库容量不足,物质分配不协调,收获指数低。     

氮肥运筹对苗期受渍夏玉米干物质和氮素积累与转运的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,研究不同氮肥运筹方式[氮肥全部基施(N1)、基肥70%+拔节肥30%(N2)、基肥50%+拔节肥50%(N3)和基肥30%+拔节肥50%+大喇叭口肥20%(N4)]对苗期受渍夏玉米叶面积指数(LAI)、干物质积累、氮素吸收积累及产量的影响,以期为苗期受渍夏玉米合理施肥提供理论依据。结果表明,苗期渍水7 d降低夏玉米产量,降幅达24.2%~25.7%,氮肥后移能够减轻苗期渍害对产量的影响。玉米产量与穗粒数的相关性大于与千粒重的相关性;吐丝期最大LAI和收获指数与产量存在极显著相关性,但粒叶比与产量间无显著相关性。苗期渍水7 d降低群体LAI,氮肥后移能增大穗位层和穗上层叶片的LAI以弥补穗下层LAI降低导致的群体LAI下降,且弥补的效应大于渍害导致穗下层LAI降低的效应,进而使得苗期渍水7 d下氮肥后移的群体LAI较氮肥前移增大。苗期渍水7 d显著降低吐丝后干物质积累量,渍水使营养器官干物质积累转运量增大;氮肥前移处理使营养器官干物质向籽粒的转运量增大,但不利于吐丝后籽粒干物质积累,氮肥后移处理则显著提高了吐丝后籽粒干物质积累量及其对籽粒产量的贡献率。苗期渍水7 d使夏玉米各器官氮素积累量下降,吐丝后营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量和吐丝后籽粒氮素积累量低于对照,表明苗期渍水7 d处理不利于籽粒中氮素的积累。氮肥后移能够提高成熟期籽粒及营养器官氮素积累量。渍水7 d处理使氮素吸收效率和偏生产力显著低于对照,随着氮肥后移,氮素吸收效率提高0.9%~18.2%、偏生产力提高1.0%~17.5%。     

施氮水平对啤酒大麦植株氮素吸收与利用及籽粒蛋白质积累和产量的影响

2004—2006年连续两个生长季,以苏啤3和单2两个啤酒大麦品种为材料,探讨施纯氮0、75、150、225和300 kg hm^-2条件下,啤酒大麦氮素积累和转运、氮素利用及籽粒产量和蛋白质积累的特性。在0~225 kg hm^-2施氮量范围内,啤酒大麦花前植株氮素积累量和转运量均随施氮水平的提高呈上升趋势,但施氮量提高至300 kg hm^-2后,提高幅度变小;而花前氮素转运效率及其对籽粒氮的贡献率则均随施氮水平提高呈单峰曲线变化。籽粒谷氨酰胺合成酶和谷-丙转氨酶活性也随着施氮水平的提高而上升,促进蛋白质积累,提高籽粒蛋白质含量,而当施氮量低于197 kg hm^-2时籽粒蛋白质含量才低于12%,符合啤酒大麦酿造要求。经回归分析,在施氮量为241 kg hm^-2时产量最高。此外,氮肥回收效率以225 kg hm^-2施氮处理为最高,氮素生理利用效率和氮收获指数随施氮量增加而显著降低。综合考虑各项指标,建议在类似本试验条件的啤酒大麦生产区,施氮量以150~197 kg hm^-2为宜。     

影响常规籼稻品种氮素籽粒生产效率的主要源库指标

在群体水培条件下，以国内外不同年代育成的籼稻代表品种（2001年为88个、2002年为122个）为材料，测定叶面积系数、库容量、干物重以及氮素含量等，采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种的氮素籽粒生产效率从低到高依次分为A、B、C、D、E、F等6种类型，研究各类型籼稻品种有关源库指标的差异以及影响氮素籽粒生产效率的主要源库指标。结果表明，A、B、C、D、E、F类籼稻品种的平均氮素籽粒生产效率2001年分别为20.51、31.04、35.64、39.46、43.55和50.92 g g^-1，2002年分别为24.33、31.61、35.83、39.06、43.51和50.00 g g^-1；高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种源、库的基本特点为抽穗期的叶面积系数较小、灌浆结实期叶面积下降速度慢、净同化率高、库容量大，抽穗期的单位叶面积、单位干物重和单位氮素所承担（形成）的库容量大。多元逐步回归分析表明，单位氮素库容量、单位干物质库容量、单位库容量形成的产量、抽穗期叶面积系数以及抽穗期至成熟期叶面积系数减少量对氮素籽粒生产效率有显著影响（R²=0.749～0.805）。通径分析表明，抽穗期的单位氮素库容量和单位干物质库容量以及单位库容量形成的产量对籼稻品种氮素籽粒生产效率的影响力明显大于抽穗期叶面积系数和抽穗期至成熟期叶面积系数减少量。     

非生物胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系产量性状的影响

以抗逆性较强玉米杂交种郑单958及其亲本(郑58、昌7-2)和抗逆性较差的杂交种陕单902及其亲本(K22、K12)为材料, 在不同种植密度(45 000株 hm^-2和75 000株 hm^-2)、施氮量(112.5 kg hm^-2和337.5 kg hm^-2)和灌水量(正常灌水和前期干旱控水)条件下, 分析了2个杂交种及其亲本产量及相关生理特性的变化规律。结果表明, 在非生物胁迫条件下(高密度、低氮和前期干旱控水), 与陕单902相比, 品种郑单958叶面积指数、SPAD值、花后干物质积累量和产量的中亲优势值分别增加18%、9%、28%和22%; 与陕单902亲本(K22、K12)比, 郑单958亲本(郑58、昌7-2)叶面积指数、SPAD值、花后干物质积累量和产量的中亲值分别增加45%、36%、51%和45%; 郑单958产量的中亲值和中亲优势显著高于陕单902, 且中亲值增幅高于杂种优势值。玉米杂交种郑单958较陕单902增产的同时, 增强了对非生物逆境适应的能力。玉米杂交种的抗逆性来自亲本自交系。玉米杂交种抗逆性强在于增强了花后叶片光合能力(较高的LAI和SPAD值), 促进了花后干物质积累。     

Nitrogen Rates and Water Stress Effects on Production, Lipid Peroxidation and Antioxidative Enzyme Activities in Two Maize (Zea mays L.) Genotypes

Effects of nitrogen rates and water stress (WS) on production, lipid peroxidation and antioxidative enzyme activities in two maize (Zea mays L.) genotypes were assessed at different stages under two levels of water supply conditions. WS caused a significant decline in dry matter, grain yield and activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT) whereas a marked rise in malondialdehyde (MDA) concentration was observed in leaves for the two genotypes. However, the responses of the two varieties to WS were different: significantly higher dry matter, grain yield and antioxidative enzyme activities and lower MDA content were observed for Shaandan 9 than Shaandan 911, therefore the former could be treated as a drought tolerance variety comparatively. A better correlation was obtained amongst dry matter, grain yield and physiological traits. The addition of nitrogen increased dry matter and grain yield as well as activities of SOD, POD and CAT to different levels and significantly decreased MDA content under WS. These effects were higher for Shaandan 911 than for Shaandan 9. Furthermore, a significant effect was found for Shaandan 911 between N rates for all traits unlike Shaandan 9. Hence, we suggest that nitrogen should be applied to a water‐sensitive variety to bring out its potential fully under drought.     

吐丝期干旱胁迫对玉米生理特性和物质生产的影响

以玉米品种郑单958 (抗旱性强)和陕单902 (抗旱性弱)为材料,采用抗旱池栽控水试验,研究了叶片光合特性、保护酶活性以及干物质转运对吐丝期干旱胁迫的响应。结果表明,在吐丝期干旱胁迫下2个品种产量分别降低39.10%和44.87%;叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)显著下降,胞间CO₂浓度(C_i)先升后降。PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、实际量子产额(Φ_PSII)、光化学猝灭(q_P)降低,非光化学猝灭(q_N)升高;抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性先升高后降低,而丙二醛(MDA)含量一直升高。说明吐丝期干旱胁迫增加了花前营养器官贮藏同化物转运量(率)及其对籽粒转运的贡献率;但郑单958受干旱影响程度小于陕单902。说明抗旱品种郑单958具高抗氧化酶活性清除活性氧,使得膜脂过氧化程度轻,维持较高的光化学效率,延长叶片光合功能期,促进花前营养器官贮藏同化物转运量对籽粒的贡献率。这可能是其在干旱胁迫下仍能获得较高产量的重要原因之一。     

春玉米群体库特性的研究

在不同密度、施氮量处理下,研究了春玉米两种株型品种的群体库特性及其在产量形成中和。其结果表明：春玉米果穗花丝数品种间差异显著,栽培措施影响较小。群体花丝数与种植密度密切相关,在适宜的密度范围内,随密度的增大而增多。适呈施用氮肥可提高受精结实率和双穗率,有利于扩大库容。群体总粒数是构成产量的主要因素,且与花粒期群体干物质积累量呈显著正相关。子粒体积与子粒灌浆速率、干物重呈极显著正相关,且随密度、施氮     

施氮对不同氮效率玉米干物质形成及籽粒发育的影响

为了揭示不同氮效率玉米在不同氮素水平下籽粒发育和地上部干物质积累的差异,通过田间小区试验,在3个氮素供应水平N0、N1、N2（施纯氮量分别为0、140、210 kg/hm²）下,对6个不同玉米品种（‘屯玉99’(A),‘并单390’(B)、‘郑单958’(C)、‘晋单65’(D)、‘先玉335’(E)、‘潞玉19’(F)）干物质的积累变化和籽粒发育进行了对比分析。结果表明：这6个品种可以分为3种不同氮效率类型：高氮高效型（‘屯玉99’和‘并单390’）;双高效型（‘晋单65’和‘先玉335’）;低氮高效型（‘潞玉19’和‘郑单958’）。在N1(140 kg/hm²)水平下氮素能够明显促进玉米营养体干物质的积累,促进籽粒产量的增加。随着施氮量的增加,高氮高效型和双高效型品种光合碳量增加,为籽粒提供了充足的碳源;高氮高效性品种地上部干物质积累的增加大于籽粒干物质的积累的增加,而双高效品种籽粒干物质积累增加较快。同时,施氮还可以促进这2种类型玉米顶部籽粒发育,增加产量。而低氮高效品种在氮素作用下,营养体干物质有明显增加,籽粒没有明显变化;施氮会促进营养体干物质的转移;同时过高(N2)或过低(N0)的施氮量都会造成其顶部籽粒发育不完善,影响产量。     

玉米生产上3个主推品种光合特性、干物质积累转运及灌浆特性

以当前玉米生产主推品种郑单958、先玉335和京科968为试验材料, 考察其光合特性、干物质积累与转运及籽粒灌浆特性, 以揭示高产玉米品种的产量形成特性, 为玉米高产生产提供依据。结果表明: (1)产量以京科968最高、先玉335次之、郑单958最低, 京科968分别较郑单958和先玉335高14.55%和7.93%。(2)穗位叶净光合速率和冠层光合能力表现为京科968>先玉335>郑单958, 且吐丝期>乳熟期。京科968吐丝期和乳熟期的穗位叶净光合速率分别比先玉335高7.84%和16.78%, 比郑单958高22.23%和24.44%; 冠层光合能力分别较先玉335高38.77%和58.41%, 较郑单958高50.83%和56.49%。(3)花后干物质积累量、转移量、干物质转运率和干物质转运对籽粒贡献率均以京科968最高, 分别比先玉335高13.72%、21.20%、6.32%和4.77%, 比郑单958高31.87%、39.96%、18.49%和10.42%。(4)籽粒灌浆参数在不同品种间存在较大差异, 京科968与先玉335的平均灌浆速率(0.73和0.75 g 100-grain^-1 d^-1)相当, 且均高于郑单958 (0.67 g 100-grain^-1 d^-1); 活跃灌浆期以郑单958 (53.69 d)最长、京科968 (51.02 d)次之、先玉335 (48.95 d)最短。(5)相关分析表明, 产量与净光合速率显著正相关, 与花后干物质积累量及转运率极显著正相关。京科968具有较高的光合效率、花后干物质积累量及转运率、灌浆速率及较长的灌浆持续期, 是较郑单958和先玉335高产的重要原因。     

种植密度对不同株型玉米冠层光能截获和产量的影响

为了明确密植栽培中不同株型玉米的冠层光能截获、物质生产与产量的关系,以不同株型玉米陕单609 (紧凑型)、秦龙14 (中间型)和陕单8806 (平展型)为试验材料,设置4个种植密度(4.5×104、6.0×104、7.5×104和9.0×104株hm–2),于2016—2017年开展大田试验,研究密度对形态特性、冠层光分布、灌浆参数以及干物质积累等的影响。结果表明,陕单609、秦龙14和陕单8806两年平均产量依次为12,176、9624和8533 kg hm–2,分别在9.0×104、7.5×104和6.0×104株hm–2达到高产,产量较低密度分别提高了26.9%、20.4%和19.7%;随着种植密度的增加,叶面积降低,LAI和叶向值增加,在高密度下陕单609中间层由于较大的叶片和叶向值能截获更多的光能,秦龙14次之;灌浆速率达到最大时的天数(Dmax)、粒重(Wmax)、籽粒最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(Gave)、籽粒活跃灌浆期(P)均随密度的增加而降低,高密度下陕单609的Dmax分别较秦龙14和陕单8806早1.4 d和3.0 d, Wmax和P分别高于秦龙14 (0.3g和3.3 d)和陕单8806 (1.1 g和5.4 d);吐丝后干物质积累量、干物质转运量及其对籽粒的贡献率随密度的增加呈先升高后降低的趋势。在高密度下,陕单609花后干物质积累量、花后干物质转运量和干物质转移对籽粒的贡献高于秦龙14 (5.1%、36.0%、33.5%)和陕单8806 (26.6%、46.7%、59.1%)。穗位层光能截获与产量(r=0.631)显著正相关(P0.05),与花后干物质积累量(r=0.661)和平均灌浆速率(r=0.859)极显著相关(P0.01)。可见,与秦龙14和陕单8806相比,紧凑型品种陕单609密植下调控穗上部叶片直立,改善冠层中下部光分布,维持较高的光合绿叶面积,延缓冠层叶片衰老,增加花后营养器官光合产物的积累以及籽粒灌浆速率,实现了增产。