灌浆期低温对离体培养玉米强弱势粒发育的影响

【目的】通过对玉米灌浆过程中籽粒干物质、淀粉的积累,籽粒内源激素含量及淀粉积累相关酶活性的研究,揭示低温对灌浆过程中玉米强、弱势籽粒灌浆生理过程的影响规律,为生产上抗御低温冷害提供理论参考。【方法】选用郑单958为试验品种,采用玉米籽粒离体培养的方式,将大田人工授粉后3 d的玉米果穗按照弱势粒和强势粒进行取样,无菌环境接种到人工培养基培养,低温处理和对照分别设置培养平均温度为16℃及25℃。自授粉后每10 d取样一次,分别测定灌浆过程中玉米强、弱势粒干物质积累量、内源激素、籽粒淀粉含量及淀粉积累相关酶活性。【结果】低温胁迫下强、弱势粒灌浆后期粒重分别比对照低47.58%、50.95%,强、弱势粒灌浆高峰期的平均灌浆速率较对照分别显著降低55.39%、54.72%。低温胁迫下玉米籽粒灌浆速率前期提升和后期减小的速度明显减缓,活跃灌浆时间延长5-7 d。授粉后10 d低温处理显著降低玉米强、弱势粒生长素（IAA）、玉米素（ZR）和脱落酸（ABA）含量,显著提高玉米籽粒赤霉素（GA₃）的含量。授粉后30 d低温处理显著降低了弱势粒的IAA、ZR含量,增加了强势粒的ABA含量。低温胁迫显著减弱了灌浆前期和灌浆中期的可溶性酸性转化酶（SAI）、蔗糖合酶（SS）、淀粉合酶（SSS）及ADPG焦磷酸化酶（APGase）的活性,低温下弱势粒SAI活性降幅大于强势粒,对SS、SSS及APGase活性的降低幅度表现为强势粒大于弱势粒,导致玉米籽粒淀粉含量降低。【结论】受低温胁迫影响,灌浆前期玉米籽粒的IAA、ZR、ABA含量减少,GA₃含量增加,SAI活性降低,导致籽粒库容量减少,库活性不足。在灌浆中期,低温降低SS活性,造成淀粉合成底物供应不足,影响淀粉的合成,降低籽粒淀粉含量。低温处理降低玉米强、弱势粒的灌浆速率,导致籽粒干物质积累减少。低温对玉米强弱、势粒的灌浆过程都造成较大的影响,且对弱势粒的影响大于强势粒。     

四川夏玉米籽粒灌浆脱水特性研究

【目的】收获时较高的籽粒含水率是限制玉米机械粒收技术推广应用的主要问题，通过研究四川夏玉米籽粒灌浆和脱水特性及关系，以期为四川夏玉米机械化粒收提供科学依据。【方法】于2019和2020年，分别测定6个玉米品种的灌浆脱水特征参数。【结果】四川夏玉米籽粒灌浆所需积温为1 119.1～1 754.9℃，平均1 544.8℃；含水率降低到28%所需积温为1 359.9～2 133.1℃，平均为1 612.6℃。【结论】玉米籽粒灌浆速率与脱水速率年际间差异不大，但品种间差异显著。相关分析表明，玉米籽粒灌浆速率和脱水速率与生理成熟期含水率呈显著和极显著负相关，选择籽粒灌浆脱水快的品种是降低四川夏玉米生理成熟期籽粒含水率的关键。     

二次枝梗分化期低温对双季早稻生长发育和产量的影响

为探明二次枝梗分化期遭遇低温对双季早稻的影响,利用人工气候箱,设置15、16、17、18、19、20、21℃等5个温度梯度,通过测定早稻发育期、叶绿素含量、光合速率、花粉育性和产量构成等要素,研究了低温对早稻生长发育和产量的影响。结果表明:18℃以下低温处理导致早稻孕穗时间缩短、孕穗到抽穗始期之间的时间延长,而抽穗后的生育进程加快,大于19℃只有处理3 d以上生育进程才会较明显变化。15～18℃处理1～3 d均会降低水稻叶绿素含量,且处理时间越长影响越大。19℃处理4 d以上或者当温度大于20℃时处理5 d以上早稻叶绿素含量才会受到影响。18℃及以下低温处理均会导致花粉不育率增加,且处理温度越低或时间越长花粉育性受影响越大,而19℃以上温度处理对花粉育性无影响。15℃/3 d、17℃/3 d的低温处理均降低了水稻的光响应能力,19℃和21℃处理对水稻的光响应能力无明显影响。处理温度低于18℃时,处理1 d以上的处理就会对产量产生明显影响,而19℃和20℃处理4 d及以上,21℃处理5 d,才会对早稻产量产生较明显的负效应。     

二次枝梗分化期低温对双季早稻生长发育和产量的影响

为探明二次枝梗分化期遭遇低温对双季早稻的影响,利用人工气候箱,设置15、16、17、18、19、20、21℃等5个温度梯度,通过测定早稻发育期、叶绿素含量、光合速率、花粉育性和产量构成等要素,研究了低温对早稻生长发育和产量的影响。结果表明:18℃以下低温处理导致早稻孕穗时间缩短、孕穗到抽穗始期之间的时间延长,而抽穗后的生育进程加快,大于19℃只有处理3 d以上生育进程才会较明显变化。15～18℃处理1～3 d均会降低水稻叶绿素含量,且处理时间越长影响越大。19℃处理4 d以上或者当温度大于20℃时处理5 d以上早稻叶绿素含量才会受到影响。18℃及以下低温处理均会导致花粉不育率增加,且处理温度越低或时间越长花粉育性受影响越大,而19℃以上温度处理对花粉育性无影响。15℃/3 d、17℃/3 d的低温处理均降低了水稻的光响应能力,19℃和21℃处理对水稻的光响应能力无明显影响。处理温度低于18℃时,处理1 d以上的处理就会对产量产生明显影响,而19℃和20℃处理4 d及以上,21℃处理5 d,才会对早稻产量产生较明显的负效应。     

不同低温持续胁迫对凡纳滨对虾存活的影响

【目的】了解凡纳滨对虾对低温持续胁迫的耐受力,为评估低温对凡纳滨对虾养殖业可能造成的风险及有效应对寒灾提供科学依据。【方法】设7、8、9、10和11℃ 5个低温持续胁迫试验组和一个空白对照组（室内自然水温20℃）,通过观察凡纳滨对虾对不同低温胁迫的行为反应并分别记录死亡历时,应用统计学方法拟合死亡率与死亡历时的关系模型。【结果】试验期间对照组凡纳滨对虾未出现死亡,存活率为100%。凡纳滨对虾在低温持续胁迫下,首尾死亡及100%死亡历时均随胁迫温度的升高而延长,7和11℃低温胁迫时,首尾死亡及100%死亡历时分别为2.6和13.3 h、27.0和158.4 h。凡纳滨对虾对低温反应敏感,7～11℃的持续胁迫均能导致其死亡,但死亡历时时域不一,7和11℃持续胁迫下,其死亡历时时域分别为24.4和145.1 h,即死亡历时随胁迫温度的降低而缩短。5个低温持续期内凡纳滨对虾的死亡率与死亡历时回归方程R2的置信度均高于0.9500,在7、9、11℃持续胁迫下,凡纳滨对虾死亡率与死亡历时的关系均符合幂函数方程,其幂函数指数分别为1.2751、1.0508和1.1173;而8和10℃持续胁迫下,死亡率与死亡历时的关系曲线更符合多项式。【结论】凡纳滨对虾不耐低温,低温胁迫致死过程有一定持续期,但死亡速度随胁迫温度的降低而加快,因此养殖过程遇低温季节应加强应急管理,最大限度规避寒害风险：胁迫温度较低（7℃）时,须在短时间内完成应急管理,最长应急处理时间为1 d;胁迫温度较高（11℃）时,可适当延长应急管理,但最长应急处理时间不宜超过6 d。     

低温条件下相关关键酶活性对棉纤维比强度形成的影响

【目的】研究低温对纤维比强度形成的影响。【方法】通过设置大田分期播种试验,使相同果枝部位棉铃可以处于不同的温度条件下发育,研究低温对棉纤维发育关键酶活性及相关基因表达的影响。【结果】低温影响纤维素的累积速率并最终影响纤维比强度的形成,其原因是在不同水平上影响了纤维发育关键酶的活性。在生化水平上,低温（铃龄0～50 d日均温<23.0℃,铃龄25～50 d日均温<21.0℃）提高了纤维中β-1,3-葡聚糖酶的活性、降低了蔗糖合成酶的活性,且前者对温度更为敏感。在基因表达水平上,低温使Expansin、蔗糖合成酶基因的表达量增加,β-1,3-葡聚糖酶基因的表达与此相反,低温下Expansin到达表达峰值时间推后且维持高表达的时间延长,低温可导致15 d铃龄纤维β-1,3-葡聚糖酶基因表达量显著降低,而蔗糖合成酶基因表达量显著升高。【结论】在纤维品质形成上,低温导致棉纤维伸长期及伸长高峰推后,低温下纤维素累积量、纤维比强度的变化特征与纤维蔗糖合成酶活性及β-1,3-葡聚糖酶基因表达的变化特征高度一致,与β-1,3-葡聚糖酶活性及蔗糖合成酶基因表达受低温影响的规律相反。     

温度对橡胶树GT1的2n雌配子发生频率的影响

【目的】本研究旨在揭示环境温度对橡胶树GT1的2n雌配子发生频率的影响,为高效率的收集橡胶树自然三倍体材料和人工施加温度处理诱导橡胶树三倍体,开展橡胶树多倍体育种提供参考。【方法】采用子代多倍体频率估算2n雌配子发生的方法,比较不同地点/年份橡胶树GT1的2n雌配子发生频率,采用相关性分析研究花发育期间的逐日温度对橡胶树GT1的2n配子发生频率的影响。【结果】不同地点的橡胶树GT1的2n雌配子发生频率差异明显,分别在0.71%~7.01%,同一地点不同年份间2n雌配子的发生频率具有稳定性。橡胶树GT1的2n雌配子的发生频率与花发育期的平均逐日最低温的相关性极显著,花发育期的温度越低,2n雌配子的发生频率越高。【结论】花发育期的环境温度对橡胶树GT1的2n雌配子发生频率有显著影响,花发育期的温度越低,2n雌配子的发生频率越高。     

低温贮藏对百香果紫香1号果实品质的影响

【目的】探明低温贮藏对百香果紫香1号采后贮藏品质的影响,为百香果贮藏保鲜技术的开发利用提供理论依据。【方法】以室温(25℃)贮藏为对照,研究低温(7℃)贮藏条件下百香果紫香1号的色度、失重率、发病情况等外观品质及维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白质、总酚和类黄酮等营养物质的含量变化。【结果】25℃贮藏第16天的百香果坏果率达100%,病情指数为97.5,而7℃贮藏条件下第24天的坏果率和病情指数仅为20%和5.83。随着贮藏时间延长,7℃贮藏的紫香1号果面亮度L*、维生素C、可溶性固形物、可溶性糖含量表现降低趋势,但下降速度较25℃贮藏条件的缓慢;皱缩指数、失重率逐渐升高,升高速率显著低于25℃贮藏;可滴定酸含量7℃贮藏总体高于25℃贮藏,固酸比2个贮藏温度间无显著差异,糖酸比7℃贮藏第4天时显著低于25℃贮藏,但在第8天、第12天差异不明显;可溶性蛋白质含量7℃贮藏高于25℃贮藏;贮藏4～12d果皮总酚和类黄酮含量7℃贮藏均显著低于25℃贮藏,且果汁总酚和类黄酮含量第8～16天时7℃贮藏低于25℃贮藏。【结论】与25℃贮藏相比,7℃贮藏能较好地维持百香果紫香1号的果实色泽,有效延缓果实维生素C、可溶性固形物和可溶性糖含量的降低,一定程度上延缓果皮皱缩和降低坏果率,延长货架期,有利于维持紫香1号贮藏期间的果实品质。     

低温胁迫对玉米光合特性及粒重的影响

为研究低温胁迫对玉米光合特性以及粒重的影响,以郑单958为材料,利用人工气候室模拟自然低温,研究不同温度(13℃、15℃、17℃)、不同处理时间(1 d、2 d、3 d、4 d、5 d)下玉米抽雄期、开花期、吐丝期、灌浆期光合特性及粒重变化。结果表明:玉米生育后期低温降低光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),胞间CO2浓度(Ci)提高;抽雄期、吐丝期、灌浆期蒸腾速率(Tr)受短期(1~2 d)低温影响较大;抽雄期、开花期、吐丝期玉米光合特性分别受1 d、4 d、5 d低温影响最大;灌浆期低温对粒重影响最大,平均下降37%,吐丝期次之,平均下降6%,抽雄期、开花期无显著影响。     

低温胁迫水稻幼芽生长及生理响应

【目的】为了解不同水稻材料和杂交后代的抗寒生理特性,筛选较为抗寒的水稻品种。【方法】选用12个杂交组合及材料,将萌发幼芽在6、9和12℃低温胁迫处理5 d,25℃作为对照。低温处理后恢复生长7 d测其成活率和芽长,测定幼芽丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)、过氧化物(O~-_2)、抗坏血酸(AsA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量。【结果】在低温处理下,各生理指标皆存在不同程度的上升。在6、9、12和25℃处理,MDA和AsA平均含量依次降低;12℃时,Pro、O~-_2和SS平均含量低于对照;H_2O_2平均含量在9℃达到最高。Pro变化幅度最大,O~-_2最小,在同一温度下,杂交组合及材料间存在较大差异。低温处理下杂交组合及材料成活率降低且幼芽生长缓慢,12、9和6℃时,成活率分别降低7.72%、30.40%和50.44%;芽长分别降低40.81%、61.98%和56.71%。【结论】糯稻89-1的抗寒性最好,优良恢复系品种为父本杂交产生的后代也具有较好的抗寒性状,可进行进一步筛选。     

基于品种生育期有效积温确定夏玉米适宜播期

【目的】在当前气候变化和夏玉米品种更替的背景下,如何调整品种和播种期以适应当地有效积温的变化对夏玉米的生产具有重要的意义。本研究通过分析不同熟期夏玉米品种产量形成对播期的响应,以期为当地适宜播期和品种的选择提供理论依据。【方法】2017—2019年,共选用3个中早熟夏玉米品种登海518（DH518）、京农科728（JNK728）、登海618（DH618）,3个中晚熟品种郑单958（ZD958）、登海605（DH605）、先玉335（XY335）作为试验材料,并设置6月5日（E）、6月15日（N）、6月25日（L）3个播期,探讨播期对不同熟期夏玉米授粉结实和产量形成等的影响。【结果】播期推迟至6月25日,各品种千粒重增加,单位面积穗数、穗粒数显著降低,产量下降。与6月25日播种中晚熟品种相比,6月5日播种,产量和有效积温生产效率分别增加28.81%和16.24%;与6月25日播种中早熟品种相比,6月15日播种,产量和有效积温生产效率分别增加18.92%和14.66%。随播期推迟,不同品种全生育期有效积温降低1.21%—10.62%,中晚熟品种的降幅大于中早熟品种;中早熟品种总结实率降低6.25%—19.94%,中晚熟品种总结实率降低8.11%—27.32%,中晚熟品种的降幅大于中早熟品种;不同品种空秆率增高1.42%—14.72%,与品种熟期无关;中早熟品种收获指数先升高后降低,变幅在15.91%—20.23%,中晚熟品种收获指数降幅在2.36%—27.69%。不同品种产量与有效积温呈正相关,且吐丝期—成熟期有效积温与产量的关系更密切;有效积温、收获指数、总结实率、全生育期天数4个因素中,中早熟品种的产量与收获指数、总结实率的关系更密切,而中晚熟品种的产量与有效积温、收获指数的相关性更强;中早熟品种的有效积温与全生育期天数的相关性强于其与总结实率、收获指数和产量的相关性,而中晚熟品种的有效积温与产量的相关性强于其与收获指数、总结实率和全生育期天数的相关性。【结论】中早熟品种产量受有效积温限制较小,1 700℃·d左右的全生育期有效积温更有利于保证其较高的结实率和收获指数,进而获得高产;中晚熟品种产量受有效积温限制较大,1 800℃·d以上的有效积温更有利于其产量的增加。在当地气候条件下,6月5日左右播种中晚熟品种、6月15日左右播种中早熟品种,有利于获得较高产量且提高有效积温生产效率。     

籽粒灌浆期高温对不同耐热型玉米品种强弱势粒发育的影响

【目的】灌浆期高温会对玉米籽粒的生长和发育造成不利的影响,是影响玉米稳产和高产的重要因素之一。比较灌浆期高温对不同耐热型玉米品种籽粒形成和生长发育的影响,以期寻找相应的预防和应对措施,避免和缓解高温胁迫伤害。【方法】采用玉米籽粒离体培养技术,以耐热型品种郑单958和热敏感型品种德美亚1号为材料,研究了籽粒灌浆期(授粉后17—28 d)高温对玉米籽粒发育的影响机制。【结果】高温加快了两品种玉米强势粒前期的灌浆速率,但降低了强、弱势粒中后期灌浆速率,总体导致灌浆持续时间缩短,籽粒千粒重下降。在授粉后40 d,郑单958强、弱势粒的干重分别比对照低10.58%和18.95%,德美亚1号强、弱势粒的干重分别比对照低24.78%和28.08%。德美亚1号籽粒干重下降幅度大于郑单958,且差异显著。籽粒灌浆期高温显著降低了玉米籽粒淀粉合成酶的活性,从而影响两品种玉米籽粒的淀粉含量。在授粉后40 d,郑单958强、弱势粒的淀粉含量较对照分别降低了5.20%和6.46%,德美亚1号强、弱势粒的淀粉含量较对照分别降低了13.68%和16.39%,均差异显著。德美亚1号强、弱势粒淀粉合酶的活性较对照分别降低了19.67%和30.03%,均差异显著,郑单958强、弱势粒的淀粉合成酶的活性分别较对照降低了13.70%和11.26%。高温处理后,两种品种玉米籽粒的ABA和IAA含量均上升,ZR含量均下降,而强势粒的GA3含量均上升,弱势粒的GA3含量无明显变化。【结论】籽粒灌浆期高温对德美亚1号强、弱势粒发育的影响均显著高于郑单958,对两品种弱势粒的影响显著高于强势粒。     

长江中游春播与夏播玉米籽粒脱水及机收质量差异分析

【目的】明确长江中游春播与夏播玉米机收质量、籽粒脱水的差异及其影响因素,为长江中游两熟制玉米机械化收获配套种植模式及农艺措施的优化提供参考依据。【方法】于2019年在长江中游（湖北省荆门市）选用3个当地的主栽玉米品种［登海618（DH618）、迪卡653（DK653）和豫单9953（YD9953）］,设春播和夏播2个播种季,于生理成熟期（T1）、生理成熟后7 d（T2）及生理成熟后14 d（T3）分期进行籽粒机械收获,比较分析春播与夏播玉米的产量、籽粒脱水动态、机收质量及其对延迟收获的响应差异,并通过回归分析研究机收籽粒破碎率的主要影响因子及籽粒脱水与吐丝后活动积温（GDD_≥10℃）的关系。【结果】春播与夏播玉米生长期间气象条件差异明显,春播玉米较夏播玉米生育期长、干物质积累多,3个品种的春播产量显著高于夏播产量（P<0.05,下同）,平均提高64.6%。春播与夏播玉米的机收含杂率均低于3.00%,但机收籽粒破碎率与损失率偏高,是影响机收质量的主要原因。春播玉米收获时的籽粒含水量（15.7%～35.5%）高于夏播玉米（14.6%～21.5%）,且均随收获期延迟而明显下降。春播玉米机收籽粒破碎率随籽粒含水量的增加而呈直线升高趋势（R2=0.543,P=0.024）,夏播玉米机收籽粒破碎率与籽粒含水量则呈二次曲线关系（R2=0.509,P=0.118）。春播玉米的籽粒体积（0.27～0.36 cm3/粒）明显大于夏播玉米（0.19～0.32 cm3/粒）,玉米籽粒体积与机收籽粒破碎率存在显著的负二次曲线关系（R2=0.452,P=0.009）。春播与夏播玉米的籽粒含水量与GDD_≥10℃呈显著的Logistic曲线关系,不同播种季玉米籽粒脱水速率对GDD_≥10℃的响应也存在明显差异,籽粒水分下降至相同水平时,春播玉米所需的GDD_≥10℃均高于夏播玉米。【结论】长江中游春播与夏播玉米生长及收获期间的气象条件差异导致其机收产量、机收质量及籽粒脱水过程存在明显差异。与夏播玉米相比,春播玉米生育期更长,生物产量较高,机收籽粒破碎率较低,但二者的机收损失率相当。在长江中游延迟收获对夏播玉米机收质量影响不明显,但延迟7 d收获可有效降低春播玉米机收籽粒破碎率与机收损失率。     

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。     

不同生态区和不同品种玉米的源库关系及碳氮代谢

 【目的】阐明不同生态区及品种条件下玉米源库协调性、碳氮代谢的差异表现及其与产量的关系。【方法】在东北（吉林省农安）、京津唐（北京昌平）和黄淮海（河南省浚县）3个生态区各设一个试验点,以6个高产、稳产的优良品种为试验材料,在稀植条件下（密度45 000 株/hm2）比较不同生态区和不同品种玉米的产量和产量构成、叶面积指数（LAI）和粒叶比、干物质和氮素分配转运、可溶性糖和C/N等指标。【结果】3个试验点的产量表现为农安＞浚县＞昌平;6个品种中产量最高的是先玉335,最低的是京单28,其它品种间差异不显著。在不同生态区和品种条件下,玉米产量与穗粒数的相关性明显大于千粒重;吐丝期最大LAI与产量的相关性不显著,而粒叶比则与产量成正相关;吐丝后干物质生产量与籽粒产量呈极显著正相关。低产生态条件下,茎鞘内富集了大量的可溶性糖,反映了源-库-流的不协调。在不同生态条件下,C/N与产量呈负相关。根据籽粒氮素的来源可将不同品种归为3类：（1）对后期吸氮（61.0%—68.4%）的依赖高于器官转运氮（39.7%—46.0%）;（2）后期吸氮量与器官转运氮量相当;（3）后期吸氮（42.5%—45.3%）低于器官转运氮（57.2%—61.7%）。【结论】适宜生态条件下,玉米源库关系更加协调,表现在粒叶比高、收获指数（包括氮素收获指数）大、灌浆期干物质积累量和氮素吸收量大、茎鞘可溶性糖含量适宜、C/N值相对较低。而粒叶比高、籽粒灌浆期干物质积累量和氮素吸收量大也是高产品种的重要特点。     

抽穗灌浆早期高温与干旱对不同水稻品种产量和品质的影响

【目的】探讨在高温和干旱胁迫下不同水稻品种产量和品质形成的特点。【方法】常规中熟籼稻品种黄华占（耐热品种）和双桂1号（热敏感品种）与超级稻品种两优培九（两系杂交籼稻）和扬粳4038（粳稻）种植于盆钵,于抽穗和灌浆早期（始穗后0-10 d）设置高温（日最高温度为37.5℃）、干旱（土壤水势保持在-30±10 kPa）、高温+干旱3种处理,以同期自然温度且正常供水为对照。【结果】与对照相比,高温、干旱和高温+干旱3种处理均显著降低了各品种的花粉可育率、受精率、结实率和产量;降低了精米率、整精米率和崩解值,增加了垩白米率、垩白度和消减值。高温及高温+干旱处理对产量和稻米品质的影响,热敏感品种双桂1号大于耐热品种黄华占,两优培九和扬粳4038大于双桂1号和黄华占。干旱对产量和稻米品质的影响,热敏感品种大于耐热品种;双桂1号和黄华占大于两优培九和扬粳4038。高温、干旱或高温+干旱胁迫对产量和稻米品质的影响与其对根系氧化力、叶片光合速率和抗氧化保护酶活性的影响结果趋势一致。【结论】抽穗与灌浆早期高温或干旱胁迫对水稻产量和品质的影响在品种间存在很大差异,双桂1号和黄华占的耐热性强于两优培九和扬粳4038,两优培九和扬粳4038的耐旱性则强于双桂1号和黄华占。在高温或干旱胁迫下根系氧化力、叶片光合速率和抗氧化保护酶活性高是一些水稻品种保持较高产量的重要生理原因。     

不同播期夏玉米产量性能动态指标及其生态效应

【目的】黄淮海区域不同播期玉米生态因子存在较大差异,光、温、水等生态因子对玉米高产具有重要影响。明确该区域光、温、水等生态因子与玉米产量性能参数的内在关系,可以为该区域玉米高产的实现提供有益的借鉴。【方法】选用早、中、晚3类不同熟期的玉米品种（益农103、先玉335、郑单958和登海661）为材料, 设早播（5/3）、中播（5/28）、晚播（6/22） 3个播期和4个种植密度（4.5、6.0、7.5和9.0万株/hm2）,测定叶面积指数、籽粒产量及其产量构成等指标和记录生育期及田间生态因子。【结果】（1）品种间产量表现为先玉335>郑单958>登海661>益农103;播期间产量表现为早播>中播>晚播。（2）生态因子对不同玉米产量性能指标的影响作用不同,吐丝后有效积温主要影响平均叶面积指数和平均净同化率,生育期日均温主要影响生长天数;降雨量和日照时数主要影响穗粒数和千粒重;生态因子与玉米产量的相关系数大小依次为,生育期有效积温（0.64**）、吐丝后有效积温（0.55**）、吐丝后日均温度（0.51**）、生育期日均温度（-0.49*）、吐丝后降雨量（-0.47*）及吐丝后日照时数（0.42*）;对生态因子与产量进行回归分析,表明生育期有效积温和吐丝后期有效积温对玉米产量的影响最大。【结论】黄淮海区域作物是一年两熟,该区域玉米产量提升的有效途径可通过适期早播、选用中熟品种,增加吐丝后期的有效积温,以保证玉米生育后期充足的有效积温和籽粒充足的灌浆时间。     

播/收期对冬小麦-夏玉米一年两熟模式周年 气候资源分配与利用特征的影响

【目的】优化冬小麦-夏玉米一年两熟模式周年气候资源配置,探索两季最佳的资源搭配模式,进一步挖掘当前气候和生产条件下黄淮海地区周年产量潜力和资源利用效率。【方法】本研究通过10月上旬至12月上旬设置冬小麦不同播期和夏玉米不同收获期,建立了5种冬小麦-夏玉米一年两熟模式周年气候资源分配方式,于2015—2017年在中国农业科学院河南新乡试验站进行田间试验,对其产量、光温水等气候资源分配及利用特征进行研究。【结果】随冬小麦播期及夏玉米收获期推迟,两作物生长季光温水资源分配比例分别由处理Ⅰ的46%﹕54%、60%﹕40%、42%﹕58%调整至处理V的34%﹕66%、49%﹕51%、34%﹕66%范围内,小麦季生长天数及其分配的光温水资源量逐渐减少,将更多的资源分配到玉米季,从而导致小麦产量降低,但由于处理V的ZM66小麦品种维持了较高的穗数和穗粒数,因此与处理Ⅰ比产量降低不显著。然而,处理V玉米季生理生长时间较处理Ⅰ延长约15 d,2016和2017年光温水资源分配量分别增加143.8和120.7 MJ·m^-2、290.5和281.6℃、12.4和25.7 mm,粒重分别增加13.1%和15.5%,周年产量两年分别提高7.9%和6.7%;籽粒脱水时间增加约45d,光温水资源分配量两年分别增加322.5和336.3 MJ·m^-2、509.6和497.8℃、56.7和14.1mm,籽粒含水量降至14.4%—17.3%,达到机械直接收获标准。同时,由于处理V小麦季光温水资源分配量显著降低,特别是减少底墒水和越冬水灌溉约150mm,2016和2017年其光能、温度和水分生产效率较处理Ⅰ分别提高12.5%和15.8%、10.9%和7.7%、39.6%和59.3%,玉米季虽然光能、温度生产效率有所降低,但水分生产效率显著提高,因此周年光能、温度和水分生产效率两年分别提高7.3%和9.1%、5.6%和5.1%、17.3%和29.3%。【结论】在不增加任何投入的前提下通过播/收期的调整（小麦12月上旬播种,玉米11月中旬收获）优化冬小麦-夏玉米一年两熟模式周年气候资源配置,可进一步提升其周年产量和光温水资源利用效率,对于促进黄淮海冬小麦-夏玉米种植模式可持续发展具有重要意义。     

吐丝前高温胁迫对不同耐热型夏玉米产量及穗发育特征的影响

【目的】吐丝前高温是影响玉米雌雄穗发育的重要因素之一,对玉米产量形成至关重要。探明吐丝前高温胁迫对玉米产量及雌雄穗发育进程的影响,为玉米稳产高产提供保障。【方法】以花粒期耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种联创808为供试材料,采用盆栽试验,在第9片叶展开期至吐丝期,移入人工智能温室进行高温胁迫（最高温度/最低温度为40/30℃）,对照的最高温度/最低温度为35/25℃,研究高温胁迫对不同耐热型玉米产量、雌雄穗生长发育及外观形态结构、花粉花丝微观结构和光合特性的影响。【结果】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫显著降低了夏玉米穗长、行粒数、穗粒数和粒重,进而导致产量显著下降。与对照相比,高温胁迫下郑单958和联创808行粒数分别降低22.21%和24.59%,穗粒数分别降低29.85%和27.80%,千粒重分别降低24.04%和17.47%,导致籽粒产量分别降低44.98%和40.88%,差异均达显著水平。高温胁迫抑制了2个玉米品种雌雄穗发育,雌、雄穗干重和雌穗长度显著降低,光合性能显著降低,开花吐丝间隔期（ASI）拉长。高温胁迫后,郑单958和联创808吐丝期雄穗干重分别降低39.42%和15.60%,雌穗干重分别降低22.50%和15.56%,穗位叶净光合速率分别降低48.70%和56.48%,开花吐丝间隔期（ASI）分别达7 d和6 d,雌穗吐丝时间推迟是ASI拉长的主要原因。高温胁迫对玉米花粉及花丝表面超微结构均产生了明显影响,2个玉米品种花粉粒表面均出现干缩褶皱,外壳出现网状纹突起,萌发孔内陷;玉米花丝表面褶皱,花丝毛数明显降低,且存在的花丝毛几乎全部倒伏于花丝表面上,造成花丝接受花粉面积减少,且郑单958花粉花丝受损程度明显重于联创808。【结论】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫,对耐热型品种郑单958的产量形成、光合特性和雌雄穗发育的影响均高于热敏感型品种联创808。第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫导致粉花丝微观形态受损,抑制雌雄穗发育,显著降低玉米光合能力,使得穗粒数和粒重减少,籽粒产量显著降低。因此,生产中适宜玉米品种的选用需参考不同区域高温逆境易发生阶段来确定。     

山东夏玉米土壤干旱阈值研究与影响评价

【目的】 确定山东夏玉米土壤水分的适宜阈值范围与干旱胁迫阈值,定量化评估不同程度干旱对夏玉米生长发育和产量形成的影响,从而为提高农业水资源利用效率,缓解干旱胁迫的不利影响等提供依据。【方法】基于水分控制试验结果,确定夏玉米苗期、穗期与花粒期的土壤水分适宜与不适宜阈值范围;以土壤相对湿度驱动WOFOST作物机理模型,明确无旱、轻旱、中旱与重旱的阈值指标;通过设置不同干旱程度与持续天数,完成定量化的干旱影响评价。【结果】（1）夏玉米苗期、穗期与花粒期的土壤水分适宜阈值范围分别为62%—91%、66%—92%与68%—94%,不适宜阈值范围分别为<62%、<66%及<68%;（2）苗期无旱、轻旱、中旱与重旱阈值指标分别为53%、50%、45%与40%,穗期各程度干旱阈值指标分别为58%、48%、43%与37%,花粒期各程度干旱阈值指标分别为57%、52%、49%与45%;（3）苗期干旱对夏玉米总叶重、总茎重与最大叶面积指数的影响最大,穗期与花粒期干旱对总穗重影响最大,其中穗期重旱将导致不能形成最终产量。【结论】确定了夏玉米不同发育期的土壤水分阈值指标,夏玉米穗期与花粒期干旱对于产量形成的影响更为显著。