培土厚度对玉米根系特性的影响

为探明培土厚度对玉米根系特性的影响,在田间试验条件下,设不培土、培土5 cm、培土10 cm、培土15 cm和培土20 cm 5个处理,测定了各处理气生根数、气生根干重、气生根层数以及地下根干重4个指标。试验结果表明,培土10 cm单株气生根数最多、气生根干重最重。培土厚度与气生根数和气生根干重呈负相关,与气生根层数达到极显著负相关,与地下根干重呈极显著正相关,气生根层数与地下根干重呈极显著负相关。     

种植方式对玉米单株叶片光合性能及产量的影响

为探讨种植方式对玉米单株叶片光合能力和产量的影响,以先玉335为试材,在田间试验条件下,设宽窄行种植和均匀垄种植两个处理,测定了玉米单株全部叶片净光合速率、叶绿素含量以及产量指标。研究结果表明,通过方程式模拟计算出宽窄行种植单株叶片净光合速率最高值较均匀垄种植高8.0%。同时,出现最高净光合速率的玉米叶片位置有所降低,均匀垄种植净光合速率最高出现在可见绿叶第9.9片叶上,而宽窄行种植出现在可见绿叶第9.5片叶上;两种种植方式玉米单株纵向叶片叶绿素含量变化均呈"M"型趋势,宽窄行种植第9叶、第10叶和第11叶叶绿素含量较均匀垄种植分别高10.07%、8.88%和10.06%;从产量水平来看,两种种植方式产量差异达到显著水平。     

玉米自交系根系性状遗传初步分析

采用不完全双列杂交设计，研究了15个玉米自交根系性状的遗传参数及其与籽粒产量之间的相关关系。结果表明，根系性状在不同自交系问存在较大的遗传差异，不同自交系的根系性状配台力、粒重配合力存在较大差异。根系性状中的根鲜重、根干重、根总条数等性状的遗传以加性为主，遗传力高，能稳定遗传，其转育及早代选择有效；气生根条数以显性遗传为主。相关分析表明。气生根条数与根鲜重、根干重、粒重等正相关显著，粒重与气生根条数、根鲜重、根总条数等正相关显著，这说明，以气生根作为玉米根系育种的选择性状是合理的，同时，加强根系育种选择可以取得高产。这为组配出根系发达、高产的玉米杂交种提供了遣传基础。     

玉米根系性状的遗传及相关分析

对玉米根系性状的遗传及相关研究结果表明,各根系性状在不同亲本间存在真实的遗传差异;不同亲本之间,根系性状的配合力存在显著差异,这为组配出根系发达的玉米杂交种提供了遗传基础.同时根系性状中气生根条数、根鲜重、根干重、根总长、根总条数等性状的遗传以加性效应为主,遗传力较高,能稳定遗传,其转育及早代选择有效.相关分析表明,气生根条数与根鲜重、根干重、根总长、根总条数、土壤中根条数正相关显著或极显著,可作为玉米育种根系选择的指标.     

玉米根系性状的遗传及相关分析

为了对玉米根系性状的育种提供理论依据和选择指标，本试验对玉米根系性状的遗传及相关进行了研究。结果表明，各根系性状在不同亲本间存在真实的遗传差异；不同亲本之间，根系性状的配合力存在显著差异，这为组配出根系发达的玉米杂交种提供了遗传基础。同时根系性状中气生根条数、根鲜重、根干重、根总长、根总条数等性状的遗传以加性效应为主，遗传力较高，能稳定遗传，其转育及早代选择有效。相关分析表明气生根条数与根鲜重、根干重、根总长、根总条数、土壤中根条数正相关显著或极显著，可作为玉米育种根系选择的指标。     

玉米花期根系结构的表型变异与全基因组关联分析

【目的】根系作为植株吸收水分和养分的重要器官,对玉米生长及产量的形成至关重要。研究玉米根系结构的遗传机制指导玉米高产育种实践。【方法】以111份玉米优异自交系为材料,于2017年在北京、陕西永寿、山西定襄和河南原阳4个环境下对玉米地下节根层数（RLN）、地下节根总条数（TRN）、地下节根角度（RA）、地下节根面积（RS）、地下节根体积（RV）和地下节根干重（RDW）等6个玉米根系相关性状进行调查。取4个环境的平均值作为6个根系相关性状的表型数据,对6个相关性状进行统计分析和相关性分析,对不同年代、不同类群自交系的地下节根相关性状进行差异分析。基于该群体全基因组152 352个高质量SNP标记,利用FarmCPU模型进行全基因组关联分析获得显著关联SNP位点,并在LD衰减距离范围内查找候选基因,对候选基因的功能进行富集分析。【结果】表型分析表明,6个地下节根性状均呈现正态分布,且均显示出较高的遗传力;相关性分析结果表明,地下节根层数和总条数均与地下节根角度和面积呈负相关,地下节根的角度、面积、体积和干重等4个性状之间相互呈现显著正相关关系;不同年代的玉米地下根系结构存在差异,地下节根层数和总条数在年代的更替间表现出下降的趋势,地下节根角度和面积在年代更替间表现出上升的趋势,根干重和根体积在各年代间无显著差异;玉米地下根系结构在类群间也存在差异,旅大红骨类群的6个地下节根性状值均高于其余类群。全基因组关联分析共检测到26个SNP位点与地下节根层数、总条数、体积和干重性状显著关联（P<0.00001）,其中11个显著关联位点定位于前人报道的根系QTL区间内,2个显著关联SNP在地下节根层数和总条数中均被检测到。基于显著关联SNP位点共挖掘到177个候选基因,其中135个具有功能注释,Zm00001d037368可能为控制地下节根层数和总条数的一因多效候选基因。候选基因功能的富集分析结果显示,候选基因的功能主要涉及植物体内的代谢调节、应激反应、运输活性、催化活性、结合蛋白及细胞成分等。【结论】玉米自交系的根系结构在不同年代间和不同类群间存在不同程度的差异,采用全基因组关联分析策略挖掘控制玉米根系结构的相关遗传位点及候选基因,共检测到26个显著关联的SNP位点。     

小麦玉米周年生产中耕作方式对夏玉米根系特性和产量的影响

【目的】黄淮海平原地区冬小麦-夏玉米一年两熟,长期冬小麦免耕或旋耕、夏玉米免耕使耕层变浅,养分含量降低,对根系发育和产量造成影响。通过探讨冬小麦夏玉米周年生产中不同耕作模式来探寻小麦玉米周年中夏玉米高产高效生产的耕作模式及机理。【方法】供试品种选用郑单958(ZD958),3个试验处理为冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)与冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR),探究不同耕作方式对小麦玉米周年生产中夏玉米根干重、根冠比、根长、根表面积、根体积和节根数量等根系特性及产量的影响。【结果】MR与MN处理0—30 cm的根干重、根冠比、根长、根表面积、根体积、节根层数、节根条数及节根干重较RN处理差异显著,分别提高59.1%、37.5%、22.8%、41.1%、59.2%、5.9%、21.0%、50.8%和68.5%、50.0%、16.7%、33.7%、44.0%、3.9%、20.1%、57.6%;根系TTC还原强度、TTC还原量、活跃吸收面积、总吸收面积及根系伤流速率也有显著提高,分别提高82.6%、91.9%、33.9%、34.5%、24.0%和109.9%、108.5%、83.8%、65.1%、14.7%;与RN处理相比,MR与MN处理的有效穗数、穗粒数、千粒重显著增加,分别提高8.5%、11.7%、4.9%和3.9%、8.5%、4.2%,产量显著提高29.5%和23.7%。冬小麦播前翻耕可以显著改善夏玉米根系数量与质量特性,有利于提高产量。与MR处理相比,MN处理显著提高根系总吸收面积和活跃吸收面积,分别提高了22.8%、37.21%;但MN处理的根长、根表面积、根体积、节根层数、茎秆伤流速率、TTC还原量及TTC还原强度较MR处理没有达到显著性差异水平。MR处理与MN处理相比,其有效穗数提高4.7%,但两处理之间千粒重和穗粒数差异不大,产量没有达到显著差异水平。【结论】冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)与冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)较冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)可显著提高根系特性从而提高了产量。而冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)和冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)的根系特性指标和产量不具有显著性差异,表明小麦玉米周年生产中主要是冬小麦播前翻耕对夏玉米产量及根特性指标起主要作用。综合比较3种不同的耕作方式,冬小麦播前翻耕夏玉米免耕(MN)是黄淮海区夏玉米生产最为适宜的耕作方式。     

甘蔗家系苗期根系性状与地上部性状研究

以5个组合的实生苗为材料,采用盆栽方法,对实生苗根系性状、地上部性状及根系性状与地上部相关性进行研究。结果表明,不同组合实生苗苗期根冠比、根直径差异不显著,根系鲜重、根系干重、根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数、根交叉数差异显著。根系性状与地上部性状存在相关性,且根系鲜重与植株鲜重呈极显著正相关(P0.01),根系干重与植株干重呈显著正相关(P0.05)。     

玉米根系对玉米抗倒伏性影响的研究进展

【目的】研究玉米根系对玉米抗倒伏性的影响,为筛选出抗倒伏性优良、产量高的玉米品种提供理论依据。【方法】本文通过国内外玉米根系对玉米抗倒伏性的影响研究专题进行了归纳总结,从玉米根系的三维图像构建、生长发育质量、延伸形态、抗倒伏指标和遗传性状,对影响玉米抗倒伏重要因素之一的根系性状进行系统的综述。【结果】随着技术的进步构建玉米根系三维模型正逐步应用到实际操作当中,为研究人员提供便利;玉米初生根、次生根、气生根生长发育优良的品种,极大提升了玉米抗倒伏性;横展型根系是玉米理想的抗倒伏根系延伸形态;根干重、根系开张角度、入土次生根条数、根体积、根直径、根层数是大多数学者选用的根系抗倒伏指标;目前常用QTL与GWAS技术对根系基因进行分析,定位了初生根直径、初生根长度、总根长、根尖数等一些根系相关的QTL,筛选出气生根直径、气生根角度等气生根性状相关联的SNP位点。【结论】明确玉米抗倒伏根系的优良性状并用现有的技术对其加强表达,是增产的重要手段。     

冠菌素对玉米基部节间和根部特性的调控研究

为研究冠菌素(COR)调控玉米节间伸长生长增产的相关机理,在大田条件下,以‘先玉335’和‘郑单958’玉米品种为材料,拔节期叶面喷施不同浓度(0、0.01、0.10、1.00和10.00μmol/L)冠菌素(COR),系统分析对玉米基部节间形态性状、结构物质、抗折断力和根部的性状的影响。结果表明,COR显著提高玉米基部节间的直径、单位节间长度干重、抗折断力、半纤维素含量、纤维素含量和木质素含量,显著降低基部节间长度和节间干重,且随着COR浓度的增加,效应越明显。此外,COR还可促进玉米根系生长,随着COR浓度的增加,玉米植株气生根层数、入土气生根条数、气生根直径、气生根角度、根体积和根干重显著增加。综上所述,‘先玉335’和‘郑单958’对COR的敏感性不同,‘先玉335’抗倒伏的最适浓度为10.00μmol/L,郑单958抗倒伏的最适浓度为1.00μmol/L。     

玉米宽窄行种植技术的研究

多年的玉米宽窄行种植技术研究结果表明,玉米宽窄行种植培肥地力,可改善土壤生态环境条件,促进玉米根系数量增多、叶面积增大、干物重增加,进而提高玉米产量。     

玉米行距配置对套作大豆生物量、根系伤流及养分的影响

【目的】通过研究套作种植条件下,玉米不同行距配置对大豆生物量、根系伤流及其养分的影响,为玉米-大豆带状套作合理的群体配置提供理论依据。【方法】试验于2012—2013年采用单因素随机区组设计,以玉米-大豆带状套作种植中大豆为研究对象,固定玉米和大豆带宽200 cm,设置3个玉米窄行处理,分别是A1(20 cm+180 cm;窄行20 cm,宽行180 cm)、A2(40 cm+160 cm)和A3(60 cm+140 cm)。两行大豆种植于玉米宽行中,行距40 cm;净作大豆为对照,行距70 cm,每个处理重复3次。在大豆第三节龄期(V3)、第五节龄期(V5)与盛花期(R2)分析玉米不同行距配置对套作大豆根系生物量、氮磷钾的积累、伤流强度及伤流液组分的影响。【结果】套作大豆地上地下生物量和根系氮磷钾养分积累随着玉米窄行行距的增加而降低,且显著低于净作对照(P0.05)。根系伤流强度在各处理下均随生育时期的推进而增加,同一生育时期伤流强度从A1到A3逐渐降低,但A1和A2处理差异不显著(P0.05)。A1处理下大豆根系伤流强度在V3、V5及R2期比净作处理平均低27.69%、26.11%和23.23%。除V5期大豆根系伤流组分铵态氮含量低于V3和R2期外,硝态氮、全磷、全钾、可溶性糖含量随大豆生育时期推进逐渐增加,且均低于净作对照。通过相关分析,大豆地上地下生物量与根系养分积累量、伤流强度及组分含量间均呈极显著正相关(P0.01)。【结论】在玉米-大豆带状套作种植中,行距配置的差异性导致大豆地上地下生物量和根系伤流强度的变化而影响根系养分的吸收和物质的转运。     

夏玉米穗部性状对种植密度的响应研究

为了探寻夏玉米穗部性状对不同密度的响应程度及对产量构成的影响,揭示果穗各性状间的协调关系,为夏玉米新品种高产创建的合理密植提供科学依据。以‘弘大216’、‘垦丰101’为试验材料,设置不同密度处理,通过对穗行数、行粒数、千粒重等的监测,研究夏玉米穗部性状对种植密度的响应。结果表明,在不同种植密度下,各品种产量均随着密度呈先增加后减少的趋势,符合二次曲线关系,相关分析显示,行粒数、穗长均和产量呈极显著相关,秃尖长与产量呈显著相关;紧凑型玉米品种‘弘大216’穗行数与产量呈极显著相关,半紧凑玉米品种‘垦丰101’千粒重与产量呈极显著相关。在保证合理密植条件下,通过肥水措施协调好穗长、穗行数、行粒数、千粒重之间的关系,更容易获得高产。     

保护性耕作对黄土高原旱田春玉米生物学效应的影响

于2006-2010年,在黄土高原中部高原沟壑区,研究保护性耕作对黄土高原春玉米生物学效应的影响。结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作处理下春玉米在各关键生育时期次生根条数、株高、茎粗、穗位叶面积和农田生物量积累均较高,保护性耕作+植保防治处理下春玉米各生育时期均以保护性耕作处理下的BJG处理(保护性耕作+先正达包衣种子+金都尔耕杰植保碎秆浅旋秸秆全程覆盖)最高。耕作模式和植保防护措施对春玉米穗长、行粒数、穗粒数和千粒质量等产量构成指标影响较大,BJG和CC处理(保护性耕作+市售包衣种子+常规植保)与BO处理(保护性耕作+市售包衣种子+无杂草防治)、CK处理(传统耕作+市售包衣种子+无杂草防治)穗长差异极显著(P<0.01),保护性耕作下各处理间穗粒数和千粒质量间差异达极显著水平。保护性耕作增产明显,平均春玉米单株和大田产量增产幅度均高达25.31%,BJG处理春玉米单株和大田产量较BO和CK处理增产幅度分别达36.17%和41.48%。     

耕作和秸秆还田方式对东北春玉米吐丝期根系特征及产量的影响

【目的】针对东北春玉米主产区秸秆处理的突出矛盾,优化秸秆还田方式对促进该区农业绿色可持续发展意义深远。本文研究了耕作和秸秆还田方式对春玉米根系形态及分布特征、干物积累和产量的影响,旨在为该区域耕作措施调整、实现秸秆还田维持耕地农业生产提供理论依据。【方法】2017—2018年在辽宁沈阳进行田间试验,采用二因素随机区组设计,分别设置秸秆全层翻耕还田（PTS）、秸秆条带翻耕还田（PSS）、秸秆全层旋耕还田（RTS）和秸秆条带旋耕还田（RSS）4个处理。分析不同耕作和秸秆还田方式下春玉米根长、根干重及其空间分布、植株地上部干物质积累动态和产量性状的差异。【结果】耕作和秸秆还田方式对吐丝期春玉米根长及其分布、根干重和比根长影响显著。在0—30 cm垂直土层,PTS处理根长2017年和2018年分别高出其他处理7.9%—43.2%和17.3%—41.5%;在30—60 cm垂直土层,秸秆条带还田（PSS和RSS处理）根长较秸秆全层还田（PTS和RTS处理）平均高出20.1%和20.3%;以植株为中心,PTS处理距植株0—10 cm的根长分布最高,RTS处理最低。根干重在0—10 cm土层表现为RTS处理最低,PTS、PSS、RSS处理2年平均高出36.5%、59.6%和17.3%。PTS处理在0—20 cm土层2年均具有最高比根长,2017年和2018年较其他处理分别高出8.7%—73.8%和14.3%—44.7%。不同处理根表面积的空间分布差异明显,PTS和RSS处理在0—30 cm土层具有较高的根表面积,在水平和垂直方向具有更广的根表面分布。耕作和秸秆还田方式对拔节期、吐丝期和成熟期春玉米地上部干物质积累的影响差异显著,RTS处理较其他处理降低了拔节期茎鞘和地上部总干物重,平均达15.5%—19.2%;PTS处理成熟期果穗和地上总干物重比其他处理提高3.6%—12.3%和2.7%—12.4%,其次为PSS和RSS处理,RTS处理最低。耕作和秸秆还田方式处理显著影响春玉米穗数和籽粒产量,与RTS处理相比,PTS、PSS和RSS处理2年产量平均高出8.3%、7.9%和5.8%;RTS穗数2017年和2018年较其他处理显著降低2.9%—9.1%和7.0%—9.7%。【结论】适当的耕作和秸秆还田方式有利于促进作物根系形态发育及耕层空间分布,促进干物质积累和分配特征优化及成熟期干物质向果穗的分配,达到提高春玉米产量的目的,在本研究区域中推荐秸秆条带翻耕还田方式。     

高油玉米主要性状的遗传规律

用13个遗传背景不同的玉米自交系，有用不完全双列杂交设计，研究了高油玉米主要性状的配合力和相关分析。结果表明，主要性状的加性方差都明显大于显性方差。各性状狭义遗传力由高到低的顺序为株高＞穗长＞行粒数＞穗行数＞叶片数＞穗位高＞单穗粒重＞百粒重＞穗粗＞茎粗＞单穗重。叶片数的杂种优势不明显，其他数量性状均表现出正向优势。对单穗产量影响较大的性状为百粒重、穗长、穗粗。     

玉米遗传增益的穗粒性状基础

采用田间种植、室内测定的方法和微机技术,研究了河南省三十年育成(引入)和推广的九个代表性玉米杂交种的穗粒性状.结果表明:穗粗、穗行数和行粒数是玉米单株籽粒产量增加的主要性状基础,百粒重对产量改良贡献较小,而穗长对产量增加几乎没有直接作用,它主要通过行粒数对产量起间接作用.本文还对河南玉米杂交种的选育和利用方向进行了简单的讨论.     

不同种植密度、施氮量及栽培方式对玉米品种桂糯518产质量的影响

【目的】探索玉米新品种桂糯518最佳种植密度、施氮量和栽培方式等优质高效栽培技术。【方法】试验设种植密度（36000、42000、48000、54000和60000株/ha）、施氮量（0、75.0、150.0、225.0、300.0和375.0kg/ha）和栽培方式（常规栽培、宽窄行栽培、温棚育苗移栽和直播地膜覆盖）3个水平,均为随机区组设计。调查出苗期、采收期、生育期、株高、穗长和产量等性状,并将筛选出的桂糯518优质高效栽培技术在广西北海、南宁、都安、贵港4个点进行示范,测定产量及品质性状。【结果】随着种植密度的增加,株高整体呈下降的趋势,穗长变短。种植密度为54000株/ha时,桂糯518产量最高;随着施氮量的增加,桂糯518表现略为晚熟,株高略有增高,施纯氮300.0kg/ha时,桂糯518鲜食产量最高;直播地膜覆盖处理时,玉米鲜食产量最高,宽窄行栽培处理次之,温棚育苗移栽处理产量最低;桂糯518在4个示范点平均比常规栽培增产7.68%,综合品质略优于常规栽培。【结论】桂糯518采用宽窄行栽培方式,种植密度48000~54000株/ha,施纯氮量300.0kg/ha左右时,产量及品质较高。