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。     

不同喷射角微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦 耗水特性及产量的影响

【目的】研究不同喷射角微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响,以期为创新小麦节水灌溉技术,实现小麦高产高效栽培提供理论依据。【方法】2010—2012年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22,在田间条件下设置T0：生育期不灌水;T1、T2、T3、T4采用微喷带灌溉,微喷带带长均为40 m,喷射角分别为35°、50°、65°和80°。每条微喷带沿小麦种植行向铺设在行间,灌溉左右各4行（L1—L4）小麦,实际灌溉宽度1.6 m。【结果】（1）拔节和开花期采用微喷带补灌,同一处理下,各取样区间L1—L4的0—200 cm土层土壤含水量变化规律一致,其中T1、T2和T3处理的各行间上部土层土壤含水量均表现为：随行间距离微喷带增加,土壤含水量逐渐降低;随微喷带喷射角增大,灌溉水在土壤中的分布均匀系数显著增加。T4处理各行间0—200 cm各土层土壤含水量无显著差异,灌溉水在土壤中的分布均匀系数最高。（2）与T1、T2和T3处理相比,T4处理在拔节期至开花期对40—80 cm土层土壤贮水消耗量和开花至成熟期20—80 cm土层土壤贮水消耗量显著升高,对深层土壤贮水消耗量和总土壤贮水消耗量显著降低,拔节至开花期的阶段耗水量、开花期补灌水量、总灌水量和总耗水量亦显著降低。（3）T4处理的籽粒产量、产量水分利用效率和土壤贮水利用效率显著高于其余各处理。【结论】在本试验条件下,采用80°喷射角的微喷带灌溉处理是兼顾高产和高水分利用效率的最优处理。     

磷肥施用深度对夏玉米产量及根系分布的影响

【目的】探明华北平原区磷肥施用深度对夏玉米产量及根系分布的影响。【方法】采用大田试验和土柱试验方法。大田试验设不施肥（CK）、常规垄侧施磷（T-side）、8 cm土层施磷（T-8）、16 cm土层施磷（T-16）、24 cm土层施磷（T-24）以及3层（8、16、24 cm土层）均匀施磷（T-all）处理,研究其对夏玉米产量、养分吸收量的影响。土柱试验,研究8 cm施磷（P 8）、16 cm施磷（P 16）、24 cm施磷（P 24）以及3层均匀施磷（P-all）对夏玉米根系分布的影响。【结果】大田试验结果表明,磷肥不同施用深度显著影响夏玉米产量,玉米籽粒产量依次为T-24处理>T-all处理>T-16处理> T-side处理>T-8处理>CK,T-24处理玉米产量较T-side处理提高了10%,差异显著。玉米地上部磷素累积量在八叶期、吐丝期、收获期分别以T-side处理、T-8处理、T-all处理最高。随着磷肥施用深度的增加,玉米收获期氮素吸收量呈现显著增加趋势。土柱试验结果表明,玉米根系长度以P 24处理最高,与CK、P-all和P 8处理相比分别提高了68%、18%、17%,差异均达显著水平。玉米根系在磷肥施用点处集中生长,磷肥深施有利于玉米根系向土壤深层生长。【结论】磷肥深施能够诱导根系向深层生长,显著提高夏玉米产量。本试验条件下以磷肥集中施在24 cm土层最好。     

开花期渍水对土壤不同形态氮素含量及小麦氮素积累运转和产量的影响

【目的】探讨开花期渍水对土壤不同形态氮素含量的影响及其与小麦籽粒产量、植株氮素积累量的关系,以期为江汉平原小麦抗渍栽培提供理论依据。【方法】采用大田裂区试验,以襄麦55和郑麦9023为试验材料,设不渍水（CK）和开花期连续渍水7 d（WL）处理,测定土壤不同形态氮素含量、小麦植株氮素积累量及产量和产量结构等指标,并分析土壤不同形态氮素含量变化与籽粒产量、植株氮素积累量的关系。【结果】 0~20 cm土层各形态氮素含量对渍水的反应强度较20~40 cm和40~60 cm表现更剧烈。与CK相比,WL处理下（渍水后0~7 d）,0~20 cm土层硝态氮含量显著下降,下降幅度达65.7%~81.2%,铵态氮含量则上升48.7%~54.8%;碱解氮含量有所下降,总氮含量上升,但变化幅度较小。当撤去水分处理后（渍水后7~14 d）,硝态氮含量急剧上升,甚至恢复至与CK相同水平,铵态氮含量逐渐下降,与CK变化趋势相反;总氮和碱解氮含量变化与CK趋势一致。随后至小麦成熟期,CK和WL处理下各氮素含量总体上均逐渐降低。开花期渍水显著降低了襄麦55和郑麦9023的花后氮素积累量（P<0.05,下同）,并导致成熟期营养器官氮素积累量和籽粒氮素积累量均显著下降;襄麦55花后氮素积累量下降幅度显著小于郑麦9023。此外,WL处理显著降低了襄麦55和郑麦9023的千粒重和籽粒产量,与CK相比襄麦55和郑麦9023的产量分别降低25.24%和34.81%。通过对渍水条件下土壤各形态氮素含量与产量及成熟期植株氮素积累量的冗余分析可知,渍水第7 d （渍水终止当天）土壤硝态氮含量与小麦产量和成熟期植株氮素积累量均呈正相关,铵态氮和总氮含量与小麦籽粒产量和成熟期植株氮素积累量呈负相关,与土层深度关系较小;碱解氮含量与小麦籽粒产量和成熟期植株氮素积累量的关系存在土层间差异。【结论】开花期渍水显著降低小麦产量和花后氮素积累量,对土壤各形态氮素的影响主要在0~20 cm土层,以硝态氮和铵态氮含量变化对渍水的响应最敏感,其中硝态氮含量与成熟期植株氮素积累和籽粒产量呈正相关,而铵态氮与成熟期植株氮素积累和籽粒产量呈负相关。     

细胞质雄性不育玉米的根系特性和氮效率研究

【目的】探讨细胞质雄性不育玉米的根系特性和氮素吸收利用规律。【方法】在土柱栽培条件下,选择目前生产中广泛应用的骨干自交系478和齐319的细胞质雄性不育系（CMS）和其同型保持系（可育系）为试验材料,比较分析雄性不育系及其可育系灌浆期根系特性的差异及对缺氮的响应。【结果】CMS玉米的籽粒产量和千粒重均高于其同型可育植株（P＜0.05）,生物产量差异不显著（P＞0.05）,收获指数明显较高（P＜0.05）,且缺氮条件下优势更为明显。CMS玉米灌浆期具有较高的根系干重、根系体积和根系总活力,且深层根系分布相对较多,根系活力较强,有效延长了根系的功能期,促进了植株对养分和水分的吸收。CMS玉米氮素积累总量高于其同型可育系（P＜0.05）,成熟期氮素在茎秆和籽粒中分配较多;低氮水平下,CMS玉米的氮素转移率、贡献率和氮素利用率均显著高于其同型可育系（P＜0.05）;CMS玉米单株氮效率较高,氮响应度相对较低。【结论】细胞质雄性不育玉米籽粒产量高、氮效率高与其深层根量多、根系活力强密切相关。     

陕西灌区高产春玉米物质生产与氮素积累特性

【目的】探明陕西灌区高产春玉米栽培下干物质积累和氮素吸收的动态特征,为陕西春玉米高产栽培技术提供理论依据。【方法】以高产玉米品种陕单609为材料,设置普通大田栽培、高产栽培和超高产栽培3个栽培处理,于2013—2015年在陕西灌溉春玉米试验站进行试验,研究分析玉米产量等级群体的干物质积累、氮素吸收、叶面积指数与SPAD值、产量构成特性。【结果】普通大田栽培、高产栽培和超高产栽培下玉米籽粒平均产量分别为11.1、13.1和16.1 t·hm~(-2),与普通大田栽培(对照)比,高产栽培和超高产栽培下籽粒产量增加18.0%和45.1%;穗粒数和千粒重低于对照,而单位面积穗数极显著高于对照,单位面积较多穗数,是玉米高产潜力的关键。高产栽培和超高产栽培下群体收获指数也显著高于普通大田栽培。高产和超高产栽培群体干物质和氮素积累量较对照增加18.5%、41.8%和20.5%、24.5%。春玉米吐丝后,高产和超高产栽培群体干物质量对籽粒产量贡献率较对照提高10.0%和20.1%;氮素积累量对籽粒氮贡献率较对照提高30.2%和61.6%。相关分析显示,干物质量和氮素积累量与籽粒产量呈极显著正相关(r=0.998;r=0.927)。春玉米花后,高产栽培和超高产栽培下叶面积指数和SPAD值显著高于普通大田。【结论】与普通大田栽培和高产栽培相比,超高产栽培显著提高了春玉米吐丝后生物量积累和氮素积累量,及其对籽粒的贡献率。维持叶片较强的光合生产能力,是其实现春玉米高产的生理基础。在陕西灌区春玉米生产中,在筛选耐密品种的基础上增加种植密度、强化氮肥分次追施,保证高产玉米吐丝后期对氮素的需求,实现春玉米高产。     

施磷对夏玉米土壤硝态氮、吸氮特性及产量的影响

【目的】研究不同施磷水平对夏玉米生长期土壤硝态氮时空分布、累积量及玉米籽粒产量的影响,为夏玉米合理施肥提供参考依据。【方法】采用田间小区试验,在施磷水平分别为0,60,120和180 kg/hm2时,研究施磷对夏玉米产量及土壤氮素吸收累积的影响。【结果】在0~110 cm土层,随土壤剖面深度的增加,土壤硝态氮含量逐渐降低,0~30 cm土层明显高于30~110 cm土层且变幅较大,施磷肥能显著降低土壤硝态氮含量。随夏玉米生育期推进,0~110 cm土层硝态氮累积量呈先降低后升高的趋势,于灌浆期达到最低值;当施磷水平为120 kg/hm2时,成熟期0~110 cm土层硝态氮累积量低于施磷60和180 kg/hm2的处理;施磷肥能显著增加玉米籽粒产量、籽粒吸氮量及氮收获指数,均以施磷水平为120 kg/hm2时最高。【结论】在施氮基础上施用磷肥,有利于提高玉米籽粒产量,促进作物对氮素的吸收累积,减少土壤中硝态氮的累积及向更深土层中的运移量。     

地下穴灌对苹果冠下土壤水分分布及叶片水分利用效率的影响

【目的】探讨地下穴灌技术对苹果树冠下土壤水分分布和叶片水分利用率的影响,明确地下穴灌方法的作用特点。【方法】以8年生苹果树为试材,通过穴贮肥水和地面集中灌溉的比较,研究地下穴灌处理果树冠下土壤水分时空分布,分析苹果叶片光合性能和水分利用效率。【结果】采用地面集中灌溉处理,果树冠下土壤含水量在灌溉后第3天快速下降,土壤水分主要集中于10—30 cm土层,水分分布区呈“盘子状”。采用地下穴灌土壤含水量在灌溉7 d后迅速下降,土壤水分主要集中在40—60 cm土层。地下穴灌使土壤含水量在较长时间内维持最高水平,土壤水分“上少下多”,分布区如正立的“葫芦状”;采用穴贮肥水灌溉处理后,土壤水分主要分布在10—60 cm土层,分布区如“圆筒形”。采用地下穴灌的果树叶片叶绿素含量、光合速率及水分利用率在3种灌溉方式中均最高。【结论】地下穴灌将土壤水分稳定在根系集中分布层,提高了光合速率和叶片水分利用率。     

不同基因型玉米根系特性与氮素吸收利用的差异

 【目的】比较不同氮素利用效率夏玉米的根系时空分布特性及其氮素吸收利用的差异,探讨玉米氮高效的生理机制。【方法】以氮高效玉米杂交种蠡玉13(LY13)和氮低效玉米杂交种鲁单981(LD981)为试验材料,以大田箱式土柱栽培方式,研究两个氮素水平下(0和4.29 g N/plant)玉米根系时空分布及氮素吸收利用的差异。【结果】LY13开花后具有较高的根系干重,根冠比显著高于LD981(P＜0.05),土壤深层根系分布多,根系空间分布合理,后期根系活力高,根系功能期长,导致其库容量大,库调节能力强,氮素积累总量高,氮素转移率、贡献率和氮素利用效率均显著高于LD981(P＜0.05),施氮条件下优势更加明显。LY13在两种氮素水平下的籽粒产量、生物产量、千粒重、收获指数均显著高于LD981。【结论】氮高效型玉米品种根系总量多、深层根系多、空间分布合理、根系活力高且持续期长是其氮积累量增加的主要原因;库容量大,库调解能力强促使氮素转运效率高,向籽粒分配比例大是其籽粒产量高、氮效率高的根本原因。     

花粒期光照强度对夏玉米根系生长和产量的影响

【目的】近年来全球太阳辐射不断下降已经成为作物生产的一个限制性因素,弱光成为影响夏玉米生长发育和产量形成的重要非生物逆境之一。本研究旨在探讨花粒期不同光照强度对夏玉米根系生长和产量的影响。【方法】2012—2014年,大田条件下选用玉米品种登海605(DH605)为试验材料,种植密度为67 500株/hm~2,设计花粒期遮阴(S)和花粒期增光(L)两个试验处理,遮光度为60%,阴雨天气下增光的光照强度可达到8×10~4—10×10~4 lx,以自然光照作为对照(CK),研究夏玉米根系生理特性、叶片光合性能、干物质积累量及产量对花粒期光照强度的响应。【结果】本试验表明,花粒期遮阴导致玉米根系特性降低,产量降低;而补充光照有利于生育后期根系活性保持,显著提高籽粒产量。2012—2014年间,遮阴处理的产量较对照分别降低79%、61%和60%,增光处理较对照则分别增加13%、7%和15%。具体表现为花粒期遮阴处理使地上部功能叶片光合速率降低,干物质积累量减少,根冠比显著下降,根系直径和根长密度降低,根系总吸收面积和活跃吸收面积显著降低,致使夏玉米产量降低;花粒期增光处理则有利于玉米根系的健壮生长和根系活力提高,增光后根系总吸收面积和活跃吸收面积显著增加,即根系吸收能力增强,使产量显著提高。在花后20 d、40 d和成熟期,增光处理的0—30 cm和30—60 cm土层根系总吸收面积较对照分别增加17%、18%、17%和21%、27%、27%,根系活跃吸收面积分别增加11%、18%、17%和27%、33%、28%,有助于夏玉米植株从土壤中吸收更多的水分和养分来供给地上部的生长,增加穗数和千粒重,进而提高产量。【结论】花粒期遮阴导致夏玉米生育后期根系特性降低和产量降低,而增光有利于保持根系活力和提高产量。针对近年来黄淮海区域夏玉米生育后期阴雨寡照天气频发的情况,本研究建议适当调整播期,使夏玉米生育后期避开阴雨天气;通过蹲苗或者合理的水肥调控措施促进根系下扎和健壮生长,提高抗逆能力,以减轻阴雨寡照的不利影响。     

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。     

冬小麦-夏玉米生产体系中播前耕作对夏玉米产量形成的影响

【目的】黄淮海夏玉米区是典型的一年两熟制种植制度区,统筹研究冬小麦和夏玉米播前耕作对夏玉米产量形成的影响,为冬小麦夏玉米周年高产高效生产耕作模式的改进提供科学依据。【方法】以郑单958（ZD958）为试验材料,设置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）3个试验处理,其中RN作为对照（CK）,研究冬小麦和夏玉米播前耕作对夏玉米产量及其构成因素、叶面积指数、干物质积累与分配和籽粒灌浆特性等的影响。【结果】冬小麦与夏玉米播前耕作均对夏玉米产量影响显著。与RN相比,MN和MR处理夏玉米的叶面积指数、花后干物质积累量、花后干物质积累所占比例、籽粒最大灌浆速率分别提高15.01%、21.14%、3.21%、15.00%和16.44%、24.92%、4.49%、12.60%,即冬小麦播前翻耕提高了夏玉米叶面积指数、花后干物质积累及其向籽粒分配比例和籽粒最大灌浆速率,进而提高穗粒数与粒重,有利于产量提高。与RN相比,MN和MR处理的产量分别提高24.03%和30.61%。夏玉米播前旋耕对干物质向籽粒分配比例,籽粒灌浆速率无显著影响,但显著提高了出苗率,进而增加群体数量,提高产量;与MN相比,MR处理的出苗率提高6.29%,这是其产量较MN提高5.23%的主要原因。【结论】与冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕（RN）相比,冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕（MR）与冬小麦播前翻耕和夏玉米免耕（MN）均显著提高夏玉米的产量。尽管冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕（MR）的产量较冬小麦播前翻耕和夏玉米免耕（MN）高5.23%,但结合生产实际,冬小麦播前翻耕和夏玉米免耕播种（MN）更有利于该区域夏玉米的高产高效生产。     

施氮时期对黄淮海平原夏玉米茎秆发育及倒伏的影响

【目的】针对黄淮海平原区夏玉米倒伏严重的问题,探讨不同施氮时期对夏玉米茎秆发育及倒伏情况的影响,以期为黄淮海平原区高产夏玉米氮素管理、提高夏玉米植株抗茎倒伏能力提供理论依据。【方法】以不同植株形态的玉米品种先玉335(XY,高秆低穗位型)、浚单20(XD,中秆高穗位型)和京单28(JD,中秆低穗位型)为试验材料,每个品种设种肥(N1)、苗肥(N2)、拔节肥(N3)、大喇叭口肥(N4)和抽雄肥(N5)5个施氮时期处理,以不施氮肥(N0)为对照,研究施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学和机械力学特征以及田间倒伏率的影响。【结果】施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学及机械力学特征均有显著影响(P0.05)。N1、N2、N3处理能明显促进夏玉米茎秆发育,植株重心、穗高系数、基部第3节间长与粗、硬皮组织厚度、表皮层厚度及大小维管束数目、节间抗折力、硬皮穿刺强度和植株抗拉力均显著大于N0处理;其中,N1、N2处理夏玉米基部第3节间长粗比值显著小于N0处理,N3处理则表现出略大于N0趋势;田间倒伏率表现为N1、N2显著低于N0和其他施氮处理,N3略大于N0处理;N4处理下,夏玉米植株穗高系数、基部第3节间长与N0无明显差异,节间粗、各项解剖学及力学指标显著高于N0,节间长粗比值表现为略低于N0处理,田间倒伏率较N0显著降低;N5处理对夏玉米茎秆发育无明显影响,节间各项形态学、解剖学和力学特征与N0差异不显著,田间倒伏率随着夏玉米植株重心和穗高系数的显著降低而明显低于N0处理。从产量及产量构成因素来看,各施氮处理夏玉米穗粒数、粒重及产量均显著大于N0处理(P0.05),其中,N3、N4处理穗粒数和粒重均处于较高水平,增产幅度最大;N1、N2处理穗粒数最多,但粒重较低,增产幅度低于N3、N4处理;N5处理虽然粒重最高,但穗粒数较其他施氮处理显著降低,最终增产幅度不大。【结论】合理的施氮时期可显著促进夏玉米茎秆基部节间发育,显著降低节间长粗比值,增强植株抗茎倒伏能力;种肥、苗肥作用最显著,但因粒重较低进而降低了增产幅度;拔节期施氮节间长增长迅速进而导致了节间长粗比值增加,植株抗茎倒伏能力降低,玉米栽培管理中应尽量避免;大喇叭口期施氮可明显促进茎粗增加,进而降低节间长粗比和田间倒伏率,同时穗粒数和粒重较高,增产幅度最大。因此,结合前人研究结果表明,采用播种或苗期少量施氮,大喇叭口期重施氮肥的分次施氮措施有利于促进夏玉米茎秆和雌穗发育,提高夏玉米产量及植株抗茎倒伏能力。关于最佳氮肥配比有待进一步系统研究。     

灌溉与尿素类型对玉米花后穗位叶衰老、产量和效益的影响

 【目的】研究不同水分条件下,包膜控释尿素与常规尿素用量对玉米穗位叶衰老、产量和效益的影响。【方法】采用随机区组设计5个施氮水平和2个水分水平,研究不同类型尿素与水分耦合对玉米花后不同时期穗位叶含水量、净光合速率、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）和可溶性蛋白含量的影响,比较处理间的产量和经济效益差异,讨论花后穗位叶衰老与产量的关系。【结果】相同水分条件下,与常规尿素相比,开花期包膜控释尿素处理玉米穗位叶净光合速率较低,花后始终保持较高值,且越到后期优势越大。相同施氮水平下,与常规尿素相比,包膜控释尿素处理可显著提高玉米穗位叶含水量、SOD、POD和CAT酶活性,增加可溶性蛋白含量,降低MDA积累量,因而包膜控释尿素处理可显著提高玉米籽粒产量和经济效益;灌浆水有利于延缓穗位叶衰老,可显著提高籽粒产量和经济效益。由于包膜控释尿素成本较高,在灌浆水条件下施氮量较高时经济效益低于常规控释尿素。【结论】与常规尿素相比,包膜控释尿素与灌溉对籽粒产量和经济效益的耦合效应更显著,其原因是提高了叶片活性氧清除酶活性,增加了可溶性蛋白含量,降低了MDA的积累量,延缓叶片衰老和提高净光合速率,有利于高产。随着包膜控释尿素产量的增加和成本的降低,它在粮食作物生产上应用前景非常广阔。     

遮阴对夏玉米茎秆形态结构和倒伏的影响

【目的】在太阳辐射不断减少的气候条件下,探讨遮阴（弱光胁迫）对夏玉米茎秆形态及其显微结构的影响。【方法】以登海605（DH605）和郑单958（ZD958）为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴（S1）、穗期遮阴（S2）、全生育期遮阴（S3）3个处理,遮光度为60%,以自然光为对照（CK）,研究弱光胁迫对夏玉米茎秆性状及其倒伏的影响。【结果】遮阴后夏玉米株高、穗位高和叶面积指数,地上第3茎节长、茎节横截面积、茎秆穿刺强度均显著降低,且遮阴时期对其影响表现为S1＜S2＜S3;DH605和ZD958的茎秆穿刺强度分别较对照降低22.23%和24.41%。茎秆硬皮组织厚度和维管束数目及中央大维管束面积、木质部面积、韧皮部面积较对照也显著降低,田间倒伏率显著升高,全生育期遮阴两品种倒伏率分别高达36.5%和24.7%。遮阴后空秆率增加,收获穗数、穗粒数显著降低,产量下降,减产幅度表现为S3＞S1＞S2。【结论】夏玉米生长期内光照不足影响产量形成,改变植株形态,通过降低基部节间长度、粗度、穿刺强度和茎秆硬皮组织厚度,减少维管束数目,降低茎秆抗倒伏性能,且花前遮阴对田间倒伏率的影响大于花后遮阴。     

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。     

花期干旱胁迫对不同夏玉米品种花后干物质积累运转及产量的影响

【目的】明确花期不同程度干旱胁迫对夏玉米花后干物质运转的影响机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】于2018—2019年在人工控水条件下,以干旱敏感型品种伟科702（WK702）和耐旱型品种郑单958（ZD958）为供试材料,于玉米花期设4个干旱胁迫处理,分别为CK（对照,全生育期正常灌水）、T1（花前干旱胁迫）、T2（花后干旱胁迫）和T3（花期连续干旱胁迫）,探究花期不同程度干旱胁迫对玉米植株形态、叶面积指数、花后干物质积累分配及运转和籽粒产量的影响。【结果】花前干旱胁迫能抑制株高、穗位高、茎粗和叶面积的生长,而花后干旱胁迫的影响较小,但生育后期叶面积指数下降幅度较大。花期干旱胁迫不仅显著降低夏玉米花后干物质积累量（P<0.05,下同）,还抑制茎叶等营养器官干物质向籽粒的运转,降低干物质运转量、运转率及其对籽粒产量的贡献率,使成熟期干物质在籽粒中的分配比例减少。花前干旱胁迫对夏玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重等穗部性状的影响大于花后干旱胁迫。花期干旱胁迫导致夏玉米籽粒产量显著下降,其中花期连续干旱胁迫籽粒产量降幅最大,花前干旱胁迫籽粒产量降幅大于花后干旱胁迫;ZD958在T1、T2和T3处理下的籽粒产量分别比对照下降20.1%、15.6%和35.9%,WK702分别比对照降低32.3%、19.3%和51.3%。【结论】花期干旱胁迫在不同程度上影响夏玉米的植株形态、有效光合面积、花后干物质积累与运转等,导致夏玉米产量显著降低,对干旱敏感型品种WK702花后干物质积累与运转的抑制高于耐旱型品种ZD958。     

连续周年耕作对砂姜黑土农田蓄水保墒及作物产量的影响

【目的】筛选利于改善黄淮区砂姜黑土农田蓄水保墒效果及提高作物产量的夏玉米-冬小麦周年耕作方式。【方法】在秸秆全量还田条件下设置5个夏玉米季-冬小麦季周年耕作方式处理:免耕-旋耕(对照)、免耕-深耕、深松-旋耕、深松-免耕、免耕-免耕,通过多年定位试验研究周年耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、土壤水分及作物籽粒产量的影响。【结果】与对照处理相比,免耕-深耕处理显著降低夏玉米收获期15—25 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—35 cm土层土壤容重,深松-免耕和深松-旋耕处理显著降低夏玉米收获期15—40 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—25 cm土层土壤容重,而免耕-免耕处理显著增大夏玉米收获期0—10 cm土层土壤容重和冬小麦收获期5—20 cm土层土壤容重。免耕-深耕、深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米收获期0—40 cm土壤贮水量,而深松-旋耕和免耕-免耕处理却降低冬小麦收获期0—40 cm土壤贮水量。与对照免耕-旋耕处理相比,深松-免耕处理提高夏玉米-冬小麦整个周年内20—40 cm土层土壤含水量,免耕-免耕处理提高作物收获期40—160 cm土壤含水量,而深松-旋耕处理在冬小麦收获期则降低40—160 cm各土层土壤含水量。深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米-冬小麦周年籽粒产量,增幅分别为7.67%和10.21%,免耕-深耕处理冬小麦籽粒产量增加而夏玉米产量降低,最终周年籽粒产量降低0.44%,免耕-免耕处理夏玉米-冬小麦周年籽粒产量降低2.19%。【结论】深松-旋耕和深松-免耕处理能够降低土壤容重、提高作物籽粒产量,其中深松-免耕处理能够改善土壤蓄水保墒能力,产量及经济效益增加效果较优,可作为相对较适宜的黄淮区砂姜黑土农田夏玉米-冬小麦周年耕作方式。     

产量15 000 kgha-1以上夏玉米灌浆期间的光合特性

 【目的】探讨产量15 000 kgha-1以上夏玉米籽粒灌浆期的光合特性及其与产量形成的关系。【方法】在多年高产试验基础上，选用3个具有高产潜力的玉米杂交种，采用78 000株/ha的密度大田种植。以地上生物量及其分配、果穗叶的光合特征参数来评价产量15 000 kgha-1以上的夏玉米光合生理活性；以Richards模型拟合籽粒灌浆过程。【结果】3个玉米杂交种均可实现15 000 kgha-1以上的高产，以先玉335（XY335）产量最高。对籽粒产量形成的Richards解析表明，籽粒灌浆启动快且高灌浆速率持续时间和生长活跃期（50 d以上）长的杂交种更容易实现高产。产量15 000 kgha-1以上3个杂交种表现出灌浆前期净光合速率、PEPCase活性和RuBPCase活性较高，后期净光合速率、叶面积指数和可溶性蛋白含量下降缓慢的特点，整个灌浆期间叶绿素a/b比值始终较高。3个杂交种中XY 335叶片光合生理活性最高，净光合速率和叶面积的高值持续期分别达50 d和60 d以上。【结论】在玉米高产高密度栽培条件下，重视叶片的光合生理活性的改善可提高光能利用效率，维持较高灌浆速率和较长活跃生长期，实现15 000 kgha-1以上的高产目标。