不同耐密性玉米品种干物质积累及产量对弱光响应的差异

选用耐密性不同的玉米品种郑单958和东单90,研究不同时期弱光胁迫下两个品种干物质积累分配及产量形成的差异。结果表明,郑单958在正常光照条件下产量高于东单90,弱光胁迫下产量降低幅度小。两个品种在弱光胁迫下产量和单株干物质积累量均明显降低。东单90在弱光胁迫下干物质积累总量相对较小,穗数减少,库容潜力受限制,穗粒数大幅度降低。弱光下保持较高的干物质积累总量、子粒干物质分配率以及相对稳定的穗数和穗粒数是玉米高产的关键。     

干旱胁迫对木薯苗光合特性的影响

采用盆栽试验设置正常供水、中度干旱和重度干旱3种处理,研究华南205和华南8号木薯苗在土壤干旱胁迫下的光合特性.结果表明:在正常供水、中度和重度干旱胁迫下,SC8叶片的最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQY)和光饱和点(LSP)均显著高于或不低于SC205,而光补偿点(LCP)2个品种之间无显著性差异.随着干旱胁迫程度的加重,Pmax、AQY和LSP呈现下降趋势,而LCP却升高;当光合有效辐射(PAR)为0～2 000 μmol/(m2·s)时,随着PAR的增大,2个木薯品种叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均先迅速升高后趋向平缓,胞间CO2浓度(Ci)则迅速降低后也逐渐平缓,而水分利用率(WUE)却呈现先增高后降低的趋势;干旱胁迫下,气孔因素是引起木薯叶片净光合速率下降的主要原因.综上所述,干旱胁迫下木薯苗的光合特性受到限制,干旱胁迫下华南8号的光合特性和抗旱性要优于华南205.     

遮荫对玉米遗传缺陷性空秆的诱发效果研究

以容易发生空秆和不容易空秆的成对近等基因系、易发生空秆的杂交种、正常杂交种、自交系为试材,采用人工遮荫方法进行光照胁迫,对诱发空秆的光照因子及其胁迫效果进行研究。结果表明,试验初步验证了玉米存在遗传缺陷性空秆现象,弱光胁迫对不同品种均会造成空秆并随着遮荫强度增大而增加,品种间差异很大。抽雄期至吐丝末期是玉米空秆对弱光胁迫的最敏感时期,雌穗不能正常吐丝是造成品种异常性高比率空秆的主因,结穗率降低是次要原因。易空秆近等基因系沈农98A空秆的光胁迫强度应在遮荫38%以下;不空秆近等基因系沈农98B与正常自交系昌7-2的耐荫性相近,诱发其空秆的光胁迫强度范围应在遮荫38%~60%之间;在遮荫75%左右时,东单90、东单80与郑单958之间,空秆率有明显区别。     

遮阴对春玉米物质生产及产量形成的影响

以4个不同玉米品种为试材,通过50%遮光处理研究玉米品种间物质生产及产量形成对弱光环境响应的差异。结果表明,供试品种遮阴后,玉米产量、穗长、行数、行粒数和总粒数均呈明显的降低趋势,且粒期遮阴胁迫反应敏感。孕穗期遮阴,生育进程加快,干物质日积累量减少;粒期遮阴,结穗率降低。遮阴对品种先玉335和郑单958产量影响相对较小,表明先玉335和郑单958对弱光的适应能力较强;东单90对弱光反应敏感,产量下降幅度较大;北育288对粒期遮阴较孕穗期遮阴敏感。     

水分胁迫对不同耐旱性玉米土壤水分消耗、水分利用和产量的影响

以郑单958(耐旱性强)和驻玉309(耐旱性弱)为供试材料,通过池栽试验研究水分胁迫对两个玉米品种的吐丝前后土壤水消耗、水分利用和子粒产量的影响。正常供水下,两个品种吐丝前和吐丝后土壤水消耗量、生育期耗水量、水分利用效率和子粒产量均无显著差异。水分胁迫下,全生育期各土层(0.2～1.6 m)水分消耗量均为郑单958少于驻玉309,吐丝前和吐丝后郑单958土壤水消耗量分别比驻玉309少12 mm和21mm,且分别以0.2～0.4 m(吐丝前)和0.8～1.0 m(吐丝后)土层品种间差异最大。水分胁迫下,郑单958和驻玉309的生育期耗水量分别为454 mm和487 mm,子粒产量分别为8 320 kg/hm~2和7 290 kg/hm~2,表明水分胁迫条件下,耐旱品种郑单958以较少的水分消耗生产更多子粒,表现出较高的水分利用效率。     

大豆/玉米间作对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响

通过大田试验,研究了间作种植模式导致的遮阴对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响.结果表明:间作处理增加大豆叶绿素含量、表观量子效率和CO2 补偿点,显著降低大豆叶片的羧化效率(CE)、光补偿点( LCP) 和光饱和点( LSP).间作大豆叶片净光合速率(Pn)日变化由"双峰"型变为"单峰"型,日光合总量显著低于单作.间作大豆叶片气孔导度(Gs) 提高, 蒸腾速率( Tr) 下降, 胞间CO2浓度(Ci)升高.此外,间作大豆叶片Fv、Fv/Fm和Fv/F0显著降低.大豆在间作导致的遮阴条件下通过提高表观量子利用效率,减少暗呼吸消耗,以利于植株在弱光环境下光合产物的积累.     

丁二酸浸种对玉米生育后期光合特性和水分利用效率的影响

在田间高密度条件下,以郑单958为材料,研究了不同浓度丁二酸浸种对玉米生育后期光合参数日变化及水分利用效率的影响。结果表明,丁二酸浸种能够改善田间小气候;不同浓度的丁二酸浸种,玉米生育后期各处理的光合参数的日变化存在明显差异,表现为低浓度能提高叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(GS)和胞间CO2浓度(Ci),高浓度产生抑制作用;浸种后随着蒸腾速率(Tr)的降低,叶片水分利用效率(WUE)均明显提高。其中以处理T3(300mg/L)效果最佳。     

玉米苗期氮、磷、钾养分吸收利用效率研究

以黄淮海大面积种植的郑单958、先玉335、郑单538、豫单606、伟科702、郑单1002为试材,利用水培和大田试验相结合的方法,研究不同玉米品种苗期的氮、磷、钾吸收利用效率。结果表明,不同玉米品种对N、P、K养分积累存在差异,与NPK(全营养,对照)处理相比,NPK-N(氮胁迫,1/10的N含量)胁迫下N相对积累量(RNAA)最高的是郑单958;NPK-P(磷胁迫,1/10的P含量)胁迫下P相对积累量(RPAA)最高的是先玉335;NPK-K(钾胁迫,1/10的K含量)胁迫下K相对积累量(RKAA)最高的是豫单606。NPK胁迫显著提高玉米苗期对NPK的相对利用效率,其中,N提高2.91倍,P提高3.98倍,K提高6.16倍。     

氮肥减施对京科968与郑单958氮效率及产量的影响

以郑单958与京科968为材料,在减施氮肥(正常施氮量210 kg/hm~2)14.3%~28.6%水平下,比较玉米品种氮效率与产量。结果表明,施氮肥150~180 kg/hm2,郑单958产量下降2.39%~4.03%,京科968产量下降1.67%~2.99%。随着施氮量减少,氮肥偏生产力、氮肥利用效率,氮肥农学利用效率升高,氮肥表观利用效率、100 kg子粒需氮量降低,氮收获指数保持基本稳定。适度减施氮肥,可有效提高玉米生产效率。施氮处理下不同器官的氮转运率与对子粒的氮贡献率高于不施氮处理,不同器官的氮转运率顺序为穗轴叶片苞叶叶鞘茎秆;对子粒的氮贡献率表现为叶片茎秆穗轴叶鞘苞叶。京科968氮收获指数、氮肥偏生产力、氮肥表观利用效率均优于郑单958,氮肥农学利用效率、氮肥利用效率与子粒吸氮量与郑单958相当。京科968氮吸收效率优于郑单958,具备较好的耐低氮特性。     

弱光对大豆生长、光合特性及产量的影响

为了探究弱光对大豆生长、光合及产量的影响,选用南豆、乌豆和永胜黑豆3个大豆材料,分析在正常光照(100%)和弱光条件(20%)下大豆形态特征、光合参数、叶片结构特征的变化规律以及对产量的影响。结果表明,与正常光照相比,弱光条件下大豆各材料株高增加显著,分别比正常光照增加了0.98、2.27、1.39倍,以乌豆增加幅度最大,为69.83cm,而茎粗、地上地下生物量及根冠比则显著低于正常光照;大豆叶片、栅栏组织及海绵组织厚度均减少,细胞排列疏松;叶片上表皮厚度差异不明显,而下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度及叶片厚度均达到差异显著水平;弱光下南豆12栅栏组织厚度与海绵组织厚度之比增加。弱光条件下各材料光合速率(Pn)均低于正常光照,但南豆12和永胜黑豆的叶绿素a、总叶绿素等含量增加,乌豆则降低。各大豆材料单株产量在弱光条件下显著低于正常光照(P0.05),表现为南豆12乌豆永胜黑豆,分别比正常光照降低了17%、63%、76%。正常光照条件下南豆12的单株产量低于乌豆和永胜黑豆,表明南豆12耐荫性强于乌豆和永胜黑豆。因此,大豆对弱光的响应是一个综合性状,在间套作中选择适宜的耐荫性材料对提高产量是关键。     

京单38不同播期子粒灌浆特性研究

以郑单958为对照,设置春播（5月14日）和夏播（6月13日）两个播期处理,研究玉米品种京单38在不同生态条件下的子粒灌浆特性。结果表明,京单38的百粒干物重高于对照品种郑单958,春、夏播条件下增幅分别为14.74%和20.26%,春播百粒干物重较夏播高1.87%。京单38的子粒灌浆速率高于郑单958,春、夏播最大灌浆速率分别较对照高42.27%和49.50%,夏播最大灌浆速率较春播高9.42%。相关和通径分析表明,最大灌浆速率与粒重呈极显著正相关,与郑单958相比,京单38子粒灌浆速率高且灌浆速度快,春、夏播条件下均可获得较高的粒重。     

MC812和郑单958子粒灌浆和脱水特性研究

以MC812和郑单958为试验材料,分析其子粒灌浆和脱水特性,研究不同基因型玉米品种子粒灌浆和脱水特性的差异。结果表明,百粒干物重在品种间存在显著差异,MC812平均百粒干物重较郑单958高2.64 g。与郑单958相比,MC812子粒达到最大灌浆速率的时间(Tmax)平均提前4.40 d,灌浆起始势(R0)高0.25,活跃灌浆期(P)长1.33 d。MC812灌浆渐增期的平均灌浆速率显著高于郑单958,灌浆缓增期则与郑单958相当。MC812生理成熟时子粒含水量略低于郑单958,但差异不显著。收获时的子粒含水量在品种间呈极显著差异,MC812收获时的子粒含水量则较郑单958低5个百分点。生理成熟后的脱水速率在品种间呈极显著差异,MC812分别较郑单958高0.15%/d。穗粒数、百粒重和产量在品种间呈极显著差异,MC812产量较郑单958高6.67%、穗粒数和百粒重分别较郑单958高8.56%和8.04%。     

播种深度对夏玉米冠层结构及光合特性的影响

选用郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,设置3、5、7、9 cm 4个播深处理和4个播种深度混播的播深不一致处理(U),研究播种深度对夏玉米冠层结构、光合特性和产量的影响。结果表明,播深不一致显著降低株高、穗位高、果穗长度等性状整齐度,影响群体冠层结构,ZD958和XY335的产量较3、5 cm播深分别下降2.6%、3.2%和0.9%、3.9%。播种过深,整个生育期内的植株性状整齐度和叶面积指数较低,穗位高及底层透光率增加;SPAD值及比叶重较低,净光合速率和单株干物质积累下降。ZD958和XY335播深9 cm的产量较3、5 cm播深分别下降5.9%、6.4%和6.1%、8.8%。播深7和9 cm,夏玉米群体密度降低,冠层透光率增加,但其叶面积指数、SPAD值和比叶重降低,净光合速率和单株干物质积累下降,最终降低夏玉米产量。     

高产氮高效春玉米品种筛选及节氮潜力与氮素利用特征分析

以辽宁地区适栽的17个玉米品种为试材,通过不施氮(N₀)和正常施氮(N₂₂₅,225 kg/hm²)处理筛选高产氮高效品种,分析其节氮和增产潜力、干物质积累及氮素利用特征。结果表明,DK301、XY335、ZD958、DD1331、LD585、LD706、DY485、LD1281、LD575、LD1205、TY58、DD1775共12个品种为高产氮高效型(双高效和高氮高效)品种,节氮潜力为15.4%～29.7%。高产氮高效型品种节氮潜力与产量极显著正相关,产量在N₀下与百粒重、行粒数、开花和成熟期生物重显著正相关,N₂₂₅下仅与行粒数显著正相关。施氮提高各类型品种花后氮转移对子粒的贡献率(前),同时相较于花后氮吸收对子粒氮贡献率(后),双高效品种均表现为“前后相当”,高氮高效型品种均为“前低后高”。因此,在穗行数相近下,行粒数可作为筛选高产氮高效品种的一个参考指标,通过适当减氮,加强高氮高效型品种的花前氮素供应,可促进玉米节氮增效生产。     

耐密性玉米冠层结构对密度的响应

以华美1号和郑单958为材料,以1.5万株为梯度,共设置12个密度处理,种植密度自1.5万株/hm~2增至18万株/hm~2,研究探讨高产高效春玉米的冠层结构特征和光合特性。结果表明,华美1号在12.0万株/hm~2时产量达到最高,为15 912.8 kg/hm~2;郑单958在6.0万株/hm~2时产量最高,为13 685.9 kg/hm~2。在适当高的种植密度内(华美1号为9.0万~13.5万株/hm~2,郑单958为6.0万~9.0万株/hm~2),华美1号吐丝期最大LAI达4.19~5.30,群体穗位层透光率达17.57%~23.79%;郑单958吐丝期最大LAI达4.71~6.54,群体穗位层透光率达17.77%~23.66%。冠层内透光率、叶夹角、茎粗、叶片厚度、净光合速率和叶绿素相对含量均随密度增加而不同程度下降。华美1号穗位层及穗位层以上LAI占全株叶面积比例高,叶片小而厚,穗位层透光率好,各项冠层指标不同程度优于郑单958。     

玉米单交种光合生产能力杂种优势对氮肥的响应

以先玉335和郑单958及其亲本为材料,设不追氮和追氮150 kg/hm~2两个氮处理,研究玉米单交种光合生产能力杂种优势与产量杂种优势的关系及其对氮肥的响应。不追氮条件下,玉米单交种产量杂种优势主要来源于干物质积累量和LAI的杂种优势,叶片光合特性Pn、Gs、Ci和Tr均未表现出杂种优势。追氮150 kg/hm~2条件下,产量杂种优势显著提高,较不追氮高36.6%;除干物质积累量和LAI等群体数量性状仍具有杂种优势外,叶片光合特性Pn、Gs、Tr和SPAD值等个体功能性状也表现出明显的杂种优势。施氮条件下,干物质积累量和LAI的杂种优势没有提高,Pn、Gs、Tr和SPAD值的杂种优势分别较不追氮提高35.8%、55.3%、50.9%和19.6%。施氮条件下玉米单交种产量杂种优势的提高主要来源于叶片光合特性杂种优势的提高,与干物质积累量和LAI的杂种优势无关。     

不同耐密性玉米品种对根系生长空间的响应

选用DY405与ZD958,通过PVC土柱栽培法,设1株/柱(D1)与2株/柱(D2)两个处理,研究不同根系生长空间条件下玉米品种根系生长与氮素积累特征。结果表明,根系生长空间由1株/柱(D1)降低至2株/柱(D2),DY405与ZD958根系干重均降低,吐丝期及成熟期1株/柱条件下DY405根系干重较大,2株/柱下品种差异不显著。不同土层根系干重分布,0~20 cm土层DY405分布比例高于ZD958,21~40 cm、41~60 cm土层DY405分布比例低于ZD958;DY405与ZD958单株子粒产量均降低,穗粒数分别下降36.1%、17.5%。DY405与ZD958成熟期干物质积累差异不显著,ZD958花后干物质积累量及比例显著高于DY405;全株氮素积累量差异与干物质积累表现趋势相同,DY405氮素积累量及花后氮素吸收量显著低于ZD958。减小根系生长空间条件下,ZD958产量与氮素积累量高于DY405,主要由于吐丝至成熟期根系干重下降缓慢且下层根系分布比例较大,促进植株对水分及氮素的吸收,从而使产量与氮素利用效率提高。     

Post-anthesis changes in photosynthetic traits of maize hybrids released in different years

Changes in post-anthesis physiological attributes related to genetic improvement for grain-yield were studied for six Chinese maize (Zea mays L.) hybrids widely grown in North China during the past 50 years. The characteristics assessed included light-saturated photosynthetic rate (P_sat), chlorophyll content, soluble protein content, maximal efficiency of PS2 photochemistry (F_v/F_m), PS2 efficiency (Φ_PS2), ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase (RuBPCase) activity and phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPCase) activity. We found that P_sat of the newer hybrids was not always higher than the older ones. However, P_sat of the 1950s hybrids was the highest among all at flowering stage, which was associated with their high PEPCase activity and soluble protein content. Post-anthesis changes in P_sat of the older hybrids can be divided into two phases. During the first phase, which was the decisive phase of grain filling, P_sat of the older hybrids declined gradually whereas the new hybrids remained relatively constant. P_sat of 1950s hybrids was not the highest among all maize hybrids any longer although their PEPCase activities were also the highest. The reduction in P_sat of the older hybrids during this phase was associated with a reduction in the chlorophyll content and the soluble protein content but was not influenced by the specific activity of RuBPCase and PEPCase. Adapting to the lowered CO₂ assimilation capacity, a down-regulation of Φ_PS2 occurred in the older hybrids to protect the photosynthetic apparatus from photo-damage by strong light, while F_v/F_m only decreased slightly during this phase, suggesting a functional PS2 apparatus in senescent flag leaves. During the second phase, the older hybrids underwent an irreversible leaf senescence that certain photosynthetic traits declined substantially with P_sat, whereas the photosynthetic components of the newer hybrids remained functional. Newer maize hybrids produced higher grain yield compared to the old ones mainly because they could remain photosynthetically active when the older hybrids aged during the grain-filling period. The decline in photosynthetic rate of older hybrids during senescence is generally attributed to the degradation of both structural and functional components of chloroplasts.     

Growth, photosynthesis and root reserpine concentrations of two Rauvolfia species in response to a light gradient

Growth and secondary metabolites responses to light environment can be useful measurements to determine favourable habitat conditions for the cultivation and conservation of medicinal plants. We analyzed the growth, photosynthesis and root reserpine concentrations in seedlings of Rauvolfia vomitoria Afzel and Rauvolfia verticillatae (Lour.) Baill, two important medicinal plants yielding anti-hypertension alkaloids, at four different light levels (20%, 52%, 75% and 100% of full sunlight) in a shade house. Across all light intensities, seedlings of R. vomitoria grew faster with higher relative growth rate (RGR) than R. verticillatae, attributed to its higher photosynthetic capacities (light-saturated photosynthetic rate, A_max) and leaf area ratio (LAR). Typical shade-sun morphological responses to increasing light levels included decreased specific leaf area and LAR, whereas RGR and A_max was highest at median light levels for both species. R. vomitoria allocated higher leaf mass fraction and fine-root mass fraction, similar coarse root mass fraction, but lower stem biomass fraction than R. verticillatae. For fine roots, R. vomitoria had greater specific root length and small diameter than R. verticillatae, indicating its higher resource (water and nutrition) capture abilities. Both species had higher nitrogen concentration and lower reserpine concentration in fine roots than those of coarse roots. Neither reserpine concentration nor nitrogen was affected by light intensities. The reserpine concentration in coarse roots of R. vomitoria increased, whereas that of R. verticillatae decreased with increasing irradiance. Although not significantly, reserpine concentrations in coarse roots were positively correlated with A_max and RGR for both species across all light intensities. Shade or photosynthesis inhibition apparently did not increase alkaloid synthesis, which contrasted with the carbon/nutrient balance theory of plant defense. These results suggested that R. vomitoria and R. verticillatae could attain high biomass and yield of reserpine in high-light habitats (with max. in 75% sunlight), and intermediate-light habitats (with max. in 25–52% sunlight), respectively.     

遮光对玉米干物质积累及产量性能的影响

选用玉米品种郑单958与先玉335,在大田条件分别于7叶全展期（T1）、13叶全展期（T2）、吐丝期（T3）、吐丝后15 d（T4）进行50%遮光处理,研究不同时期遮光对玉米干物质积累与产量性能的影响。结果表明,不同时期遮光均导致玉米终极生长量（a）、干物质积累速率最大时的生长量（W_max）、最大干物质积累速率（G_max）、平均叶面积指数（MLAI）、平均净同化率（MNAR）和收获指数（HI）降低,致使干物质积累与产量不同程度降低,吐丝后15 d遮光对干物质与产量影响最大。在产量构成因素中,遮光处理对穗粒数与千粒重影响较大,穗粒数减少占主导,其次是千粒重的降低。