我国玉米育种与生产中189份自交系氮利用效率评价

以子粒产量的氮敏感指数和耐低氮系数为评价指标并结合株高和吐丝期等二级性状,对我国玉米育种与生产上重要的189份玉米自交系进行氮利用效率评价。分析结果表明,低氮与正常供氮条件下,子粒产量均存在极显著的基因型与环境差异,基因型差异是氮利用效率差异的重要原因之一。将正常供氮条件与低氮胁迫下的产量进行分析并结合株高和吐丝期等二级性状,鉴定出郑58、郑28、中106、7595-2和昌7-2等20份玉米自交系较耐低氮且二级性状更符合当前玉米育种需要。     

氮高效玉米基因型氮素生产效率研究

通过田间试验,在高氮和低氮条件下对不同氮效率的27个玉米自交系氮素生产效率进行研究。结果表明,高氮和低氮下,高产氮高效型自交系在吐丝期氮素干物质生产效率最高,分别为53.69、58.69 g/g,高产氮高效型自交系在吐丝期干物质量高于低产氮低效型自交系。施氮肥后氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均有下降趋势。高氮和低氮下高产氮高效型自交系在生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型自交系,低氮下二者差异显著,高产氮高效型自交系比低产氮低效型自交系高5.88%,氮积累量的差异主要来自于吐丝后氮的积累。高产氮高效型植株生育后期根系吸收能力强,子粒氮素利用效率高,施氮肥后高产氮高效型植株生育后期氮吸收积累能力增强。     

玉米自交系郑58×PH6WC二环选系的配合力研究

以郑58×PH6WC为基础试材选育的二环系M5861、M5862、M5864、M5866和M5867作被测系,与不同杂种优势群的PH4CV、丹3140、昌7-2和京92共4个测验系进行NCⅡ杂交,分析主要农艺性状和产量配合力效应。结果表明,被测系M5861和M5866不同性状的一般配合力效应值较高;M5861×PH4CV、M5864×丹3140、M5866×PH4CV和M5866×丹3140这4个组合的特殊配合力效应值较高;M5861×PH4CV、M5861×丹3140和M5866×PH4CV总的配合力效应较高,与实际表现基本一致,总配合力效应更能准确地反应杂交种各性状的综合表现。一定程度上反应出郑58×PH6WC二环系与先锋父本类自交系组配效果较好。     

不同基因型玉米自交系苗期干旱-复水的生理响应机制

采用称重控水法模拟干旱胁迫,设对照和胁迫两个处理,在3叶期对24个玉米自交系叶片相对含水量(RWC)、游离脯氨酸(Pro)等生理指标进行测定,研究玉米的抗旱机理及复水补偿效应机制。结果表明,干旱胁迫下玉米叶片相对含水量、叶绿素荧光参数(F_v/F_m)和叶绿素含量(Chl)与对照相比显著下降,游离脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)和氧化物酶(POD)明显上升,复水后不同基因型自交系各生理指标表现出不同程度的补偿效应。利用隶属函数法将D17982、郑H71、PH4CV、昌7-2和L269等14份自交系归为抗旱性较强的自交系,PH4CV、HCL645、D17982、郑7314、郑H71和郑9712这6份自交系归为复水恢复能力强的自交系。     

吉林省玉米骨干自交系苗期耐旱性鉴评

以78份吉林省玉米骨干自交系为试材,在温室条件下进行苗期干旱胁迫模拟,测定株高、茎粗、根鲜重、地上部分鲜重、根干重、地上部分干重等6项形态指标,估算各性状指标的耐旱系数,作为评价参数进行主成分分析和聚类分析,综合评价参试玉米自交系苗期耐旱性。结果表明,干旱胁迫组测定的形态指标数据与对照组相比均降低,变异幅度有明显差异。根鲜重耐旱系数、地上干重耐旱系数作为综合指标对玉米自交系苗期耐旱性评价的贡献率优于其他指标。聚类分析将参试玉米自交系划分出5个耐旱等级,郑58、S121、W9813、6F576为极强耐旱,丹598、8723、中128、骨马4404等18份玉米自交系为强耐旱,HCL645、四-4112、C8605-2、龙抗11等25份玉米自交系为中度耐旱。     

化学调控剂对玉米自交系株高及穗上各节间长度的影响

以玉米自交系郑58和PH6WC为研究材料,在不同时期喷施赤霉素和乙烯利+油菜素内酯调节株高。结果表明,郑58在17片可见叶期,喷施200 mg/L赤霉素效果最佳,倒1节节间长度提升幅度与对照达显著性差异;PH6WC对赤霉素反应不敏感。郑58在14片可见叶期,喷施100 mg/L乙烯利+0.1 mg/L油菜素内酯降低株高的效果最佳,倒2节至倒6节节间长度降低幅度均与对照达显著性差异;PH6WC在17片可见叶期,喷施200 mg/L乙烯利+0.1 mg/L油菜素内酯降低株高效果最佳,倒1节至倒6节节间长度降低幅度均与对照达到显著性差异。不同自交系对化控剂处理的最佳时期和浓度均有差异。     

氮肥运筹对玉米氮素动态变化和氮肥利用的影响

通过氮肥运筹对雨养条件下玉米氮素动态变化和氮肥利用的影响研究表明,氮素积累量在吐丝后45d前后达到最大;高密度有利于氮量积累;植株总氮量与产量呈正相关,高密度下相关系数大;高密度下子粒氮含量和氮收获指数均与产量呈显著正相关;吐丝期氮肥比例相对高有利于叶片和穗部(子粒+苞叶+穗轴)氮素在生育后期的积累及茎鞘氮素的转运,前期氮肥比例大易造成穗部氮代谢延后。氮素吸收高峰在吐丝到吐丝后15 d;吐丝期氮肥比例高的施肥方式提高了生育后期的氮素吸收速率,在较高密度下吸收速率前移。氮肥施用比例适当后移有利于氮肥利用;前期氮素累积太多对后期氮素吸收利用有抑制作用。     

氮肥管理对夏玉米冠层结构和氮肥吸收利用的影响

通过大田试验研究不同氮肥管理模式下夏玉米群体结构和氮肥利用情况,探索节肥、高产、高效的夏玉米氮肥管理模式。结果表明,施氮显著改善夏玉米产量因子、提高产量。氮肥适量后移显著改善穗部性状,等氮量下大喇叭口期和吐丝期均追施氮肥处理与大喇叭口期追施氮肥处理相比穗粒数提高28.5粒,收获指数提高11.3%,增产101 kg/hm2。吐丝期施氮显著增加灌浆期LAI,使LAI峰值从吐丝期后移至灌浆期。施氮肥可增加夏玉米SPAD值,大喇叭口期追施氮肥可提高各生育时期玉米SPAD值;吐丝期追施氮肥可提高株高、茎粗、穗位高。适当降低氮肥投入,氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高232.3%、60.9%;氮肥用量相同时氮肥适当后移分别提高10.5%、1.3%。吐丝期施氮增加夏玉米成熟期营养器官的氮素积累,减少子粒的氮素积累,导致氮收获指数下降。     

氮高效玉米杂交种的筛选及氮效率相关特性分析

选用生产中常用的8个玉米杂交种作为材料,在高氮和低氮条件下进行氮高效杂交种的筛选和氮高效指标研究。主成分分析结果表明,郑单958、金山27、郑单17为氮高效品种。通径分析表明,吸收效率对氮效率的贡献均大于利用效率,不论是否施氮,植株氮积累均以花前为主,但花后差异显著,花前氮积累对氮效率的贡献较大。不论施氮与否,完熟期全株干重、吐丝期穗三叶含氮量、花前氮积累量、穗位叶光合速率均是重要的筛选指标,不施氮肥时子粒含氮量也是重要的筛选指标。     

基于DH系的种质基础和秋水仙素浓度对玉米单倍体加倍效果的研究

以先玉335为母本、高频孤雌生殖诱导系G5为父本杂交诱导产生的单倍体为实验材料,研究秋水仙素浸芽加倍处理玉米单倍体的最佳浓度和时间。结果表明,秋水仙素浓度为0.7 mg/m L、浸芽8 h处理下的玉米单倍体加倍率最高,高达14.4%;秋水仙素浓度为0.8 mg/m L、浸芽8 h处理下的单倍体加倍率次之,为12.1%。以自交系PHB1M、PH4CV、PH6WC、PHGJ4和DH系Z2、Z8为亲本组配的PHB1M×PH4CV、PHB1M×Z2、PH4CV×DZ2、PH6WC×PHGJ4、PH6WC×Z8、PHGJ4×Z8组合为母本,以G5为父本,研究玉米DH系对杂交后代加倍率的影响,结果表明,PH4CV×Z2(26.2%)、PHB1M×Z2(25.8%)、PHGJ4×Z8(23.3%)和PH6WC×Z8(21.3%)的单倍体加倍率显著高于PHB1M×PH4CV(13.5%)和PH6WC×PHGJ4(8.4%),以DH系为亲本组配选系基础材料可显著提高玉米杂交组合的单倍体加倍率。     

玉米自交系耐淹性鉴定与评价

以39份玉米自交系为材料，大喇叭口期通过田间涝害模拟筛选试验，测定叶绿素(SPAD值)、地上部干物质量、绿叶数等9个指标以及各指标耐淹系数，对自交系耐淹性进行评价。结果表明，淹水条件下叶绿素(SPAD值)、地上部干物质量、绿叶数、抽雄期、吐丝期、株高受到严重影响，对地上部干物质量影响最大，地上部干物质量和株高、绿叶数呈显著相关或极显著相关，可作为田间鉴定玉米自交系耐淹性的有效指标。采用综合耐淹性状作为评价参数，经聚类分析表明，先玉335选育二环系、 X1141/昌7-2、中农大678选育二环系等8个自交系属耐淹型自交系，京157/京52B、京157/MO17、京157/PHNB2等12个自交系属敏感型自交系。     

玉米自交系苗期耐热性综合评价

以21份骨干玉米自交系为研究材料,播种后21 d进行5 d的高温处理,测定株高、茎粗、叶面积、地上鲜重、地上部干重、总干重、胚根长、地下部分干重、根冠比和SPAD值共10个性状的耐热系数,运用主成分分析、隶属函数法、聚类分析及灰色关联度相结合的方法,对玉米自交系的耐热性进行综合评价。结果表明,主成分分析将10个单项指标转换为3个相互独立的综合指标,代表了全部数据83.16%的信息量。通过隶属函数法技术综合耐热评价值(D),进行聚类分析,将21份自交系按耐热性强弱划分高耐热型、中耐热型、弱耐热型和热敏感型4类,筛选出2份高耐热型自交系KW4M029和DM08。总干重可以作为玉米自交系苗期简单、直观的耐热性鉴定指标。     

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。     

黄淮海超高产夏玉米生长发育特性研究

比较研究超高产田(15 000 kg/hm2)和高产田夏玉米的产量构成、叶面积指数、叶绿素含量、干物质积累特性和灌浆速率等指标差异,探索超高产夏玉米生长发育特性。结果表明,超高产田夏玉米较高产田增产15.6%,穗粒数多3.7%,百粒重增加8.9%,超高产主要依赖于百粒重的增加;吐丝后超高产田夏玉米叶面积指数、叶片SPAD值和总干物质积累量均高于高产夏玉米田,吐丝后10～40 d超高产夏玉米田子粒干物质阶段积累速率较高,吐丝50 d后,高产夏玉米田植株衰老,超高产夏玉米子粒仍维持一定的灌浆速率。超高产田夏玉米具有叶面积指数大、干物质积累多、叶绿素含量高和灌浆时期长等生长发育特性,有效增加穗粒数和粒重。     

生物炭与氮肥减量条件下氮高效玉米品种的氮效率研究

试验采用裂区试验设计,氮肥为主区,设置氮肥不同量级与生物炭配施;品种为副区,设氮高效和氮低效品种,分别为郑单958(ZD958)和先玉508(XY508),于大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、乳熟期、腊熟期取样测定各器官鲜干重,测定氮含量用以计算氮素积累量、吸收效率、利用效率和氮效率。生物炭3000 kg/hm²与纯N 165 kg/hm²配施干物质积累、氮积累能力及氮效率均表现突出,生物炭3000 kg/hm²与纯N 210 kg/hm²配施产量表现最高,且显著高于生物炭3000 kg/hm²+纯N 165 kg/hm²处理。生物炭3000 kg/hm²与纯N 165 kg/hm²配合施用时,氮高效品种郑单958的干物质积累能力、氮积累能力、氮效率及产量均优于氮低效品种先玉508,且达到显著差异。在内蒙古平原灌区,生物炭与氮肥减量条件下,生物炭3000 kg/hm²与纯N 165~210 kg/hm²配施,可实现节氮30%~45%,氮高效玉米品种氮效率提升52.78%~93.33%,更能发挥氮高效品种较强的氮吸收能力和氮利用能力,利于实现高产、高效。     

我国玉米自交系保绿性鉴定及其与氮效率的关系

选用我国常用的82个不同基因型自交系为研究材料, 在两种氮肥处理下对其子粒产量、耐低氮指数、保绿性相关性状进行测定, 探究不同玉米自交系保绿性及其与氮效率的关系。结果表明, 以高氮下保绿度为指标筛选出了23个保绿型自交系, 27个早衰型自交系, 其余32个为中间型自交系。两种氮水平间保绿度及其相关性状差异均达极显著水平(P<0.01), 子粒产量与保绿度及其相关性状间的相关性均达极显著水平。研究表明, 保绿性不仅与子粒产量密切相关, 同时还显著影响氮效率。因此, 保绿性可作为筛选氮高效玉米自交系的一个重要农艺性状。     

氮素供应对春玉米产量及冠层部分指标的影响与相关分析

采用辽宁地区5个地方品种进行低、中、高3个氮素水平的比较试验(N0:不施氮、N1:112 kg/hm~2、N2:225 kg/hm~2),探究氮素对玉米冠层指标的影响及与产量因素的相关性。相关、逐步回归分析表明,随着施氮量升高,品种产量和穗粒数显著提高。不同氮素水平下,冠层指标与产量因素相关性有差异。穗粒数在N0处理下,与吐丝期叶氮比(SLN)和叶片氮浓度呈负相关,相关强度排序为吐丝期SLN吐丝期叶片氮浓度;N1处理下,与乳熟期LAI呈正相关,与吐丝期叶片氮浓度和吐丝期绿叶数呈负相关,相关强度排序为吐丝期叶片氮浓度乳熟期LAI吐丝期绿叶数;N2处理下,穗粒数与冠层指标相关性不显著。百粒重在N0处理下,与吐丝期穗位叶SPAD值呈正相关,与吐丝期LAI和乳熟期穗位叶SPAD值呈负相关,相关强度排序为吐丝期LAI吐丝期SPAD乳熟期SPAD;N1处理下,与乳熟期穗位叶SPAD值呈正相关,与乳熟期LAI呈负相关,相关强度排序为乳熟期LAI乳熟期SPAD值;在N2处理下,与吐丝期比叶面积(SLA)、SLN、乳熟期绿叶数呈负相关,相关强度排序为吐丝期SLN、SLA乳熟期绿叶数。     

玉米自交系耐荫性鉴定与评价

以41个玉米自交系为材料,采用大田试验方法,在植株形态建成期设置15%遮荫和不遮荫两种处理方式,研究不同处理下玉米自交系植株形态、物质生产、产量等11个指标以及各指标耐荫系数的变化,并对自交系的耐荫性进行评价。结果表明,遮荫不仅会增加玉米自交系的株高和穗位高,延缓生育进程,而且会降低植株叶面积指数及叶绿素含量,最终影响玉米物质积累及产量的提升。进一步对各指标的耐荫性进行数学统计分析,表明茎干物质、叶面积指数和产量的耐荫系数可作为评价玉米自交系耐荫性指标。筛选出M173、豫82、DH382、618B、P6874、昌7-2、8612A、M753、ZY608、豫1122、PH6WC和M109高度耐荫型玉米自交系;ZY602、ZY606、658、HT60、ZY601、C70、外引-2、四-144、KW7M14、NS501和PH4CV是弱光敏感型玉米自交系。