不同氮肥模式对夏玉米产量、蛋白质品质和氮素利用特性的影响

以高产玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,在大田生产条件下设置4个施氮水平,研究不同氮肥模式对两个高产玉米品种子粒产量、蛋白质产量及氮素利用特性的影响。结果表明,两个玉米品种子粒产量随施氮量的增加显著增加,均以240 kg/hm~2处理最高,先玉335子粒产量显著高于郑单958;两个玉米品种子粒蛋白质含量及其产量随施氮量的增加显著增加,先玉335的蛋白质含量及其产量均高于郑单958;两个玉米品种氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率随施氮量的增加而显著降低,均以180 kg/hm2处理最高,先玉335的氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率均高于郑单958。综合分析认为,两个玉米品种均以240 kg/hm~2处理可以同步协调实现较高的子粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率,获得产量、品质和高氮素利用效率的协调统一。     

砂姜黑土区玉米氮磷钾吸收利用的基因型差异

以郑单958、先玉335、郑单538、豫单606这4个品种为试验材料,在河南省西平县试验基地,通过2015、2016年的大田试验探讨玉米氮磷钾吸收利用的基因型差异,研究河南省砂姜黑土区玉米丰产高效精准施肥问题。研究表明,各玉米品种之间因基因型差异,对养分的肥效特性不同,进而造成玉米产量的差异。根据各品种的肥效特性进行针对性的因种施肥,郑单958和先玉335主要以钾肥为主,豫单606主要以补充氮肥为主,郑单538主要以磷肥为主。     

先玉335、郑单958和京科968抗虫能力的比较研究

以先玉335、郑单958、京科968为材料,以玉米螟(Ostrinia furnacalis)、黏虫(Mythimna separata)和禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)为供试昆虫,探究玉米品系大喇叭口期对玉米螟和黏虫及抽雄期对禾谷缢管蚜抗性差异,测定其主要抗虫化合物丁布类物质的含量。结果发现,京科968对玉米螟及禾谷缢管蚜抗性均高于另外两个品系;对黏虫的抗性,郑单958和京科968高于先玉335。大喇叭口期京科968中丁布类物质含量最高,抽雄期郑单958和京科968中主要丁布成分含量均高于先玉335,上述组织中丁布合成相关基因在郑单958及京科968中的表达量也均高于先玉335。本研究揭示杂交玉米抗虫性与抗性相关化合物含量及其相关基因表达间存在正向相关关系,为抗虫玉米分子育种提供理论参考。     

不同肥料滴灌配施夏玉米产量与氮磷钾吸收利用特性

以郑单958为材料,在滴灌施肥条件下设不施氮(N0)、不施磷(P0)、不施钾(K0)和氮磷钾均施(NPK)4个处理,以传统灌溉施肥方式(施用量同NPK处理)为对照,研究滴灌水肥一体不同肥料配施夏玉米产量与氮磷钾吸收、分配及利用特性。结果表明,滴灌条件下,相较于磷钾肥,玉米对氮肥更敏感。N0处理的产量、干物质积累量、整株氮磷吸收量均显著降低,其叶片钾含量、茎鞘磷含量极显著增加,导致叶片钾积累量、茎鞘磷积累量显著增加。P0和K0处理玉米产量、干物质积累量、植株氮素吸收量均与NPK处理无显著差异,分别导致磷素和钾素吸收量显著降低。不施磷钾肥处理氮素从秸秆向子粒的转运受到限制,子粒含氮量下降,氮素收获指数显著降低。滴灌条件下,氮磷钾肥平衡施用玉米养分吸收均衡、分配合理,物质生产和产量显著高于传统灌溉施肥方式。     

低温胁迫对不同基因型玉米种子萌发特性的影响

以不同基因型玉米生产品种郑单958、先玉335、京科968和京农科728为试验材料,研究适温和低温胁迫下玉米种子萌发过程中发芽势、发芽率、芽长、根长、种子a-淀粉酶及保护酶活性等的变化,探讨低温胁迫对不同基因型玉米品种种子萌发特性的影响。结果表明,在25℃适温和10℃低温胁迫条件下,京科968和京农科728的发芽势和发芽率均高于郑单958和先玉335;在10℃低温胁迫下,京科968、京农科728的发芽势、发芽率显著高于郑单958和先玉335。10℃低温胁迫条件下,京科968和京农科728的芽长和根长显著高于郑单958和先玉335;在25℃适温条件下4个参试玉米品种的芽长和根长差异不显著。2个温度处理条件下,京科968和京农科728种子的α-淀粉酶、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于郑单958和先玉335,在10℃低温胁迫条件下优势更明显;丙二醛(MDA)含量在品种间呈相反趋势。在低温胁迫下,京科968和京农科728表现出较强的耐低温萌发能力。     

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。     

不同施氮水平下郑单958和先玉335产量特征比较研究

以玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,对不同施氮水平下超高产玉米产量及产量构成因素的比较研究。结果表明,郑单958的百粒重高于先玉335,产量和穗粒数低于先玉335。郑单958和先玉335产量随施氮量的增加均呈单峰曲线变化,拟合系数达极显著水平(P<0.01);不同施氮水平下先玉335产量高于郑单958,差异均达显著水平(P<0.05)。     

供氮水平对不同氮效率玉米品种氮素吸收、干物质形成及产量的影响

以低氮高效型玉米品种郑单958、高氮高效型玉米品种先玉335、双低效型玉米品种豫单606、双高效型玉米品种秋乐368为材料,研究不同氮效率玉米品种在不施氮肥和纯氮90、180、270、360 kg/hm2处理下产量、干物质积累与转运及氮素吸收利用的差异。结果表明,与双低效型品种相比,低氮高效型品种在低氮条件下可以正常维持物质合成,具有较高的氮素积累量和干物质积累量,粒重增加,进而具有较高产量优势;高氮高效型品种在高氮条件下具有较高的花后干物质积累量、氮素积累量,能维持较长时间的光合作用,子粒库容量较高,库调节能力较强,子粒产量存在优势;双高效型品种同时具有以上特性。     

硼肥用量对玉米生长发育及产量的影响

以郑单958和豫单606为试验材料,采用盆栽试验方法,探索不同硼肥用量对玉米产量及生长发育的影响。结果表明,施用适量硼肥可促进玉米生长发育,显著提高叶面积指数,使植株干物质积累量增加,同时硼肥能够促进干物质向果穗运输。施用硼肥能够促进玉米穗分化,使雌雄间隔期缩短,显著提高花丝数和花丝生长速率,进而增加穗粒数。施用硼肥显著提高玉米产量,且不同用量对其影响不同,3.33 mg/kg土壤硼肥处理的效果最为显著,郑单958和豫单606分别较不施硼肥处理增产14.3%和17.4%;施用量为13.3 mg/kg时郑单958增产3.5%;豫单606产生中毒症状,产量较对照降低4.4%。     

人工老化玉米种子活力指标、生理指标与基因组DNA甲基化变异的研究

以玉米单交种郑单958和先玉335为试验材料,采用老化箱加速种子老化。随着种子老化时间的延长,郑单958和先玉335种子的发芽率、发芽指数、活力指数逐渐降低,老化至8 d,种子活力指标降至极低的水平。过氧化物酶、过氧化氢酶活力逐渐降低,电导率、丙二醛含量逐渐升高。MSAP分子标记扩增出2 750条有效峰值,随老化时间的延长,郑单958的CG甲基化水平呈现出逐渐降低的趋势,先玉335的CG甲基化水平逐渐升高。基因组DNA的CHG与CHG+CG甲基化水平变化不规律,郑单958基因组DNA的CHG和CG+CHG甲基化均高于对照,先玉335基因组DNA的CHG甲基化均低于对照。郑单958和先玉335的DNA发生甲基化模式变异,郑单958 DNA的CG去甲基化模式变异高于超甲基化,先玉335DNA的CG去甲基化模式变异低于超甲基化。相关性分析表明,种子的活力指标、生理指标与基因组DNA的CG甲基化相关系数较高。     

不同成熟度玉米叶片抗氧化生理对高温胁迫的响应

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,研究高温胁迫下玉米叶片膜透性、抗氧化酶活性以及渗透调节物质的动态变化。结果表明,高温胁迫下,玉米叶片相对电导率、MDA含量增加,ZD958成熟叶的增幅大于幼嫩叶,XY335成熟叶增幅小于幼嫩叶。处理早期阶段,ZD958成熟叶SOD、POD和CAT活性均增加并高于对照,后期阶段增幅放缓,甚至低于对照;幼嫩叶3种酶活性在处理前期大多与对照无明显差异,后期则明显升高。XY335成熟叶CAT活性均大于或显著大于对照,SOD和POD活性多低于或显著低于对照;幼嫩叶3种酶活性均大于或显著大于对照;可溶性蛋白含量无显著性变化。ZD958成熟叶和幼嫩叶可溶性糖含量均呈先升后降的趋势,XY335成熟叶表现为升高趋势,幼嫩叶则呈升-降-升-降的变化;脯氨酸在两个品种成熟叶中呈降-升-降的变化。     

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。     

高温胁迫对玉米形态、叶片结构及其产量的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,模拟增温处理,探索营养生长和生殖生长并进时期(第9片叶完全展开至抽雄期)高温处理对玉米形态、叶片结构及其产量的影响。结果表明,高温处理后ZD958和XY335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%。高温处理促进株高增长,促使茎粗变细,降低叶面积指数、干物质重、成熟叶片和幼嫩叶片的比叶重。随生育进程,XY335的株高、茎粗、叶面积指数、干物质重和ZD958的干物质重变化幅度逐渐增大,2个玉米品种的幼嫩叶片比叶重降低幅度均要大于成熟叶片比叶重。叶片厚度和上下表皮细胞厚度变薄,叶绿体膜结构被破坏,抑制光合作用及光合产物的输出。对高温胁迫的敏感性而言,XY335大于ZD958,ZD958成熟叶大于幼嫩叶,XY335幼嫩叶大于成熟叶。     

高温胁迫对不同热敏型玉米品种雌雄穗生理特性的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,模拟增温处理,探索玉米穗发育对高温逆境生理响应机制。结果表明,高温胁迫下,玉米雄穗、雌穗抗氧化生理在品种及处理间均有较大差异,雄穗细胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性呈升-降-升的变化,ZD958雄穗上部小穗SOD活性低于下部小穗,XY335雄穗上部小穗SOD活性高于下部小穗。过氧化物酶(POD)活性在高温处理初期下降,而后持续升高;过氧化氢酶(CAT)活性在高温胁迫初期增加,而后下降甚至低于对照;丙二醛(MAD)含量均呈增加趋势。ZD958雄穗中可溶性糖和脯氨酸含量较高,XY335雄穗中可溶性蛋白含量较高。XY335雌穗SOD、POD和CAT酶活性降低或显著降低,MDA含量较高;ZD958雌穗SOD、POD和CAT酶活性升高或显著升高,MDA含量较低。随高温胁迫持续,ZD958和XY335雌穗中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈增加趋势,ZD958雌穗具有较高的可溶性糖含量、较高的花丝水势和p H值。     

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。     

播期对吉林中部春玉米产量形成及氮素分配的影响

本实验设置3个播种日期,对比研究不同播种日期对两个玉米品种产量、生物量、氮素积累和分配特征的影响。结果表明,XY335在早播和晚播处理下,产量比中播处理分别提高11.5%和5.1%;ZD958在早播和中播处理下,产量较晚播分别提高15.8%和11.1%。在VT-R6期,XY335的干物质积累和氮素积累早播和晚播较中播分别提高6.8%和2.7%、31.5%和11.4%,ZD958的干物质和氮素积累早播和中播较晚播分别提高26.6%和25.9%、99.2%和59.4%。在早播处理下,XY335、ZD958具有较高的花后干物质和氮素分配,分别达到了58.5%和63.2%、49.1%和52.2%。在公主岭地区,两个品种均适宜早播,但XY335播期范围更广,适宜播期均通过提高VT-R6期的干物质积累和氮素积累而提升产量。     

长江中游南部春玉米子粒不同阶段脱水规律研究

以脱水速率不同的3个品种先玉335(XY335)、登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为供试材料,春季分3个播期种植,分析长江中游南部玉米不同阶段子粒脱水特征以及子粒脱水与灌浆、气象因子的关系。结果表明,3个品种在3个播期的子粒脱水速率均表现为先上升后下降、后期又快速上升。后期快速升高的起点前后子粒脱水速率呈现不同的特征。将后期子粒脱水速率快速上升的起点作为分隔点,前期为T1阶段,后期为T2阶段。T1阶段,子粒脱水速率与灌浆速率极显著正相关(r=0.845**,P0.01),与各气象因子无显著相关关系,表现生理脱水特征;T2阶段,子粒脱水速率与温度相关的气象因子及平均日照时数显著正相关,与降雨量显著负相关,表现净脱水特征。子粒脱水速率品种间差异主要体现在后期,XY335、DH605后期脱水速率高于ZD958;以子粒含水率为评价尺度时,XY335、DH605后期脱水速率快速升高的时间早于ZD958。结果表明,玉米子粒后期脱水速率受品种基因型与气象因子的影响,收获时含水率低的品种具有后期快速脱水启动早、脱水速率更快的特征。     

夏玉米子粒乳线比例与含水量、粒重及营养物质积累的关系

选用先玉335（XY335）、郑单958（ZD958）和登海661（DH661）为试验材料,研究不同品种间玉米子粒乳线比例与子粒含水量、粒重及营养物质积累的关系。结果表明,XY335的乳线下移要快于ZD958和DH661,且其千粒重最大、含水量最低;品种之间可溶性糖和蔗糖含量差异不明显,DH661的淀粉含量显著低于XY335和ZD958;乳线比例与淀粉含量及千粒重呈极显著正相关,与子粒含水量、可溶性糖、蔗糖及蛋白质之间呈显著负相关。