生态因素对玉米子粒发育影响及调控的研究

通过播期、覆膜调控，研究了不同生态条件下不同类型品种的生长发育，重点研究生态因素对玉米花后子粒发育的影响。试验主要结果如下：高温少光条件影响子粒灌浆，表现在灌浆期持续时间短、灌浆速率相对较低。晚熟品种灌浆期长而灌浆速率相对较低，早熟品种灌浆期短而灌浆速率相对较高，是正常年份两类品种都能取得高产的原因。子粒体积变化与干重变化趋势一致。适宜生态条件下，玉米穗粒性状变异系数小，果穗发育整齐一致。掖单13穗长较大，易于形成大果穗，高产潜力大，但高温少光条件下，穗粒性状变异系数大，果穗不整齐，产量低。高温少光条件下，子粒呼吸速率明显降低，高值持续时间短；同时CTK含量较低。ABA含量变化规律性不强，子粒生长受多种内源物质协调调控。     

1970s～2000s玉米主栽品种灌浆与脱水速率研究

1970s推广玉米单交种,标志着我国利用玉米杂种优势育种从选育双交种转向选育单交种为主的阶段。不同年代玉米单交种的灌浆与脱水速率随着年代的更替所呈现的变化规律尚未引起关注。试验于2013年在中国农业科学院试验基地进行,以1970s~2000s大面积推广的14份单交种为试验材料,对不同年代玉米单交种各个时期的子粒、苞叶、穗轴含水量进行分析,计算和分析子粒、穗轴和苞叶的脱水速率及子粒灌浆速率。结果表明,2000年以后审定的新品种子粒灌浆速率快于以前的老品种;新品种的子粒百粒干重高于老品种;新品种的穗轴、苞叶和子粒的含水量均高于老品种。穗轴脱水速率则老品种明显快于新品种;子粒、苞叶脱水速率在不同年代品种之间并无明显差异。     

辽东玉米植株与子粒脱水特性相关性分析

选用生育期相近的宏硕899、粒收1号、郑单958共3个品种,在3个种植密度下进行生理成熟期、收获期子粒含水率与植株叶片、茎秆、穗部、子粒脱水特性分析。结果表明,植株各部位含水率生理成熟期前后变化差异较大,生理成熟前2周,穗位茎、茎秆、穗柄、穗轴含水率几乎不变,穗位叶、苞叶、子粒含水率呈降低趋势,子粒含水率在30%～35%时苞叶与叶片进入迅速脱水期;生理成熟后穗位节茎秆含水率下降快于其他茎秆,茎秆与穗柄含水率下降速率相近,穗轴与子粒含水率下降幅度相近。品种间生理成熟时子粒含水率无显著差异,郑单958生理成熟后子粒脱水速率低于宏硕899和粒收1号。随密度增加,生理成熟期植株叶片、茎秆含水率呈降低趋势。密度对穗轴、穗柄及子粒含水率影响较小,不同密度处理间含水率无显著差异。辽东地区增加密度能够提高植株生理成熟后叶片、茎秆脱水速率,但对子粒含水率及脱水速率无显著影响,品种持绿性与子粒后期脱水相关性不大。受降雨影响辽东地区玉米生理成熟后空气相对湿度大,子粒脱水速率慢,降低收获时子粒含水量应从立秆延迟收获入手。     

播期和种植密度对玉米子粒灌浆的影响

通过设计不同的播种时期和种植密度,研究不同处理造成的温光生态条件和群体结构差异对玉米不同部位子粒灌浆的影响。结果表明,播期和种植密度对玉米中部子粒灌浆速率影响主要表现在灌浆后期,密度影响较大;播期和种植密度对玉米顶部子粒灌浆速率主要是阶段性影响。播期对玉米中部子粒含水率影响较大,种植密度对玉米中部子粒含水率没有影响。     

玉米穗轴维管解剖结构及含水率对籽粒发育的影响

以典型的秃尖和不秃尖玉米品种为材料，探讨了穗轴维管系统的解剖结构及含水率变化对籽粒发育的影响。结果表明：秃尖类型品种的单个维管束平均面积小，但维管束数目多；而不秃品种维管束数目少，但单位截面积大。维管束系统在两种类型品种穗轴顶部均分化发育到位。因此推测籽粒败育非穗轴维管系统解剖结构原因所引起。同时分析了授粉后28天内籽粒和穗轴的含水率动态变化，结果见到在同穗轴顶部和中部以及穗轴和籽粒间存在着两条平行的含水率梯度线。秃尖类型品种顶部籽粒和穗轴含水率在授粉后12天内一直居高不下，可能是导致其败育的生理原因之一。     

夏玉米子粒含水率和子粒灌浆的粒位差异及其关系研究

以不同自然脱水类型玉米品种为材料,分析其花后不同部位子粒含水率变化、粒重、体积、灌浆动态以及灌浆参数,明确子粒含水率变化与灌浆动态的关系。结果表明,灌浆后期两个时间节点子粒含水率差异较大,先玉335较蠡玉16子粒含水率分别低4.27和5.49个百分点。子粒含水率、体积和粒重均存在粒位效应,两个玉米品种子粒含水率均表现为下部子粒中部子粒上部子粒,子粒体积和粒重粒位效应表现为下部子粒中部子粒上部子粒。灌浆速率粒位效应存在基因型差异,蠡玉16表现为中部子粒下部子粒上部子粒,先玉335表现为下部子粒中部子粒上部子粒。灌浆启动势均表现为上部子粒下部和中部子粒,活跃灌浆期粒位差异较大,且品种间粒位效应趋势相反,先玉335活跃灌浆期上部子粒略大于下部子粒,蠡玉16下部子粒活跃灌浆期长于中部和上部子粒。灌浆峰值出现时间不同,两个品种最大灌浆速率出现时间相差4.77 d。     

种植密度对不同粒型玉米品种子粒灌浆进程、产量及品质的影响

以鲁单981(大粒型)、泉星2101(小粒型)两个不同粒型玉米品种为材料,研究了3种种植密度对玉米子粒灌浆进程、产量及品质的影响。结果表明,增加种植密度可提高单位面积玉米产量,促进大粒型品种LD981灌浆前期单粒重的提高,但均不利于大粒型和小粒型品种在灌浆后期维持较高的粒重。种植密度对玉米单粒重的影响主要是缓增持续期、快增期灌浆速率、缓增期灌浆速率和灌浆持续期所致,而平均灌浆速率对其影响较小。随着密度的增加,可溶性总糖含量逐渐升高,直链淀粉含量先升高后降低,但支链淀粉、总淀粉、粗蛋白和粗脂肪含量表现为先降低后略有升高。     

不同生育期高温对玉米子粒品质及淀粉糊化特性的影响

以玉米杂交种隆平206与秦龙14为试材,分别在开花期和子粒灌浆期进行高温处理,研究不同生育期高温对玉米穗部性状、子粒品质与淀粉糊化特性的影响。结果表明,开花期与子粒灌浆期高温处理均显著降低秦龙14的子粒行数、行粒数,其中,开花期秦龙14高温处理败育;对隆平206无显著影响,说明隆平206子粒形成过程中耐高温较强。与对照相比,高温显著增加两个品种玉米子粒蛋白质含量,降低子粒脂肪与淀粉含量;品种间比较,高温对秦龙14品质的影响较隆平206大。隆平206不同生育期高温处理比较,灌浆期高温对子粒脂肪含量影响较大,蛋白质含量次之,淀粉含量相对较小,两个高温处理子粒淀粉峰值黏度、低谷黏度、最终黏度与糊化温度显著高于对照;灌浆期高温处理糊化参数的升幅较开花期高温处理大。玉米生育后期高温对玉米子粒品质及糊化特性有显著影响,灌浆期高温较开花期高温对玉米子粒品质的影响较大。开花期高温对玉米子粒育性影响较大,灌浆期高温主要影响玉米子粒品质。     

乙烯利对夏玉米果穗生长发育影响及生理机制探究

采用大田种植方法,以郑单958为试验材料,于玉米7展叶期（E7）、9展叶期（E9）喷施乙烯利,比较研究玉米产量、果穗维管束特征、子粒干物质积累及相关生理指标,探讨乙烯利对玉米果穗发育的影响及生理机制。结果表明,乙烯利处理使玉米子粒千粒重下降;子粒灌浆起始生长势降低、灌浆天数缩短,可溶性淀粉积累量下降;子粒中IAA（生长素）含量降低、ABA（脱落酸）含量升高,果穗穗轴的维管束长度及筛管半径显著降低,穗柄维管束个数下降、维管束长度也下降。IAA含量下降抑制木质素前体苯丙烷及木质素的形成,进而抑制木质部的形成,使得维管束个数、长度下降,进而子粒库容降低,子粒库活性降低,导致最终产量下降。     

不同水分条件下燕麦穗颈维管束结构与穗部性状的关系

为了解不同水分条件下燕麦穗颈维管束结构与穗部性状的关系,在大田栽培条件下,连续两年设置灌溉和旱作两个水分处理,以内燕5号、燕科2号、品5号、坝莜9号4个燕麦品种为材料,观测抽穗期穗颈维管束性状、灌浆速率和穗部产量性状。结果表明,燕麦穗颈维管束发育受干旱影响,干旱条件下各品种的大维管束数目、大维管束面积、大维管束韧皮部面积、大维管束导管直径较灌溉处理均显著降低,其中坝莜9号维管束各性状对干旱反应最敏感,其大维管束面积降低幅度最大,达到55.47%。灌水条件下坝莜9号两个年度大维管束面积分别较内燕5号、燕科2号、品5号高出32.66%、15.77%、9.50%;旱作条件下品5号的维管束性状优于其他3个品种,大维管束面积分别较内燕5号、燕科2号、坝莜9号高出20.04%、4.42%、 20.42%。旱作条件下4个品种的灌浆速率较灌溉处理均降低,品种间差异较大,品5号两个年度平均灌浆速率最优,分别较内燕5号、燕科2号、坝莜9号高出21.95%、21.34%、7.93%;灌水条件下坝莜9号的平均灌浆速率分别较内燕5号、燕科2号、品5号高出23.94%、28.17%、17.84%,穗粒重分别高出40.39%、 10.33%、4.27%,穗粒数分别高出40.78%、19.42%、17.37%。经相关分析,灌水条件下大维管束数目与穗长呈现极显著相关;旱作条件下大维管束导管直径与总小穗数、穗长、穗粒数呈极显著相关,其中与总小穗数相关性最大。因此,灌溉可促进燕麦维管束发育和籽粒灌浆,进而获得高产。     

不同春玉米品种茎秆显微结构对抗折强度的响应

以冀西北寒旱区9个春玉米品种为研究对象,通过测定玉米基部第3节抗折强度,利用光学显微镜观察其茎节显微结构,对维管束各项显微指标与节折强度进行相关分析,研究春玉米节折强度与茎秆显微结构之间的关系。结果表明,不同春玉米品种间节折强度达显著水平。对各品种维管束显微指标进行统计分析表明,维管束鞘厚度和表皮细胞厚度变异系数最大,分别达到34.8%和23.2%;茎节维管束数目增多不利于节折强度的提高(r=-0.945**,r=-0.927**),维管束平均面积、韧皮部面积增大有利于节折强度的增加(r=0.831*,r=0.799*;r=0.733*,r=0.786*)。通径分析表明,维管束数目对节折强度的直接效应最大,表皮细胞厚度次之,维管束最大面积、维管束鞘厚度、韧皮部面积等指标也通过维管束数目对茎折强度起间接作用。参试品种中,京农科728、纪元108维管束数目较少,维管束平均面积、韧皮部面积较大,茎折强度较高,抗倒伏性优于其他品种。     

河北省低平原区不同夏玉米品种灌浆、脱水、子粒机收特性的研究

以河北省低平原区不同类型的5个夏玉米品种为试材,在同一种植密度水平下,研究不同夏玉米品种灌浆、脱水和粒收特性之间的差异。结果表明,5个品种在授粉后40 d时达到了百粒鲜重最大值,之后开始缓慢下降,伟科702鲜重最大,华美1号最小。5个品种百粒重和鲜重表现趋势一致,在授粉后40 d内增长较快,衡玉1182百粒重最大,蠡玉35最小。5个品种灌浆速率呈单峰曲线,均在授粉后20 d左右达到最大峰值,灌浆峰值表现为衡玉1182华美1号伟科702郑单958蠡玉35。5个品种粒收时子粒含水率差异很大,衡玉1182最低,华美1号次之,蠡玉35最高。衡玉1182子粒破损率、杂质率和产量损失率均最小,子粒产量最高。综合分析,衡玉1182具有子粒灌浆速率快、收获时子粒含水率低、破损率和杂质率低、产量高等特质,可以作为直接粒收品种大面积推广。     

深松方式与施氮量对玉米茎秆解剖结构及倒伏的影响

以不同深松方式和施氮量下玉米茎秆解剖结构的变化为研究内容,从微观角度研究玉米倒伏机理及调控措施.结果表明,茎秆表皮厚度、维管束的数量和面积、木质部和韧皮部面积与倒伏均呈显著负相关关系.通过深松及适量施氮均可调节维管束结构.对倒伏率的影响,维管束面积表现为大维管束大于小维管束;维管束内部结构表现为韧皮部面积大于木质部面积.深松和施氮均提高了维管束的输送效率.玉米倒伏率与茎秆中含氮量呈显著负相关关系,与含磷量和含钾量的关系不密切.玉米茎秆的抗折强度与倒伏率呈负相关关系,适量增施氮肥可提高茎秆的抗折强度.施氮量为225 kg/hm2时结合隔行深松,玉米茎秆维管束内部结构发达、输送效率最高、抗折强度最大、倒伏率最低.     

农户选择玉米新品种行为及影响因素分析

自2000年《中华人民共和国种子法》正式颁布后,农户可更加自主的选择新品种。吉林省作为我国著名商品粮生产大省,在全国粮食主产省份中占重要位置,其农户对新品种的选择行为具有典型性和代表性。基于吉林省粮食主产区129个农户的调查数据,运用Logistic模型对吉林省农户选择玉米新品种行为及影响因素进行实证分析。研究结果表明,吉林省农户选择玉米新品种行为受多种因素的影响,玉米种植规模、受教育年限、增产效果、对种子熟悉程度、新品种宣传推广力度、农户种植经验、农户风险偏好对农户选择玉米新品种行为有正向影响,玉米种植收入占总收入比重、种子价格对农户选择玉米新品种行为有负向影响。在此基础上,从资金投入、价格、品种、新品种宣传推广力度4个方面提出调动吉林省农户选择玉米新品种积极性的相应对策。     

刈割对玉米生长发育及产量的影响

2016年以郑单958和先玉335为研究对象,研究不同叶龄期刈割对玉米生长发育及产量的响应。2017年以相对耐密品种郑单958为研究对象,研究增密刈割的产量效应。结果表明,不同叶龄期刈割影响玉米生长发育,随刈割时间的延后对玉米影响越大,表现为抽雄、吐丝时间推迟,郑单958抽雄时间推迟2～8 d,吐丝期推迟3～6 d;先玉335抽雄时间推迟2～8 d,吐丝期推迟4～8 d。株高和穗位高降低,穗位高系数和茎秆长粗比降低。绿叶数目减少,叶面积下降。两个品种单穗重较对照分别降低4.6%～21.7%和1.4%～24.5%,穗粒数3叶龄期刈割最高,其他处理穗粒数较对照降低。产量降低,以3叶期刈割减产幅度最小,5叶期在1叶位刈割基本全部死亡,6叶以后刈割叶位提高至4叶以上但减产幅度较大,且较对照产量差异达显著水平。随着刈割密度的增加,产量性状呈下降趋势,产量较对照先降低后增加,密度达到1.08万株/hm~2时,产量与对照相当;密度达到1.2万株/hm~2时,产量较对照提高7.3%,增加密度可弥补刈割对产量的影响。     

春玉米品种与栽培模式对黄土旱塬土壤水分的影响

以平展型传统品种酒单4号和紧凑型高产品种先玉335为试验材料,设半膜平覆(HM)、全膜双垄沟(DFM)两种覆膜方式和4.5万、9.0万株/hm~2两种种植密度,研究黄土旱塬区不同栽培模式下不同类型春玉米对土壤水分变化及对春玉米产量的影响。结果表明,品种和不同栽培模式互作效应对春玉米产量有显著影响。春玉米生育关键期降水对各处理收获土壤水分影响明显,降水不能满足春玉米生长发育需要时,春玉米会对60 cm土层以下水分产生透支性消耗,遇到连续干旱年份,则会导致春玉米60~160 cm主要根区土壤含水量降低。在相同覆膜及品种条件下,随种植密度增加,玉米产量显著增加;相同密度及品种条件下,DFM覆膜产量优于HM覆膜;相同密度及覆膜方式下,紧凑型高产品种产量较平展型传统品种显著增加。DFM覆膜和紧凑型高产品种在9.0万株/hm~2种植密度下有较高产量。     

播期和种植密度对旱地玉米生长发育及产量的影响

采用裂区试验设计,研究不同播期和5.25万、6.00万、6.75万和7.50万株/hm2不同种植密度对玉米品种先玉335和强盛388生长发育及产量的影响。结果表明,随种植密度增加,植株株高和穗位高升高,茎粗和单株干物质重降低,播期推迟使这种升高和降低效应进一步加强。玉米产量在密度间的变化根据玉米品种不同而异,整体均表现为晚播处理产量较低,中播处理较高。随着播期提前,玉米生育期也相应延长,生育期延长的影响主要表现在播种至拔节期。先玉335在早播和中播条件下适宜密度为6.75万株/hm2,晚播条件下适宜低密度种植;强盛388在3个播期下均适宜低密度种植。本地区旱地玉米最佳播期在4月27日左右,适宜播种密度为6.75万株/hm2左右,玉米茎秆性状及产量指标较优。     

不同夏玉米品种及其密度对子粒机收质量的影响

选用不同基因型玉米品种,设置3个种植密度,研究不同基因型夏玉米子粒机收质量及其对种植密度的响应。结果表明,不同处理组合机收子粒破损率为1.03%～6.26%,杂质率为0.17%～2.12%,含水率为23.9%～35.80%。除60 000株/hm~2密度下创玉107、粒收1号和先玉335外,其他处理组合的破碎率均低于5%;所有处理组合杂质率均低于3%。随种植密度从60 000株/hm~2增加到90 000株/hm~2,机收脱粒时子粒含水率、破碎率和杂质率均呈降低趋势。机收子粒腐籽率为0.58%～5.89%,除迪卡517、华皖267和粒收1号外,其他品种均超过2%;90 000株/hm~2密度下子粒腐籽率显著高于60 000株/hm~2和75 000株/hm~2。在黄淮海地区评价玉米品种的子粒机收质量时需关注腐籽率。种植密度、基因型及其交互作用均显著影响子粒机收质量,基因型的影响效应大于种植密度。