中国春玉米高产纪录的创造与思考

2020年中国农业科学院作物栽培与生理创新团队在新疆奇台创造24 948.75 kg/hm~2的玉米产量,刷新全国玉米高产纪录。研究团队采取玉米密植高产栽培技术,在膜下滴灌、水肥一体化生产条件下,4月14日播种,宽窄行70 cm+40 cm配置,播种密度135 000株/hm~2,产量最高的品种是MC670,收获穗数129 630穗/hm~2,穗粒数549.4粒,千粒重378.0 g,单穗粒重193 g。本文总结高产纪录玉米田生产过程的主要管理环节和高产群体的主要指标,为玉米高产提供参考。     

苯丙氨酸解氨酶基因家族在大豆中的时空表达研究

苯丙氨酸代谢途径是植物最重要的次生代谢途径之一,其下游产物包括异黄酮、植保素、木质素等多种次生代谢产物。苯丙氨酸解氨酶（PAL）是苯丙氨酸代谢途径的起始酶和关键酶。PAL基因家族包含8个基因,为了明晰这8个基因在大豆植株内的表达情况,通过实时定量PCR研究了PAL家族所有成员在大豆植株内的时空表达差异性。发现PAL基因家族总体的相对表达量在生殖生长时期高于营养生长时期,在叶片和子粒中相对表达量较高。PAL1-1、PAL2-1和PAL2-3基因在各部位相对表达量明显高于其他同家族基因,PAL1-1基因各时期稳定表达,PAL2-1和PAL2-3基因在生殖生长后期先后出现表达峰值。这些结果表明大豆PAL基因家族各成员的相对表达量在时间和空间上存在差异,具有一定时空表达特异性。     

黄淮海夏玉米籽粒脱水与气象因子的关系

玉米籽粒脱水与气象因子之间存在密切的关系, 明确影响籽粒脱水的主要气象因子及其影响程度, 能够更好地预测籽粒含水率的变化动态, 对筛选玉米机械粒收品种, 从而合理安排粒收时间等具有重要的实践价值。本研究于2015—2017年在河南新乡进行, 选用4个目前当地生产中主栽玉米品种京农科728 (JNK728)、郑单958 (ZD958)、先玉335 (XY335)和农华816 (NH816), 通过连续测定获得玉米籽粒含水率的变化过程, 并利用Logistic Power模型拟合, 借鉴去趋势的分析方法, 将玉米籽粒的实际含水率分为趋势含水率、气象含水率与随机误差, 明确黄淮海区域夏玉米籽粒的气象含水率与气象因子之间的关系, 利用逐步回归和通径分析的方法筛选出玉米籽粒生理成熟前后影响籽粒脱水的主要气象因子。分析发现, 玉米籽粒气象含水率与研究分析的大部分气象因子呈显著或极显著相关; 生理成熟前筛选得到的主要气象因子为平均温度(x₁)、平均风速(x₅)和蒸发量(x₁₁), 生理成熟后为平均温度(x₁)和平均相对湿度(x₇), 回归模型均达到极显著水平; 通径分析表明, 生理成熟前蒸发量的贡献最大, 而温度、风速主要通过蒸发量起间接作用, 生理成熟后温度和相对湿度主要为直接作用, 且相对湿度的作用略大于温度。本研究所用去趋势的方法, 从理论和实际操作层面均更具科学性, 其研究结果也更为可信, 对其他类似研究也具有借鉴意义。     

专题导读: 加强籽粒脱水与植株倒伏特性研究、推动玉米机械粒收技术应用

正全程机械化是现代玉米生产方式的方向,当前条件下,机械收获、特别是机械粒收是我国玉米全程机械化发展的瓶颈[1-5]。为推动玉米机械粒收技术的应用,中国农业科学院作物栽培与生理创新团队自2010年起开展了相关工作,先后发表了30余篇相关研究论文,涉及玉米机械籽粒收获的理论基础、关键技术、模式集成等不同层面,研究包括籽     

河北夏播区玉米机械粒收质量及影响因素研究

2014~2017年在河北省邯郸、衡水、石家庄、沧州和邢台市共开展16组机械粒收品种筛选与技术集成示范,对14组试验采取机械粒收及收获质量评价。结果表明,机械粒收子粒破碎率均值为10.19%,高于国标≤ 5%的要求;杂质率均值为1.99%,低于≤ 3%国标标准;产量损失率均值为3.55%,总体小于≤ 5%国标标准,破碎率高是河北夏玉米区机械粒收存在的主要质量问题。子粒含水率总体呈正态分布,均值为28.69%,收获时含水率低于26.01%的样本仅占25%,含水率与子粒破碎率（r=0.534^**,n=130）、杂质率（r=0.437^**,n=130）均呈极显著正相关关系,含水率高是导致收获质量差的主要原因。     

利用研磨法测试玉米子粒耐破碎性方法及参数优化研究

采用二次通用旋转组合设计优化玉米子粒耐破碎性测定方法与参数,提高测定准确率和辨识度。实验选定碾磨时间(X_1)、旋转速度(X_2)、测定子粒质量(X_3)为考察因素,以子粒破碎率为考察指标,采用二次通用旋转组合设计优化子粒耐破碎性测定方法与参数。实验优化所得玉米子粒耐破碎性测定的最佳参数为碾磨时间80 s,转速1 200 r/min,测定子粒质量30 g,在此条件下,玉米品种郑单958和新引M751子粒破碎率差值为4.07。优化所得的测定子粒破碎率的方法及参数稳定可行。     

“海绵校园”建设研究——以临沂大学为例

指出了临沂大学作为影响临沂市生态城市形象的重要部分,存在着夏秋多雨季积水难下渗和冬春季节水资源缺乏、水体污染多重矛盾。在充分调研临沂大学校园自然地理现状和校园规划的基础上,系统分析了临沂大学水管网系统及存在不足,有针对性地从路面透水性铺装、屋顶设计、绿地系统、水系管网系统方面提出了海绵校园的改造提升方案。以期为临沂大学校园构建良好动态循环水系统、充分利用水资源和建设绿色校园提供科学依据。     

玉米生长后期倒伏研究进展

倒伏是玉米生产中普遍存在的问题。传统生产中玉米一般在生理成熟期收获,前人关于倒伏研究也多集中在生育前期茎秆发育过程或者是生理成熟前的某一阶段,而对生理成熟后倒伏研究较少。玉米机械粒收一般在生理成熟后2—4周进行,倒伏将会增加机械粒收过程中的产量损失,降低籽粒品质,使收获难度加大,收获效率以及玉米种植效益明显降低,成为制约玉米种植密度进一步提高和机械粒收技术发展的重要因素。对此,本文从玉米生育后期植株的衰老生理及其影响因素角度进行综述,提出增强玉米后期抗倒伏能力的措施与建议。分析表明,玉米生育后期植株自然衰老将导致叶片、茎秆和根系活力下降,使茎秆含水量、可溶性糖、半纤维素及总结构性碳水化合物含量均降低,细胞壁变薄、细胞间缝隙变大;同时,茎秆和根系PAL、POD和PPO酶活性下降,抗病能力减弱;茎腐病病原菌产生的细胞壁降解酶分解细胞壁中的纤维素,降解寄主细胞,孢子迅速萌发形成菌丝并进入表皮细胞、皮层和维管束组织,加速茎秆组织失水干缩过程,植株空心变软甚至腐烂,茎秆质量下降。而基于密植高产机械粒收技术需求的增密种植、田间站秆籽粒脱水会加速并延长玉米衰老进程,使茎秆质量和抗病能力进一步下降,导致生理成熟后的倒伏风险加大。为有效控制倒伏、加速我国玉米密植高产机械粒收技术的推广,建议:(1)增强玉米生育后期茎秆衰老和倒伏的理论研究;(2)加强玉米抗倒种质创制,选育早熟、耐密植、籽粒脱水快、抗逆性强、适宜机械粒收的品种;(3)通过构建优质土壤耕层,集成宜机收品种、合理密植、肥水科学运筹、化学调控和病虫害综合防控等关键技术,创制高质量健康群体,提高生育后期茎秆的抗倒伏能力;(4)根据各地气候、生态条件,因地制宜制定降低玉米生育后期倒伏风险的应对措施。     

辽宁中部地区玉米机械粒收质量及其限制因素研究

研究和明确制约机械粒收质量的因素,对于辽宁省玉米机械粒收技术的推广和生产转型升级具有重要意义。2015-2017年在辽宁省中部的铁岭县蔡牛镇、沈北新区黄家村和海城市耿庄开展了5组玉米机械粒收试验与示范,通过对41个参试品种57个品次粒收质量指标的测试与评价,结果表明：（1）子粒破碎率均值为11.38%,5组试验均高于国家标准≤5％的要求,破碎率偏高是目前辽宁机械粒收存在的主要质量问题;（2）收获产量损失率平均为3.93%,低于国家标准≤5％要求,但不同试验组间差异较大,变幅为0.78%~12.60%,部分田块机械粒收产量损失较大;（3）57个品次样本子粒含水率与破碎率、杂质率的相关系数分别为0.596和0.454,均达到极显著水平,子粒含水率高是导致破碎率和杂质率高的重要因素;（4）产量损失主要来自落穗损失,占总损失量的63.2%~92.5%,落穗损失与植株倒伏倒折密切相关;（5）10月中下旬（10月13日至10月21日）收获,87.2%的参试品种子粒含水率可下降至25%以下,处于适宜机械粒收水分范围。本研究认为,辽宁中部地区热量资源丰富、玉米适采期长,10月中下旬收获时子粒含水率不是当前制约机械粒收质量和技术推广的首要因素,而后期茎秆衰老慢和抗玉米螟、茎腐病品种的选育,控制倒伏与落穗的技术措施应引起关注。     

北疆玉米密植高产宜粒收品种筛选

筛选耐密植、产量潜力大、脱水快、适宜机械粒收的品种是玉米密植高产全程机械化绿色生产的关键。在密植栽培条件下,2012-2017年在北疆昌吉奇台总场、伊犁新源71团和伊宁县3地开展了15个点次、133个品种/组合267个品次的品种/组合筛选试验,收获时采取机械粒收测产方式,测试收获质量、子粒含水率和单产,并按子粒含水率和产量水平2个指标采用双向平均法作图进行品种分类。试验结果表明：（1）267个样本收获时子粒破碎率均值为5.20%,略高于国家标准（GB/T 21961—2008）规定的5%水平;杂质率和产量损失率均值分别为0.67%和0.92%,低于国家标准3%和5%的要求;（2）子粒含水率均值为24.65%,子粒含水率与破碎率呈极显著正相关（r=0.461）,子粒含水率高是造成破碎率高的主要原因,两者关系可以用二次函数y=0.0346x ²-1.443x+18.998（R ²=0.3799,n=267）拟合,当子粒含水率为20.9%时,破碎率最低;（3）筛选出子粒含水率低、单产水平高的品种华美1号、晋单73、金9913、MC670、增玉1317和豫单9953,推荐为玉米密植高产全程机械化绿色生产技术适宜品种;早熟、脱水快、但产量水平低于平均值的品种有KX9384、KWS5383、登海1786、泽玉501和郑单528,推荐在热量资源偏少的地区种植,或作为热量资源适合地区的搭配品种。